[医药卫生]糖和苷ppt课件

1、第二章第二章 糖和苷类化合物糖和苷类化合物一、一、 概述概述 糖糖 又称作碳水化合物又称作碳水化合物carbohydratescarbohydrates ，和，和核核酸、蛋白质、脂质酸、蛋白质、脂质一起称为生命活动所必需的四大一起称为生命活动所必需的四大物质。物质。 从化学构造上看是多羟基醛酮及其缩聚物。从化学构造上看是多羟基醛酮及其缩聚物。 2.1 2.1 糖和苷的分类糖和苷的分类 糖的分类糖的分类 按照其聚合程度可分为按照其聚合程度可分为 单糖、低聚糖寡糖和多聚糖单糖、低聚糖寡糖和多聚糖1 1 单糖单糖 ：不能再水解成更简单构造单元的多羟基醛或酮：不能再水解成更简单构造单元的多羟基醛或酮

2、醛糖醛糖和和酮糖酮糖 四碳糖、五碳糖、六碳糖等四碳糖、五碳糖、六碳糖等 CHOCH2OHOOCCH2OHHOHOCCH2OHOHHOD-葡萄糖异侧同侧异侧同侧单糖构造表示方法单糖构造表示方法: : FischerFischer投影式投影式、HaworthHaworth投影式和优势构象式投影式和优势构象式FischerFischer投影式投影式左侧基团左侧基团- Haworth- Haworth投影式投影式面上基面上基团团FischerFischer与与HaworthHaworth的转换及的转换及其相对构型其相对构型 单糖成环后形成一个新的不对称碳原子称为单糖成环后形成一个新的不对称碳原子称为端

3、基碳端基碳糖的绝对构型糖的绝对构型D D、L L- - 以以-OH-OH甘油醛为标准甘油醛为标准 CCH2OHOHHCHOCCH2OHHOHCHO-OH甘油醛D 型L 型OCCH2OHOHHCHOCHOCH2OHCHOCH3CH3O-OH甘油醛D 型D-葡萄糖L-鼠李糖-D-葡萄糖-L-鼠李糖ROHO HHO HROHO HROROHO H1 五碳呋喃糖五碳呋喃糖 六碳吡喃糖六碳吡喃糖 甲基五碳吡喃糖甲基五碳吡喃糖-D-糖糖 -D-糖糖 -L-糖糖 -L-糖糖2 五碳吡喃糖五碳吡喃糖:与与1相反相反环的构象环的构象 呋喃糖五元环接近在同一平面上呋喃糖五元环接近在同一平面上 呋喃糖六元环有船式和

4、椅式构象，在溶液或固体呋喃糖六元环有船式和椅式构象，在溶液或固体状态是都是椅式构象，不是状态是都是椅式构象，不是C1便是便是1C OOC1式1C式1234512345 以以C2、C3、C5、O四个原子构成的平面为准，四个原子构成的平面为准，C4处处面上，面上，C1处面下的标为处面下的标为4C1，简称，简称C1，反之，反之1C4简称简称1C 常见单糖常见单糖 P64P64 一一五碳醛糖五碳醛糖: : L-L-阿拉伯糖等阿拉伯糖等 二二六碳醛糖六碳醛糖: : D-D-葡萄糖等葡萄糖等 三三六碳酮糖六碳酮糖: : D-D-果糖等果糖等 四四甲基五碳醛糖甲基五碳醛糖: : L-L-鼠李糖等鼠李糖等 五

5、五支碳链糖支碳链糖: : D-D-芹糖等芹糖等 六六氨基糖氨基糖: :神经氨酸等神经氨酸等 七七去氧糖去氧糖: : 夹竹桃糖等夹竹桃糖等 八八糖醛酸糖醛酸: : D-D-葡萄糖醛酸等葡萄糖醛酸等 九九糖醇糖醇: : D-D-山梨醇等山梨醇等 十十伪糖伪糖: : 栗子豆碱等栗子豆碱等 十一糖的磷酸酯：十一糖的磷酸酯：二、低聚糖二、低聚糖oligosaccharidesoligosaccharides，寡糖，寡糖： 由由2 29 9个单糖通过苷键键合而成的直链或个单糖通过苷键键合而成的直链或支链的聚糖称低聚糖。支链的聚糖称低聚糖。分类：按单糖个数分为分类：按单糖个数分为 二糖、三糖等；二糖、三糖等

