天然产物化学刘湘版第四章糖苷和多糖改

1、天然产物化学刘湘版第四章糖苷和多糖改v糖类又称碳水化合物糖类又称碳水化合物(carbohydrates)，是植，是植物光合作用的初生产物，通过它们进一步合成物光合作用的初生产物，通过它们进一步合成了植物中的绝大部分成分。了植物中的绝大部分成分。v糖类在天然药物治疗疾病中，可以看作是糖类在天然药物治疗疾病中，可以看作是药效学物质基础的运载体。药效学物质基础的运载体。v研究十分活跃，尤其是由糖与非糖物质结合研究十分活跃，尤其是由糖与非糖物质结合成的苷类成的苷类(glycosides)化合物不少都是天然药物化合物不少都是天然药物的生物活性成分。的生物活性成分。单糖单糖(monosaccharides

2、)是多羟基醛和酮，是多羟基醛和酮，是组成糖类及其衍生物的基本单元。是组成糖类及其衍生物的基本单元。(略讲略讲,P45)单糖的结构可以单糖的结构可以Fischer投影式和投影式和 Haworth投影式表投影式表示，多以示，多以Haworth投影式表示。投影式表示。-D-glucose(Fischer式式) Haworth式式 糖及其衍生物苷类在植物性天然产物中存在十分广糖及其衍生物苷类在植物性天然产物中存在十分广泛，是研究生命过程十分重要的领域尤其是苷类化合泛，是研究生命过程十分重要的领域尤其是苷类化合物广泛而明显的生物活性，又是从天然界创制新药研物广泛而明显的生物活性，又是从天然界创制新药研究

3、十分活跃的领域。究十分活跃的领域。一、天然界常见的单糖一、天然界常见的单糖v五碳醛糖（五碳醛糖（aldopentoses）:L-arabinose（阿拉伯糖）（阿拉伯糖） D-xylose（木糖）（木糖）v六碳醛糖（六碳醛糖（aldohexoses）:D-glucose（葡萄糖）（葡萄糖） D-glactose（半乳糖）（半乳糖）v六碳酮糖（六碳酮糖（ketohexose）:D-fructose（果糖）（果糖）v甲基五碳醛糖：甲基五碳醛糖：L-rhamonose（鼠李糖）（鼠李糖）v支链糖：支链糖：D-apiose（芹糖）（芹糖）v氨基糖（氨基糖（amino-sugar）: 庆大霉素、新霉素庆

4、大霉素、新霉素 卡那霉素、链霉素卡那霉素、链霉素（氨基糖苷类抗生素）（氨基糖苷类抗生素）2-amino-2-deoxy-D-glucosev去氧糖（去氧糖（deoxy-sugars）：）：常见的有常见的有6-去氧糖、甲基五碳糖、去氧糖、甲基五碳糖、2，6-二去氧糖及其二去氧糖及其衍生物，多见于强心苷、微生物代谢产物中，具有一衍生物，多见于强心苷、微生物代谢产物中，具有一些特殊性质些特殊性质.oleandrose（夹竹桃糖）（夹竹桃糖） cymarose（磁麻糖）（磁麻糖）v糖醛酸：糖醛酸：glucquronic acid（D-葡萄糖醛酸）v糖醇：糖醇：D-sorbitol（D-山梨醇）v环醇类

5、（环醇类（cyclitols)cis-inositols（肌醇）（肌醇）cyclitols（牛奶菜醇）（牛奶菜醇） cyclitolsene（牛奶菜醇烯）（牛奶菜醇烯）v糖的磷酸酯：糖的磷酸酯： phosphoglucoside(葡萄糖磷酸酯葡萄糖磷酸酯 )是生命过程中糖类的重要衍生物。在亲核取代中磷是生命过程中糖类的重要衍生物。在亲核取代中磷酸酯离子比氢氧离子更易离去，在目前寻找酸酯离子比氢氧离子更易离去，在目前寻找anticancer and anti-HIV新药开发中备受关注。新药开发中备受关注。二、低聚糖（二、低聚糖（Oligosaccharides）v定义：是指由定义：是指由210个

