第二章糖和苷PPT课件

-,1,第二章,糖和苷,-,2,本章基本内容,一、概述二、单糖的立体化学三、糖和苷的分类四、糖和苷的理化性质五、苷键的裂解六、糖的鉴定和糖链结构的测定七、苷的提取分离,-,3,一、概述,糖类又称碳水化合物（carbohydrates），是植物光合作用的初生产物，是一类丰富的天然产物，如：蔗糖、粮食(淀粉)、棉布的棉纤维等。糖类、核酸、蛋白质、脂质生命活动所必需的四大类化合物。（糖占植物干重8090，有些在抗肿瘤、抗肝炎、抗心血管病、抗衰老等方面具有独特点生物活性，如如人参、灵芝、黄芪、枸杞子、香菇、刺五加等多糖多为其有效成分）苷亦称配糖体，具有多种生理活性。,-,4,一、概述,单糖：不能水解的最简单的多羟基内半缩醛(酮)。如葡萄糖等。低聚糖：水解后生成29个单糖分子的糖。如：蔗糖（D-葡萄糖-D果糖）麦芽糖（葡萄糖14葡萄糖）多糖：水解后能生成多个单分子的，称为多糖。如：淀粉、纤维素等,-,5,二、单糖的立体化学,一、糖的绝对构型HaworthD、C5R在环平面之上L、C5R在环平面之下,-,6,二、糖的相对构型,端基碳的异构C1OH与C5R同侧为体DLC1OH与C5R异侧为体一般天然界多由D、L的糖构象具多，并为其优势构象。DL,-,7,三、糖和苷的分类,(一）单糖1、5C醛糖Dxyl（木糖）Larab（阿拉伯糖）2、甲基5C醛糖Lrha（鼠李糖）3、6C醛糖Dglc（葡萄糖）Dgal（半乳糖）,-,8,4、6C酮糖Dfru（果糖）Lsor（山梨糖）5、糖醛酸DglcADgalA6、去氧糖红霉糖碳霉糖,-,9,（二）低聚糖（29个单糖的聚合物）,1、双糖芸香糖（Lrha1Dglc6）龙胆二糖（Dglc16）麦芽糖（Dglc1glc4）槐糖（Dglc12）芸香糖海藻糖,-,10,（二）低聚糖,双糖蔗糖三糖棉子糖四糖水苏糖五糖毛蕊糖,-,11,（三）多糖,1、淀粉2、纤维素3、葡聚糖类：香菇多糖、昆布多糖、灵芝多糖4、果聚糖5、树胶6、粘液质7、动物多糖糖原、肝素、甲壳素、硫酸软骨素,-,12,五、苷类,（一）定义糖和非糖物质通过糖的端基C原子链接而成的化合物。非糖部分称为苷元，又称配糖体。,-,13,（二）分类,1、分类方法1）按苷元结构分蒽醌、香豆素、黄酮、皂苷等2）按存在状态分原生苷：生物体内原存在的苷次生苷：水解后，失去一部分的苷（原生苷）苦杏仁苷glc野樱苷（次生苷）3）按苷键构型分苷、苷4）按糖的个数分单糖苷、双糖苷、三糖苷5）按糖链个数分单糖链苷、双糖链苷6）按苷原子分O苷、N苷、S苷、C苷,-,14,2、按苷原子分O苷、N苷、S苷、C苷（1）O苷：醇苷、酚苷、氰苷、酯苷、吲哚1）醇苷ROH毛茛苷红景天苷2）酚苷PhOH天麻苷氢化胡桃叶醌苷,-,15,-,16,3）氰苷含OH睛的苷、OH氰苷、氧化偶氮基类亚麻氰苷RH百脉苷RCH34）酯苷RCOOH山慈姑苷A土槿乙酸葡萄糖苷RCOOH（有强抑制肿瘤细胞生长作用）土槿甲素葡萄糖苷RCH3,-,17,5）吲哚苷吲哚醇与糖结合的苷靛苷菘苔苷（2）S苷萝卜苷RH2CHCCH2黑芥子苷,-,18,（3）N苷腺苷巴豆苷（4）C苷芦荟苷异牡荆素,-,19,三、糖的理化学性质,（一）溶解性糖小分子极性大，水溶性好聚合度增高水溶性下降多糖难溶于冷水，或溶于热水成胶体溶液。（与羟基和碳的分担比有关，即按-OH/C的分担情况而定）苷亲水性（与连接糖的数目、位置有关）苷元亲脂性,-,20,味觉单糖低聚糖甜味。多糖无甜味（随着糖的聚合度增高，则甜味减小）苷类苦、甜等（人参皂苷）（甜菊苷）,-,21,旋光性及其在构型测定中的应用具有多个不对称碳原子用于苷键构型的测定（即、苷键）。多数苷类呈左旋。利用旋光性测定苷键构型Klyne法：（分子旋光差法）将苷和苷元的分子旋光差与组成该苷的糖的一对甲苷的分子旋光度进行比较，数值上相接近的一个便是与之有相同苷键的一个。,-,22,（四）糠醛形成反应（Molish反应）糖和苷的定性反应单糖、苷、多糖浓盐酸糠醛萘酚紫色络合物试管反应观察界面紫红色为正反应显色剂苯胺邻苯二甲酸用TCL、PC的显色,-,23,四、苷键的裂解,苷元结构糖的组成苷裂解糖O苷元糖和糖的连接方式苷元和糖的连接方式。为此必先使用某种方法使苷键切断。酸催化水解反应乙酰解反应碱催化水解和消除反应酶催化水解反应氧化开裂法（Smith降解法）,-,24,（一）酸催化水解,1、机制亲电反应反应难易与苷原子的电子云密度有关,-,25,2、水解难易规律（1）苷原子N苷O苷S苷C苷（2）呋喃糖苷（酮糖）吡喃糖苷（醛糖）因五元环张力大，内能高，形成中间体才稳定。