6、；常见低聚糖：龙胆二糖、芸香糖、海藻糖等常见低聚糖：龙胆二糖、芸香糖、海藻糖等复原糖与非复原糖复原糖与非复原糖 单糖之间都以半缩醛或半缩酮羟基脱水缩和形成聚糖单糖之间都以半缩醛或半缩酮羟基脱水缩和形成聚糖, ,那么没有复原性那么没有复原性, ,称非复原糖称非复原糖, ,如海藻糖和蔗糖如海藻糖和蔗糖三、多聚糖三、多聚糖 由由1010个分子以上单糖聚合而成的高分子化合物。个分子以上单糖聚合而成的高分子化合物。 多糖分子量较大，已失去一般单糖的性质，一般无甜味，多糖分子量较大，已失去一般单糖的性质，一般无甜味，也无复原性。也无复原性。由一种单糖组成的多糖为由一种单糖组成的多糖为均多糖均多糖homos

7、accharideshomosaccharides由二种以上单糖组成的为由二种以上单糖组成的为杂多糖杂多糖heterosaccharidesheterosaccharides。 植物多糖、动物多糖植物多糖、动物多糖 常见多糖：淀粉、菊糖、树胶、果胶、粘液质、纤维素、常见多糖：淀粉、菊糖、树胶、果胶、粘液质、纤维素、 甲壳素、肝素和硫酸软骨素等甲壳素、肝素和硫酸软骨素等 典型代表：淀粉葡萄糖的聚合体典型代表：淀粉葡萄糖的聚合体 菊糖果糖聚合体菊糖果糖聚合体 树胶、果胶、粘液质：酸性多糖，多结合成盐树胶、果胶、粘液质：酸性多糖，多结合成盐 苷的分类苷的分类 苷又称苷又称配糖体配糖体glycosid

8、eglycoside，是由糖或，是由糖或糖的衍生物等通过其端基碳原子与另一非糖糖的衍生物等通过其端基碳原子与另一非糖物质联接而成的化合物。物质联接而成的化合物。 糖糖 + + 苷元苷元 苷键原子苷键原子 苷苷 苷类苷类 glycosideglycoside 又称配糖体又称配糖体 苷类化合物的组成：苷类化合物的组成： 苷元苷元配基配基：非糖的物质，常见的有黄酮，蒽醌，三萜等。：非糖的物质，常见的有黄酮，蒽醌，三萜等。 苷类苷类 苷键：将二者连接起来的化学键，可通过苷键：将二者连接起来的化学键，可通过O,N,SO,N,S等原子等原子 或直接通过或直接通过C- CC- C键相连。键相连。 糖糖或其衍

9、生物，如氨基糖，糖醛酸等或其衍生物，如氨基糖，糖醛酸等 苷类化合物的命名：苷类化合物的命名： 以以 -in -in 或或 oside oside 作后缀。作后缀。苷类化合物的分类：苷类化合物的分类： 根据生物体内的存在形式：分为原生苷、次生苷。根据生物体内的存在形式：分为原生苷、次生苷。 根据连接单糖基的个数：单糖苷、二糖苷、三糖苷根据连接单糖基的个数：单糖苷、二糖苷、三糖苷。 根据苷元连接糖基的位置数：单糖链苷、二糖链苷根据苷元连接糖基的位置数：单糖链苷、二糖链苷。 根据苷键原子的不同：氧苷、硫苷、氮苷、碳苷。根据苷键原子的不同：氧苷、硫苷、氮苷、碳苷。 三、糖和苷的分类三、糖和苷的分类一一

10、 氧苷：氧苷： 苷元与糖基通过苷元与糖基通过氧原子氧原子相连，根据苷元与糖缩合的基团相连，根据苷元与糖缩合的基团的性质不同，分为以下几类：的性质不同，分为以下几类：1 1 醇苷醇苷：是通过醇羟基与糖端基脱水而成的苷。：是通过醇羟基与糖端基脱水而成的苷。 如毛茛苷如下、红景天苷如毛茛苷如下、红景天苷P73P73三、糖和苷的分类三、糖和苷的分类OOOO2 2 酚苷酚苷：苷元的酚羟基与糖端基脱水而成的苷。较常：苷元的酚羟基与糖端基脱水而成的苷。较常见，如天麻苷见，如天麻苷P74P74 。黄酮苷、蒽醌苷多属此类。黄酮苷、蒽醌苷多属此类。3 3 酯苷酯苷：苷元以：苷元以-COOH-COOH和糖的端基碳相