6、单糖基通过苷键键合个单糖基通过苷键键合而成的直糖链或支糖糖的聚糖。而成的直糖链或支糖糖的聚糖。v低聚糖在天然界的存在形式：非游离，低聚糖在天然界的存在形式：非游离，为多聚糖的酶或酸水降解产物或苷的糖元为多聚糖的酶或酸水降解产物或苷的糖元部分。部分。v低聚糖的分类：低聚糖的分类：按个数有二糖、三糖、四糖按个数有二糖、三糖、四糖三、多聚糖三、多聚糖(Polysaccharides)，简称多糖，简称多糖v定义：多糖是由十个以上的单糖基通过苷定义：多糖是由十个以上的单糖基通过苷键连接而成的一类结构复杂的大分子化合物键连接而成的一类结构复杂的大分子化合物。一般多糖都由。一般多糖都由100个以上甚至几千个

7、单糖组个以上甚至几千个单糖组成。成。v基本性质：甜味、强还原性的消失而不基本性质：甜味、强还原性的消失而不同于单糖。同于单糖。v多糖的研究与应用多糖的研究与应用 多糖由于结构极其复杂，且具有一定的水溶性，多糖由于结构极其复杂，且具有一定的水溶性，故研究难度极大，但由于多糖特殊生物活性的逐渐显故研究难度极大，但由于多糖特殊生物活性的逐渐显露又极大地激发着天然产物化学工作者的极大研究兴露又极大地激发着天然产物化学工作者的极大研究兴趣。趣。 如：黄芪多糖的免疫促进功能；香菇多糖的肿瘤抑制功能及其如：黄芪多糖的免疫促进功能；香菇多糖的肿瘤抑制功能及其衍生物抗衍生物抗HIVHIV活性；夏枯草多糖抑制活性

8、；夏枯草多糖抑制HIVHIV的复制等。的复制等。v多糖的分类：多糖的分类：按生物体内功能分支持组织（水不溶性多糖，如按生物体内功能分支持组织（水不溶性多糖，如纤维素、甲壳等。分子呈直糖链型）和养料贮存组纤维素、甲壳等。分子呈直糖链型）和养料贮存组织（可溶于热水成胶体溶液，可经酶催化水解释放织（可溶于热水成胶体溶液，可经酶催化水解释放单糖以供应能量，如淀粉、肝糖原等。分子为支糖单糖以供应能量，如淀粉、肝糖原等。分子为支糖链型）。链型）。按单糖组成种类分均多糖（按单糖组成种类分均多糖（homosaccharide),即由即由一种单糖组成和杂多糖一种单糖组成和杂多糖(heterosaccharide

9、),即由二种以即由二种以上单糖组成。上单糖组成。v多糖的系统命名：多糖的系统命名：均多糖的系统命名是在糖名后加字尾均多糖的系统命名是在糖名后加字尾-an,如葡如葡聚糖聚糖 (glucan)、果聚糖、果聚糖 (fructan)、木聚糖、木聚糖(xylan)。杂多糖的系统命名是用几种糖名按字母顺杂多糖的系统命名是用几种糖名按字母顺序排列先后，再加字尾序排列先后，再加字尾-an,如葡萄甘露聚糖如葡萄甘露聚糖(glucomannan)、半乳甘露聚糖、半乳甘露聚糖(galactomannan)。v常见的植物多糖常见的植物多糖 淀粉、纤维素、葡聚糖、淀粉、纤维素、葡聚糖、果聚糖、半纤维素、树胶、粘液质、卡

10、拉胶等。果聚糖、半纤维素、树胶、粘液质、卡拉胶等。v常见的动物多糖常见的动物多糖 肝糖元（肝糖元（glycogan）：与淀粉相似，分枝更甚，遇）：与淀粉相似，分枝更甚，遇碘不呈兰色而呈红褐色。碘不呈兰色而呈红褐色。甲壳素（甲壳素（chitinchitin）：似纤维素；）：似纤维素；肝素（肝素（heparinheparin）：为高度硫酸酯化的右）：为高度硫酸酯化的右旋多糖，具有强的抗凝血作用，用于治疗和旋多糖，具有强的抗凝血作用，用于治疗和预防血栓的形成，也有保护人体细胞不受预防血栓的形成，也有保护人体细胞不受HIVHIV破坏，抑制病毒抗原在人体中的表达作破坏，抑制病毒抗原在人体中的表达作用，其