酮糖（果糖）C1CH2OH大取代基（3）吡喃糖苷中，C5取代基越大越难水解：5C糖苷CH35C糖苷6C碳糖苷7C糖苷糖醛酸苷,-,26,(4)糖上取代基的影响去氧糖羟基糖氨基糖吸电性：NH2OHCH2(5)苷元结构类型芳香族脂肪族(6)苷元小基团时：ea（平伏键易质子化）大基团时：ae（由于苷元在直立健不稳，脱去有利于中间体稳定而促使直立健水解容易）,-,27,（二）乙酰解反应,1、试剂：醋酐加酸：H2SO4、HICO4。CF3COOH、ZnCL22、机理与酸水解相似，属于亲电反应，进攻基团围CH3CO3、特点开裂一部分苷键，保留一部分苷键4、研究对象及产物适于对多糖链接方式，产物为乙酰化低聚糖5、Dglc双糖苷的乙酰解速度：（乙酰解易难程度）（16）（14）（13）（12）,-,28,（三）碱催化水解,（一般苷的半缩醛型醚健应对碱稳定）1、水解对象酯苷、酚苷、烯醇苷、吸电子基取代的苷2、特点苷元均有强吸电子基，使苷原子电子云密度大大下降，而有利于OH进攻，形成亲核反应。,-,29,（四）酶催化水解,1、特点（1）可保持原苷元（2）可获知苷键构型（3）可得到次生苷2、酶的种类（1）麦芽糖酶可水解glc苷键（2）苦杏仁酶水解glc苷键（专属性低）（3）转化糖酶水解fru苷键（蔗糖、棉子糖等）（4）纤维素酶水解glc苷键（蜗牛酶）（5）芥子苷酶水解S苷（专属性最强）,-,30,（五）过碘酸裂解反应（smith降解）,1、水解对象C苷、皂苷2、特点避免剧烈水解，可获得完整苷元。3、机理：,-,31,六、糖的鉴定和糖链结构的测定,（一）单糖的鉴定1、PC、TLC单糖种类（对照品比Rf）2、GC、HPLC单糖的定性、定量3、溶剂系统PCBAW系统（正丁醇：醋酸：水4:1:5上层）几种常见糖的PC中Rf值：LrhaDxylDfruDarabDglcDgalDgalADglcA多糖甲醇解，制备三甲基硅醚衍生物，用GC进行定性、定量,-,32,（二）糖链接位置的决定1、化学方法全甲基化后甲醇解龙胆二糖甲基化有游离OH的部位就是糖的连接点，全甲基化的单糖就是末端糖2、13CNMR法苷化位移醇苷-C向低场位移410ppm-C向高场位移0.55ppm酚苷-C向高场位移-C向低场位移,-,33,（三）糖链连接顺序的决定1、水解法缓和酸水解法可使糖的部分苷键水解酶水解只水解特定的糖乙酰解开裂一部分苷键，保留一部分苷键2、波谱解析法（1）MS法根据MS裂解碎片的质量可推测不同糖的种类。（2）NMR法利用自旋驰豫时间（T1）大小来推测糖的连接顺序（在多糖中，外测糖比内侧糖的T1值大，驰豫时间长）如：RgalglcrhaglcxylNT1NT2NT3NT4NT5驰豫时间：NT5NT4NT3NT2NT1（在苷中，末端糖的驰豫时间最长，依次递减，与苷元相连的糖驰豫时间最短）,-,34,四、苷键构型的确定,1、利用酶水解进行确定麦芽糖酶水解苷苦杏仁酶水解苷2、利用klyne经验公式进行测定（分子旋光差法）,-,35,Klyne经验公式,M苷DM苷元DM糖DM苷DM苷元DMD与已知糖甲苷比MDMD与哪一种接近就可确定其为哪种构型（注意：此法只适合单糖苷，或两个苷的结构在糖的连接末端仅差一个单糖的分子。）分子旋光度MD计算方法MD=D分子量100,-,36,3、利用NMR光谱确定苷键构型（1）1HNMR利用偶合常数JH1，H2DglcJaa68Hz（也适合于xyl、gal）LrhaJae23Hz（2）13CNMR体比体4ppm（rha、甘露糖除外）JJC1H1JC1H1约10Hz,-,37,六、苷的提取分离,（一）提取1、提取苷应注意问题（1）破坏酶的活性1）80以上加热2）60以上醇提取3）加入CaCO3后沸水煮（2）注意酸碱条件防止苷水解（3）根据需要采取不同方法提取苷苷元酸水解原生苷防止水解次生苷酶解,-,38,2、常用的方法系统溶剂提取法中药/EtOH提回收EtOH水层水层pet萃取脱脂CHCL3/Et2O萃取苷元EtOAc萃取单糖苷、低级性苷n-BuOH萃取极性大的苷类,-,39,（二）分离,1、溶剂处理法碱溶酸沉法对酸性苷结晶法适于含量高的苷类2、Pb2盐沉淀法中性Pb2可沉淀含COOH、邻二酚羟基的成分碱性Pb2可沉淀以上官能团单酚羟基、中性皂苷、多元醇。,-,40,3、大孔树脂纯化法1）