11、连接的是酯苷。和糖的端基碳相连接的是酯苷。如山慈菇苷如山慈菇苷A A、B B4 4 氰苷氰苷：是指一类：是指一类羟腈的苷，如苦杏仁苷羟腈的苷，如苦杏仁苷 CH2OHOglcOOCH2OHOOOROCHCN野 樱 苷苦 杏 仁 苷天 麻 苷山 慈 菇 苷 AR=HR= -D-glc5 5 吲哚苷：吲哚苷： 指吲哚醇和糖形成的苷指吲哚醇和糖形成的苷 在豆科和蓼科中有分布，苷元无色，但易氧化是暗在豆科和蓼科中有分布，苷元无色，但易氧化是暗蓝色的靛蓝，具有反式构造，中药青黛就是粗制靛蓝，民蓝色的靛蓝，具有反式构造，中药青黛就是粗制靛蓝，民间用以外涂治疗腮腺炎，有抗病毒作用。间用以外涂治疗腮腺炎，有抗病

12、毒作用。三、糖和苷的分类三、糖和苷的分类二二 硫苷：硫苷： 是糖的端基是糖的端基OHOH与苷元上与苷元上巯基巯基缩合而成的苷。缩合而成的苷。 如萝卜中的如萝卜中的萝卜苷萝卜苷如下、芥子苷如下、芥子苷 P75P75。 OSCNCH2CH2CH CH SCH3OOSO3-NoImage三、糖和苷的分类三、糖和苷的分类三三 氮苷：氮苷： 糖的端基碳与苷元上氮原子相连的苷称氮苷，是生物糖的端基碳与苷元上氮原子相连的苷称氮苷，是生物化学领域中的重要物质。如腺苷化学领域中的重要物质。如腺苷 P75P75 。四四 碳苷：碳苷： 是一类糖基和苷元直接以是一类糖基和苷元直接以C C原子相连的苷。原子相连的苷。如

13、牡荆素。如牡荆素。组成碳苷的苷元多为酚性化合物，如黄酮、查耳酮、色酮、组成碳苷的苷元多为酚性化合物，如黄酮、查耳酮、色酮、蒽醌和没食子酸等。尤其以黄酮碳苷最为常见。蒽醌和没食子酸等。尤其以黄酮碳苷最为常见。 碳苷常与碳苷常与氧苷共存。氧苷共存。 P75P75 碳苷类具有水溶性小、难水解的共同特性。碳苷类具有水溶性小、难水解的共同特性。二、苷的分类二、苷的分类三、糖和苷的分类三、糖和苷的分类OOOHONNNNNH2红景天苷腺苷OSN-OSO3SOOglcOHOHOOH牡荆素-萝卜苷一一 物理性物理性质质二二 化学性化学性质质2.2 糖和苷的理化性质糖和苷的理化性质糖和苷的理化性质糖和苷的理化性质

14、糖的物理性质糖的物理性质 单糖：白色晶体；易溶于水，常可形成糖浆，难溶于有机单糖：白色晶体；易溶于水，常可形成糖浆，难溶于有机 溶剂；味甜；溶剂；味甜； 均有旋光性和变旋现象丙酮糖除外均有旋光性和变旋现象丙酮糖除外 低聚糖：结晶或粉末；水溶性随分子聚合度增加而降低；低聚糖：结晶或粉末；水溶性随分子聚合度增加而降低； 多糖：多为无定形粉末；无甜味；多不具复原性；多有旋多糖：多为无定形粉末；无甜味；多不具复原性；多有旋 光性但无变旋作用；水溶性差，难溶于有机溶剂光性但无变旋作用；水溶性差，难溶于有机溶剂 样品样品 + + 浓浓H H2 2SOSO4 4 + - + -萘酚萘酚 有色环有色环 多糖、

15、低聚糖、单糖、苷类，与多糖、低聚糖、单糖、苷类，与MolishMolish反响均为反响均为+ +。 防止假阴性和假阳性现象氨基糖；甲酸、乳酸等防止假阴性和假阳性现象氨基糖；甲酸、乳酸等注注: :色谱法显色剂色谱法显色剂 - - 邻苯二甲酸和苯胺邻苯二甲酸和苯胺糖的化学性质糖的化学性质1 1 糠醛形成反响：糠醛形成反响：MolishMolish反响反响 P76P76RCHO葡萄糖C-H2SO4-3 H2O糠醛5-羟甲糠醛R= HR= CH2OH糠醛衍生物+芳胺或酚类（苯酚、萘酚、苯胺、蒽酮等）缩合显色 SelivanoffSelivanoff反响：鉴别反响：鉴别酮糖酮糖和和醛糖醛糖 试剂：浓硫酸