11、作用均与硫酸酯基有关。用，其作用均与硫酸酯基有关。硫酸软骨素（硫酸软骨素（chondroitin sulfate）：是）：是动物组织的基础物质，用以保护动物组织动物组织的基础物质，用以保护动物组织的水分和弹性，目前发现其有降低血脂、的水分和弹性，目前发现其有降低血脂、改善动脉粥样硬化之功。现有鲨鱼软骨素改善动脉粥样硬化之功。现有鲨鱼软骨素上市。上市。透明质酸（透明质酸（hyaluronic acid）：是一种酸）：是一种酸性粘多糖，为动物皮肤中的天然成分，近年性粘多糖，为动物皮肤中的天然成分，近年多用于护肤霜基质，日常生活中也知猪蹄及多用于护肤霜基质，日常生活中也知猪蹄及膀皮有美容之功。膀皮有

12、美容之功。果胶（多用于食品工作，胶冻、增稠果胶（多用于食品工作，胶冻、增稠剂、软糖等）剂、软糖等）真菌多糖（香菇、云芝、猪苓、银耳、真菌多糖（香菇、云芝、猪苓、银耳、茯苓、虫草等）茯苓、虫草等）多糖的生理作用多糖的生理作用 p125参考：参考：天然产物化学天然产物化学（第版）（第版）四、苷类四、苷类(Glycosides)苷类又叫配糖体或糖杂体等，是一类极为复杂苷类又叫配糖体或糖杂体等，是一类极为复杂、涉及面极广、数目庞大的天然产物化学成分、涉及面极广、数目庞大的天然产物化学成分，其生物活性及药物效用涉及医学的各个领域，其生物活性及药物效用涉及医学的各个领域，是极为重要的一类化学成分。英文命名

13、常以，是极为重要的一类化学成分。英文命名常以-in or -oside作后缀，如葛根黄素作后缀，如葛根黄素(puerarin)、葛根黄素木糖甙葛根黄素木糖甙(puerarin xyloside)。v苷的定义：苷的定义：苷是糖的衍生物，是糖在植物体内的一种储存形式，因苷是糖的衍生物，是糖在植物体内的一种储存形式，因为苷经水解后能释放出糖。如：为苷经水解后能释放出糖。如：凡水解后能生成糖和非糖物质的一类化合物，通称凡水解后能生成糖和非糖物质的一类化合物，通称为苷类为苷类。由上面逆反应可见，苷类可定义为是糖或糖的衍由上面逆反应可见，苷类可定义为是糖或糖的衍生物生物(氨基糖、糖醛酸等氨基糖、糖醛酸等)

14、与另一非糖物质与另一非糖物质(苷元或配苷元或配基，基，aglycone 或或genin)通过糖的端基碳原子连接而通过糖的端基碳原子连接而成的化合物，故有成的化合物，故有-苷和苷和-苷之分，天然界常见的苷之分，天然界常见的多为多为-构型。构型。v苷的分类：苷的分类：苷类由结构看主要由三部分组成（糖苷类由结构看主要由三部分组成（糖+苷键苷键+苷元），可变因素较多，尤其是非糖物质苷元），可变因素较多，尤其是非糖物质，即苷元部分，种类繁多，十分复杂。因，即苷元部分，种类繁多，十分复杂。因此，苷的分类也有多种方法：此，苷的分类也有多种方法：按苷键原子不同分：按苷键原子不同分：O-苷苷(O键苷键苷)：苷键

15、原子为：苷键原子为O,因苷元不同分：因苷元不同分：醇苷：由苷元的醇羟基与糖端系质子脱水而成的苷醇苷：由苷元的醇羟基与糖端系质子脱水而成的苷。Rhodioloside(红景天苷红景天苷) Ranunculin(毛茛苷毛茛苷)醇苷苷元中不少属于萜类和甾醇类化合物醇苷苷元中不少属于萜类和甾醇类化合物Glycyrrhizin(甘草皂苷甘草皂苷A)Marsdekoiside C酚苷：酚苷：由苷元的酚羟基与糖上的半缩醛羟基脱水由苷元的酚羟基与糖上的半缩醛羟基脱水缩合而成的苷。天然产物中为数甚多，根据苷元不同缩合而成的苷。天然产物中为数甚多，根据苷元不同又有：又有：苯酚苷，如：苯酚苷，如：Gastrodin