16、、间苯二酚等多元酚试剂：浓硫酸、间苯二酚等多元酚 现象：反响要求浓度和速度不同现象：反响要求浓度和速度不同2 2 氧化反响氧化反响 P77-P77-醛糖与酮糖可于碱性下互变醛糖与酮糖可于碱性下互变 单糖的分子有醛酮、伯醇、仲醇和邻二醇等构造，氧单糖的分子有醛酮、伯醇、仲醇和邻二醇等构造，氧化条件不同其产物也不同，如：化条件不同其产物也不同，如：CH2OHCHOCH2OHCOOHCOOHCOOHBr2 / H2O稀 HNO3RCOHHHRCOHHOHRCOHRCOOHRCHROHRCOHROHRCOROO- H2OO- H2O伯醇醛羧酸仲醇酮鉴别复原糖反响：鉴别复原糖反响： TollenToll

17、en反响、反响、FehlingFehling、BenedictBenedict反响反响过碘酸反响过碘酸反响主要作用于：邻二醇、主要作用于：邻二醇、-氨基醇、氨基醇、-羟基醛酮、邻二酮羟基醛酮、邻二酮 和某些活性次甲基等构造。和某些活性次甲基等构造。 RCCRHHOH OHRCCRHOH OCCCHHOH OHHOHCCHHNH2OHCCOORRIO4IO4IO4IO4IO4R-CHOR-CHOR-CHOR-CHOHCOOHR-CHOR-COOHR-CHOR-CHONH3R-COOHR-COOHCCHHOH O-2-+邻二醇-羟基酮-氨基醇邻二酮反响特点反响特点 反响定量进展试剂与反响物根本是反

18、响定量进展试剂与反响物根本是1 1：1 1； 在水溶液中进展或有水溶液否那么不反响；在水溶液中进展或有水溶液否那么不反响； 反响速度：反响速度：顺式顺式 反式反式因顺式易形成环式中间体；因顺式易形成环式中间体； 游离游离单糖，产物及消耗过碘酸用单糖，产物及消耗过碘酸用FischerFischer式式计算；计算； 成苷成苷时糖，产物及消耗过碘酸用时糖，产物及消耗过碘酸用HaworthHaworth式式计算；计算；CHOCH2OHOIO4OCHOOHCOHOHOHCIO4D-葡萄糖需消耗5分子过碘酸3-+2 HCOOH醚键开袭+HCOOH2-HCHO+2 HCOOH在异边而无改变余地的邻二醇不起反

19、响，如：在异边而无改变余地的邻二醇不起反响，如：OOHOHOOHOOHOHOOH611,6-D-葡萄呋喃糖酐1,6-D-半乳呋喃糖酐3 3 羟基反响自学羟基反响自学 1 1活泼性：活泼性：端基碳原子端基碳原子 伯碳伯碳 仲碳仲碳 即即C1-OHC1-OH、C6-OHC6-OH、C2C3C4-OHC2C3C4-OH 2 2硼酸络合反响：硼酸络合反响：邻二羟基在同一平面邻二羟基在同一平面一一 性状：性状： 形形：苷类化合物多数是固体，其中糖基少的可以成结晶，：苷类化合物多数是固体，其中糖基少的可以成结晶，糖基多的如皂苷，那么多呈具有吸湿性的无定无形粉末。糖基多的如皂苷，那么多呈具有吸湿性的无定无形

20、粉末。 味味：多无味；苦人参皂苷、甜甜菊苷等。：多无味；苦人参皂苷、甜甜菊苷等。 色色：苷类化合物的颜色是由苷元的性质决定的。糖部分：苷类化合物的颜色是由苷元的性质决定的。糖部分没有颜色没有颜色 。二二 旋光性：旋光性： 多数多数苷类化合物呈左旋苷类化合物呈左旋，但水解后，由于生成的，但水解后，由于生成的糖常是糖常是右旋右旋的，因此使混合物呈右旋。的，因此使混合物呈右旋。苷的理化性质苷的理化性质 一一 物理性质物理性质苷苷亲水性其大小与连接糖的数目、位置有关。亲水性其大小与连接糖的数目、位置有关。苷元苷元为亲脂性。为亲脂性。 苷的化学性质：由苷元和糖共同确定苷的化学性质：由苷元和糖共同确定三三

21、 溶解性：溶解性：分类分类: : 全裂解和部分裂解全裂解和部分裂解 均相水解和双相水解均相水解和双相水解方法方法: :酸水解酸水解、碱水解、乙酰解、酶水解、碱水解、乙酰解、酶水解、高碘酸裂解高碘酸裂解等。等。部分裂解试剂及方法部分裂解试剂及方法: : 试剂试剂:8-10%:8-10%甲酸甲酸 40-50%40-50%醋酸醋酸 方法方法: :缓和酸水解缓和酸水解 酶解酶解 乙酰解乙酰解 甲醇解甲醇解2.3 2.3 苷键的裂解苷键的裂解2.3.1 2.3.1 酸催化水解：酸催化水解： 苷键属于缩醛构造，易为稀酸催化水解。苷键属于缩醛构造，易为稀酸催化水解。 反响一般在反响一般在水水或或稀醇稀醇溶液

22、中进展。溶液中进展。 常用的酸有常用的酸有HCl, H2SO4, HCl, H2SO4, 乙酸和甲酸等。乙酸和甲酸等。反响的反响的机理机理是：是： 苷原子先质子化，然后断裂生成苷元和阳碳离苷原子先质子化，然后断裂生成苷元和阳碳离子或半椅式的中间体，在水中溶剂化而成糖。以氧子或半椅式的中间体，在水中溶剂化而成糖。以氧苷为例，其机理为：苷为例，其机理为：OHOROHORH+OHOHa OHOH2OH+H+-HORHORH2 OH2 OH+H+:+H,OH+_+-_+质子化质子化 脱苷元脱苷元 互变互变 溶剂化溶剂化 脱质脱质子子 由上述机理可以看出，影响水解难易程度的由上述机理可以看出，影响水解难

23、易程度的关键因素在于苷键原子的质子化是否容易进展，关键因素在于苷键原子的质子化是否容易进展，有利于苷原子质子化的因素，就可使水解容易进有利于苷原子质子化的因素，就可使水解容易进展。主要包括两个方面的因素：展。主要包括两个方面的因素： 1 1 苷原子上的电子云密度苷原子上的电子云密度 2 2 苷原子的空间环境苷原子的空间环境详细到化合物的构造，那么有以下详细到化合物的构造，那么有以下规律规律：1 1按苷键原子的不同，酸水解易难程度为：按苷键原子的不同，酸水解易难程度为： N-N-苷苷 O- O-苷苷 S- S-苷苷 C- C-苷苷 原因：原因：N N最易承受质子，而最易承受质子，而C C上无未共

24、享电子对，不能质子化。上无未共享电子对，不能质子化。2 2呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解，水解速率大呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解，水解速率大50 10050 100倍。倍。 原因：呋喃环平面性，各键重叠，张力大。原因：呋喃环平面性，各键重叠，张力大。 图图3 3酮糖较醛糖易水解。酮糖较醛糖易水解。 原因：酮糖多呋喃环构造，且端基上接大基团原因：酮糖多呋喃环构造，且端基上接大基团-CH-CH2 2OH OH 。图图4 4吡喃糖苷中，吡喃环吡喃糖苷中，吡喃环C5C5上的取代基越大越难水解上的取代基越大越难水解, , 故有：故有： 五碳糖五碳糖 甲基五碳糖甲基五碳糖 六碳糖六碳糖 七碳糖七碳糖55位接位接-C

25、OOH-COOH的糖的糖 原因：吡喃环原因：吡喃环C5C5上的取代基对质子进攻有立体阻碍。上的取代基对质子进攻有立体阻碍。 5 5 2 2、6-6-去氧糖去氧糖 2- 2-去氧糖去氧糖 6- 6-去氧糖去氧糖2-2-羟基糖羟基糖2-2-氨基氨基糖糖 原因原因：羟基及氨基与苷原子对质子的竞争性吸引：羟基及氨基与苷原子对质子的竞争性吸引OOOOHOONH2O6 6 蒽醌、香豆素等酚苷较萜类、甾体等脂肪族苷易水解。蒽醌、香豆素等酚苷较萜类、甾体等脂肪族苷易水解。7 7 N-N-苷易承受质子，但当苷易承受质子，但当N N处于酰胺或嘧啶位置时，处于酰胺或嘧啶位置时，N-N-苷苷 也难于用矿酸水解。也难于

26、用矿酸水解。 原因：吸电子共轭效应，减小了原因：吸电子共轭效应，减小了N N上的电子云密度。上的电子云密度。 例：例：P79 P79 朱砂莲苷朱砂莲苷 酰胺酰胺 注意注意：对酸不稳定的苷元，为了防止水解引起皂元构造的改变，：对酸不稳定的苷元，为了防止水解引起皂元构造的改变，可用可用两相水解两相水解反响。例反响。例 仙客来皂苷的水解仙客来皂苷的水解 P80 P80 苷键的裂解苷键的裂解2.3.2 2.3.2 乙酰解反响乙酰解反响1 1常用试剂：醋酐常用试剂：醋酐 + + 酸酸 所用酸如：所用酸如：H H2 2SOSO4 4、HClOHClO4 4、CFCF3 3COOHCOOH或或LewisLe