16、(天麻苷天麻苷)萘酚苷，如：萘酚苷，如：Hydrojuglone (氢化胡桃叶醌苷氢化胡桃叶醌苷)蒽醌苷，如：蒽醌苷，如：大黄酚苷大黄酚苷Chrysophamol monoglycoside香豆素苷，如：香豆素苷，如：Esculin(七叶苷七叶苷)黄酮苷，如：黄酮苷，如：Baicalin(黄芩苷黄芩苷)氰苷氰苷(cyanogenic glycosides)，是一类羟基腈与，是一类羟基腈与糖分子的端基羟基间缩合的衍生物，根据羟基与糖分子的端基羟基间缩合的衍生物，根据羟基与腈基的位置不同有：腈基的位置不同有：-羟基腈苷，如：羟基腈苷，如：Prunasin(野樱苷野樱苷)-羟基腈苷，如：羟基腈苷，如

17、：Sarmentosin(垂盆草苷垂盆草苷)CH2！Cyanogenic glycoside即生成氰的苷，尤其即生成氰的苷，尤其-羟羟基腈很不稳定，一经酶或酸、碱作用，立即生成氢氰基腈很不稳定，一经酶或酸、碱作用，立即生成氢氰酸，误食该类植物有中毒危险。酸，误食该类植物有中毒危险。食品安全：含氰食物中毒：苦杏仁、苦桃仁、李子仁、樱桃仁、木薯等酯苷酯苷：是苷元的羧基与糖上端羟基缩合而成的苷：是苷元的羧基与糖上端羟基缩合而成的苷类，此类苷键既有缩醛的性质，又有酯的性质，易类，此类苷键既有缩醛的性质，又有酯的性质，易为稀酸或稀碱水解。如：为稀酸或稀碱水解。如：Tuliposide A(山慈菇苷山慈菇

18、苷A)吲哚苷：是吲哚醇羟基与糖脱水缩合的苷类。吲哚苷：是吲哚醇羟基与糖脱水缩合的苷类。如：如：indicum(靛苷靛苷)硫苷硫苷(S键苷键苷)：苷键原子为硫，是糖上端基羟基与苷苷键原子为硫，是糖上端基羟基与苷元上的巯基缩合而成的苷。如：元上的巯基缩合而成的苷。如：glucoraphenin(萝卜苷萝卜苷)氮苷氮苷(N键苷键苷)：苷键原子为：苷键原子为N，是苷元上胺基与糖缩，是苷元上胺基与糖缩合而成的一类苷。如核苷是核酸的重要组成部分合而成的一类苷。如核苷是核酸的重要组成部分，N苷是生化领域的重要物质。如：苷是生化领域的重要物质。如：Adenosine(腺苷腺苷) crotonside(巴豆苷巴

19、豆苷)碳苷碳苷(C键苷键苷)：是糖基直接接在碳原子上的苷类。是糖基直接接在碳原子上的苷类。天然产物中常见的碳苷以黄酮类为多。如：天然产物中常见的碳苷以黄酮类为多。如：Vitexin(牡荆素牡荆素)按苷元结构类型不同分：黄酮苷类、香豆按苷元结构类型不同分：黄酮苷类、香豆素苷类、蒽醌苷类、生物碱苷类、素苷类、蒽醌苷类、生物碱苷类、C21C21甾苷甾苷类、三萜皂苷类等。类、三萜皂苷类等。突出特殊性质和生物活性分：皂苷类、强心突出特殊性质和生物活性分：皂苷类、强心苷类等。苷类等。按糖的数目多少分：单糖苷类、低聚糖苷类按糖的数目多少分：单糖苷类、低聚糖苷类等。等。按糖的种类分：去氧糖苷类、非去氧糖按糖的