27、wis酸酸ZnClZnCl2 2、 BFBF3 3等。等。2 2反响条件：一般是在室温放置数天。反响条件：一般是在室温放置数天。3 3反响机理：反响机理： 与酸催化水解相似，以与酸催化水解相似，以CHCH3 3COCO+ +即即 乙酰基，乙酰基，AcAc为进攻为进攻基团。基团。4 4反响速率：反响速率： 苷键邻位有可酰化的基团如环氧基可使反响变慢。苷键邻位有可酰化的基团如环氧基可使反响变慢。 双糖乙酰解的反响速率：乙酰解易难程度双糖乙酰解的反响速率：乙酰解易难程度 16161414131312125 5用处用处 酰化可以保护苷元上的酰化可以保护苷元上的-OH-OH，使苷元增加亲脂性，可用于，使

28、苷元增加亲脂性，可用于 提纯和鉴定。提纯和鉴定。 乙酰解法可以开裂一部分苷键而保存另一部分苷键乙酰解法可以开裂一部分苷键而保存另一部分苷键。注意注意：乙酰解反响易发生糖的端基异构化。乙酰解反响易发生糖的端基异构化。 苷键的裂解苷键的裂解 乙酰化反响的乙酰化反响的操作操作较为简单，条件较温和。一较为简单，条件较温和。一般可将苷类溶于般可将苷类溶于醋酐或醋酐与冰醋酸醋酐或醋酐与冰醋酸的混合液中，的混合液中，参加参加3 3一一5 5量的浓硫酸，在室温下放置量的浓硫酸，在室温下放置110110天，天，将反响液倒入冰水中并以碳酸氢钠中和至将反响液倒入冰水中并以碳酸氢钠中和至pH34pH34，再用氯仿萃取

29、其中的乙酰化糖，然后通过柱色谱别再用氯仿萃取其中的乙酰化糖，然后通过柱色谱别离，就可获得单一的成分，这些单一成分再用离，就可获得单一的成分，这些单一成分再用TLCTLC或或GCGC进展鉴定。进展鉴定。2.3.2 2.3.2 醇解反响醇解反响糖或苷在酸的催化下与醇作用使分子中苷键全部或部分裂解糖或苷在酸的催化下与醇作用使分子中苷键全部或部分裂解作用：对全甲醚化的糖或苷进展甲醇解，来确定糖基之间或作用：对全甲醚化的糖或苷进展甲醇解，来确定糖基之间或 糖与苷元之间的连接位置糖与苷元之间的连接位置- 醇解后，最末端糖将全甲基化醇解后，最末端糖将全甲基化2.3.4 2.3.4 碱催化水解和碱催化水解和-

30、消除反响：消除反响： 一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷如：一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷如： 酯苷、酚苷、氰苷、烯醇苷和酯苷、酚苷、氰苷、烯醇苷和-吸电子基取代的苷吸电子基取代的苷易为碱易为碱所水解所水解, , 但但有时得到的是脱水苷元有时得到的是脱水苷元。例如藏红花苦苷的水解：。例如藏红花苦苷的水解： 原因：其中藏红花苦苷苷键的邻位碳原子上有受吸电子基原因：其中藏红花苦苷苷键的邻位碳原子上有受吸电子基 团活化的氢原子，当用碱水解时引起消除反响而生团活化的氢原子，当用碱水解时引起消除反响而生 成双烯构造。成双烯构造。HHOHOglcOHOglcOH-OH-CHOCC 苷键的苷键的

31、-位有吸电子基团者如羰基等，使位有吸电子基团者如羰基等，使-位氢位氢活化，在碱液中与苷键起消除反响而开裂，称活化，在碱液中与苷键起消除反响而开裂，称-消除反响消除反响。作用机理作用机理： 在在1313或或1414较慢连接的聚糖中，较慢连接的聚糖中，复原端的游离醛复原端的游离醛或酮邻位氢活化而与或酮邻位氢活化而与3-O-3-O-或或4-O-4-O-苷键起消除反响。苷键起消除反响。这样碱这样碱能使多糖复原端的单糖逐个被剥落，对非复原端那么无影响。能使多糖复原端的单糖逐个被剥落，对非复原端那么无影响。剥落生成的是剥落生成的是-羟基糖酸。见羟基糖酸。见P P8686 2.3.5 2.3.5 酶催化水解

32、酶催化水解酶水解的酶水解的优点优点: : 专属性高专属性高, ,条件温和条件温和. . P86P86. . 用酶水解苷键可以获知苷键的构型，可以保持苷元的构造用酶水解苷键可以获知苷键的构型，可以保持苷元的构造不变，还可以保存部分苷键得到次级苷或低聚糖，以便获知苷不变，还可以保存部分苷键得到次级苷或低聚糖，以便获知苷元和糖、糖和糖之间的连接方式。元和糖、糖和糖之间的连接方式。酶降解反响的效果取决于酶的纯度以及对酶的专一性的认识酶降解反响的效果取决于酶的纯度以及对酶的专一性的认识. . 转化糖酶转化糖酶-水解水解-呋喃果糖苷键呋喃果糖苷键 麦芽糖酶麦芽糖酶-水解水解-葡萄糖苷键葡萄糖苷键 杏仁苷酶

33、杏仁苷酶-水解水解-葡萄糖苷键葡萄糖苷键, ,专属性较低专属性较低 纤维素酶纤维素酶-水解水解-葡萄糖苷键，分酸、中、碱性葡萄糖苷键，分酸、中、碱性 目前使用的多为未提纯的混合酶。目前使用的多为未提纯的混合酶。 PHPH值对酶水解反响有很大影响值对酶水解反响有很大影响五、高碘酸裂解反响五、高碘酸裂解反响 用过碘酸氧化用过碘酸氧化1,2-1,2-二元醇的反响可以用于苷键的水解二元醇的反响可以用于苷键的水解, ,称为称为SmithSmith裂解裂解, ,是一种温和的水解方法是一种温和的水解方法. .可得到原苷元可得到原苷元。 除酶解外，其它方法可能得到的是次级苷元除酶解外，其它方法可能得到的是次级

34、苷元 试剂试剂：高碘酸：高碘酸HIO4HIO4、四氢硼钠、四氢硼钠NaBH4NaBH4、稀酸、稀酸 应用应用: :尤其适于裂解苷元不稳定的苷及碳苷尤其适于裂解苷元不稳定的苷及碳苷即氧化开裂法即氧化开裂法SmithSmith降解法降解法 OOROOROHCOHCHOH2CCH2OHOORROHCH2OHCHOCH2OHHOH2COH+IO4-BH4-H+氧化还原水解苷二元醛二元醇苷元反响过程：反响过程：C苷水解过程：苷水解过程：OHHOHOOHCH2OHCH2OHCHOHORCH2OHCHOHRR-CHOHCOOH+IOHBH44+-2.5.1 2.5.1 糖构造测定糖构造测定 1.NMR1.N

35、MR性质性质糖和苷类化合物糖和苷类化合物NMRNMR谱解析的难点：谱解析的难点： 1 1 信号分布范围窄；信号分布范围窄； 2 2 偶合关系复杂。偶合关系复杂。2.5 2.5 糖和苷的构造测定糖和苷的构造测定1 1糖的糖的1 1HNMRHNMR特征特征 化学位移规律：化学位移规律： 端基质子：端基质子： 4.34.35.5ppm5.5ppm 甲基质子：甲基质子： 1.0ppm1.0ppm 其余质子信号：其余质子信号： 3.2 3.24.2ppm4.2ppm偶合常数偶合常数：与互相偶合的质子形成的两面角有关与互相偶合的质子形成的两面角有关 两面角两面角0 0或或180180度度 J=6 8Hz；

36、 两面角两面角9090度度 J=0Hz； 两面角两面角6060度度 J=2 4Hz4Hz 对于对于糖质子糖质子，可通过，可通过C C1 1-H-H与与C C2 2-H-H的偶合常数，来的偶合常数，来判断六碳吡喃糖的苷键构型判断六碳吡喃糖的苷键构型、： 葡萄糖、半乳糖葡萄糖、半乳糖- - ，J=8Hz； ， J=4HzOHOHORHOHOHHOROHROC3HOHOORHC3HOH 例如：例如： - D- D-葡萄糖和葡萄糖和-D-D-葡萄糖的混合物在氢谱葡萄糖的混合物在氢谱上显示两个端基质子信号，不仅化学位移有差异，偶合上显示两个端基质子信号，不仅化学位移有差异，偶合常数差异也很明显。其中常数

37、差异也很明显。其中- D- D-葡萄糖的端基质子信号葡萄糖的端基质子信号为为4.64.6，J=8HzJ=8Hz。而。而- D- D-葡萄糖的端基质子信号为葡萄糖的端基质子信号为5.25.2，J=4HzJ=4Hz。 但是当但是当2-H2-H为平伏键为平伏键的情况下，的情况下，1-H1-H无论处于平伏无论处于平伏键还是直立键，与键还是直立键，与2-H2-H的两面夹角均约的两面夹角均约6060度，故不能度，故不能用该法判断苷键构型，如用该法判断苷键构型，如甘露糖、鼠李糖甘露糖、鼠李糖。OHOHORHOHOHHOROHROC3OHHOORHC3OHH2 2 糖的糖的1313CNMRCNMR特征特征 糖