20、种类分：去氧糖苷类、非去氧糖苷类。苷类。按成苷数目分：单糖链苷、二糖链苷、三按成苷数目分：单糖链苷、二糖链苷、三糖链苷等。糖链苷等。按苷的存在状态分：原生苷、次生苷。按苷的存在状态分：原生苷、次生苷。目前的天然产物化学苷类成分类型的分类多目前的天然产物化学苷类成分类型的分类多穿叉应用。穿叉应用。 由苷类的基本结构分析，分子中都有糖通过由苷类的基本结构分析，分子中都有糖通过苷键与苷元相连，故苷类的理化性质不外乎受三苷键与苷元相连，故苷类的理化性质不外乎受三者的支配，它们将表现各自的个性，尤其是苷元者的支配，它们将表现各自的个性，尤其是苷元部分差异极大，致使苷类的性质差别明显，各种部分差异极大，致

21、使苷类的性质差别明显，各种不同的苷往往都有各自的特殊性质，然而，它们不同的苷往往都有各自的特殊性质，然而，它们又相互形成一个整体，必然相互制约，相互影响又相互形成一个整体，必然相互制约，相互影响，从而表现出一定的共性。，从而表现出一定的共性。v溶解性溶解性多多OH：亲水性，苷比苷元水溶性强；：亲水性，苷比苷元水溶性强；糖分子中糖分子中OH减少，亲水性下降。如去氧糖、减少，亲水性下降。如去氧糖、甲基糖、甲氧基糖苷的水溶性均小于非去氧糖甲基糖、甲氧基糖苷的水溶性均小于非去氧糖。v氧化反应氧化反应糖分子中的醛酮基、醇羟基，易进一步氧化，然而，糖分子中的醛酮基、醇羟基，易进一步氧化，然而，天然产物中的

22、糖多与非糖物质形成苷，故有应用意义天然产物中的糖多与非糖物质形成苷，故有应用意义的主要是醇羟基的氧化，尤其是选择性作用于邻二羟的主要是醇羟基的氧化，尤其是选择性作用于邻二羟基的氧化反应将有助于糖的立体结构推断。基的氧化反应将有助于糖的立体结构推断。过碘酸裂解反应过碘酸裂解反应(Smith裂解裂解) 用过碘酸氧化用过碘酸氧化1,2-二元醇的反应可以用于苷键的水解二元醇的反应可以用于苷键的水解,称为称为Smith裂解裂解,是一种温和的水解方法是一种温和的水解方法.反应的基本方法反应的基本方法:该反应的应用该反应的应用: 苷元不稳定的苷苷元不稳定的苷(酸水解酸水解)，以及碳苷用此法进行水解，以及碳苷

23、用此法进行水解,可可得到完整的苷元，这对苷元的研究具有重要的意义。此外，得到完整的苷元，这对苷元的研究具有重要的意义。此外，从降解得到的多元醇从降解得到的多元醇,还可确定苷中糖的类型。如还可确定苷中糖的类型。如联有葡萄糖联有葡萄糖,甘露糖甘露糖,半乳糖或果糖的半乳糖或果糖的C-苷经过降解后苷经过降解后,其降解产物中有丙三醇其降解产物中有丙三醇;联有阿拉伯糖联有阿拉伯糖,木糖的木糖的C-苷经过降解后苷经过降解后,其降解产物中有乙二醇其降解产物中有乙二醇;而联有鼠李糖的而联有鼠李糖的C-苷经过降解后苷经过降解后,其降解产物中应有丙二醇其降解产物中应有丙二醇.OCH2OHOHOHRIO4-BH4-H

24、+CH2OHCH2OHCHOHRCH2OHIO4-R CHOHCOOHOCH3OHOHOHRIO4-BH4-H+CH3CH2OHOHCHOHRCH2OHIO4-R CHOHCOOH+C-鼠 李糖苷阿拉伯糖阿拉伯糖v糠醛糠醛(酚醛缩合酚醛缩合)反应，也叫反应，也叫Molish反应反应是糖的检识反应，也是苷类的检识反应。特征是：糖或是糖的检识反应，也是苷类的检识反应。特征是：糖或苷类遇浓硫酸苷类遇浓硫酸/-萘酚试剂将呈紫色环于界面上。萘酚试剂将呈紫色环于界面上。反应机理：在浓硫酸作用下，苷分子中糖内部脱水反应机理：在浓硫酸作用下，苷分子中糖内部脱水成糠醛衍生物，再与酚类试剂缩合形成有色物。即成糠醛