38、上碳信号可分为几类，大致范围为：糖上碳信号可分为几类，大致范围为： 1. CH3 1. CH3 18ppm 甲基五碳糖的甲基五碳糖的C6C6 2. CH2OH 2. CH2OH 62ppm C5 C5或或C6C6 3. CHOH 3. CHOH 6885ppm 糖氧环上的糖氧环上的C2C4C2C4 4. -O-CH-O- 4. -O-CH-O- 98100ppm 端基端基C1C1或或C2, C2, 在此范围内有几个信号可视为有几种糖存在于在此范围内有几个信号可视为有几种糖存在于糖链的重复单位中。糖链的重复单位中。苷化位移苷化位移 糖苷化后，端基碳和苷元糖苷化后，端基碳和苷元-C-C化学位移值均

39、向化学位移值均向低场挪动，而邻碳稍向高场挪动偶而也有向低场低场挪动，而邻碳稍向高场挪动偶而也有向低场挪动的，对其余碳的影响不大，这种苷化前后的挪动的，对其余碳的影响不大，这种苷化前后的化学位移变化，称苷化位移。化学位移变化，称苷化位移。glycosidation shift 端基碳、苷元端基碳、苷元碳碳向低场向低场 苷元苷元-碳碳向高场位移向高场位移OOCH2CH2R+5.06.5 -3.55.0例：2.2.糖构造的测定：糖构造的测定：P99P99 1 1聚糖分子量的测定：聚糖分子量的测定：MSMS、凝胶测定、凝胶测定等等 2 2聚糖中单糖种类及分子比测定：聚糖中单糖种类及分子比测定：水解、比

40、色水解、比色等等 3 3单糖间连接位置测定：单糖间连接位置测定： 全甲基化后水解，比较苷化位移全甲基化后水解，比较苷化位移 4 4单糖在糖链连接顺序测定：单糖在糖链连接顺序测定： 缓和酸水解，缓和酸水解，MSMS法和法和NMRNMR法法 5 5聚糖中苷键构型确定：聚糖中苷键构型确定：NMRNMR等等2.4.1 2.4.1 糖类化合物的提取别离糖类化合物的提取别离 提取主要为溶剂法提取主要为溶剂法水、稀醇水、稀醇单糖、低聚糖、多糖单糖、低聚糖、多糖 糖类的提取可根据它们对乙醇和水的溶解度不同，而采用糖类的提取可根据它们对乙醇和水的溶解度不同，而采用冷热水、冷热稀醇等条件。冷热水、冷热稀醇等条件。

41、P89P89 蛋白质除去法：蛋白质除去法：P90P90 Sewag Sewag法、酶解法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法法、酶解法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法2.4 2.4 糖及苷类的提取和别离糖及苷类的提取和别离2 2 糖类化合物的糖类化合物的别离别离1 1分级沉淀法分级沉淀法1 1有机溶剂沉淀法：有机溶剂沉淀法：根据极性差异根据极性差异2 2季铵氢氧化物沉淀法：季铵氢氧化物沉淀法：沉淀酸性多糖，与中性多糖分开沉淀酸性多糖，与中性多糖分开3 3金属离子沉淀法：铜盐、氢氧化钡金属离子沉淀法：铜盐、氢氧化钡沉淀树胶类多糖沉淀树胶类多糖2. 2. 色谱别离法色谱别离法1 1 活性炭柱色谱活性炭柱色谱2 2凝胶柱色谱凝胶柱色谱3 3纤维素色谱纤维素色谱4 4离子交换柱色谱离子交换柱色谱 3.3.膜别离法膜别离法 4.4.生物别离法生物别离法 5 5制备性区域电泳制备性区域电泳1 1季铵盐沉淀法季铵盐沉淀法 季铵盐及其氢氧化物季铵盐及其氢氧化物是一类乳化剂是一类乳化剂, ,可与可与酸性糖酸性糖形成不溶形成不溶性沉淀。性沉淀。 当溶液当溶液PHPH值增高或参加硼砂缓冲液时可沉淀中性多糖值增高或参加硼砂缓冲液时可沉淀中性多糖 常用的季铵盐常用的季铵盐: : CTAB CTA-OH CP-OH CTAB CTA-OH CP-OH 浓度浓度:1-10%:1-10%W/VW/V