25、衍生物，再与酚类试剂缩合形成有色物。即：紫红色紫红色为了研究苷类的结构以及结构与疗效的关系，常有必要采取适为了研究苷类的结构以及结构与疗效的关系，常有必要采取适当的方式切断苷键。当的方式切断苷键。天然产物化学研究中，根据分子中糖的数目，切断苷键的程度有天然产物化学研究中，根据分子中糖的数目，切断苷键的程度有原生苷、次生苷等称谓。原生苷、次生苷等称谓。原生苷：是指天然产物中原始存在状态的苷，也原生苷：是指天然产物中原始存在状态的苷，也称第一苷；称第一苷；次生苷：是指原始苷被部分切去糖后生成的苷，次生苷：是指原始苷被部分切去糖后生成的苷，也叫第二苷。也叫第二苷。彻底切去糖的非糖部分称为苷元。彻底切

26、去糖的非糖部分称为苷元。v酸催化水解反应酸催化水解反应苷键为一缩醛链，故对碱、氧化剂较稳定，但易被苷键为一缩醛链，故对碱、氧化剂较稳定，但易被稀酸所水解，其反应机制，以稀酸所水解，其反应机制，以O苷为例可表述如下苷为例可表述如下。苷键原子质子化苷键原子质子化碳正离子碳正离子半椅式中间体半椅式中间体苷键断裂苷键断裂释放质子释放质子酸催化水解反应机理酸催化水解反应机理由上反应可见酸催化水解是苷键先质子化，然后断键生成糖阳由上反应可见酸催化水解是苷键先质子化，然后断键生成糖阳离子中间体，然后在水中溶剂化而成糖。因此，苷类的酸催化离子中间体，然后在水中溶剂化而成糖。因此，苷类的酸催化水解发生的难易必然

27、受到苷键原子本身的电子状态、空间环境水解发生的难易必然受到苷键原子本身的电子状态、空间环境及整个甙分子中多种因素的影响。及整个甙分子中多种因素的影响。影响酸催化水解反应难易的因素影响酸催化水解反应难易的因素苷键原子的电子密度：电子密度升高，质子化能力增强，水解易苷键原子的电子密度：电子密度升高，质子化能力增强，水解易发生。如发生。如N与与C，故，故NOSC。苷键原子的空间环境：位阻越大，隐蔽越深，水解越难。苷键原子的空间环境：位阻越大，隐蔽越深，水解越难。糖上取代基：一般说取代基增多，水解难度增大；同时，取代基糖上取代基：一般说取代基增多，水解难度增大；同时，取代基的性质不同也将直接影响其水解

28、难易。如：的性质不同也将直接影响其水解难易。如：苷分子的稳定性及其水解产物的稳定性苷分子的稳定性及其水解产物的稳定性苷分子内张力增大，有利于水解。如五元环糖易于六元环糖苷分子内张力增大，有利于水解。如五元环糖易于六元环糖；苷元分子大的易于小的；苷元分子大的易于小的；苷键为竖键的易于横键。苷键为竖键的易于横键。水解产物的稳定性：产物苷元和糖稳定将有利于水解，如水解产物的稳定性：产物苷元和糖稳定将有利于水解，如：芳苷易于脂苷：芳苷易于脂苷 难难易易酸催化水解反应注意事项酸催化水解反应注意事项！酸水解时，当苷元对酸不稳定时将导致苷元的结！酸水解时，当苷元对酸不稳定时将导致苷元的结构变化，遇此种情况时

29、可采用二相水解反应构变化，遇此种情况时可采用二相水解反应:即在反应混合物中加入与水不相混溶的有机溶剂（即在反应混合物中加入与水不相混溶的有机溶剂（如苯如苯/氯仿），使水解后的苷元及时转溶于有机溶氯仿），使水解后的苷元及时转溶于有机溶剂相，以避免苷元与酸的长时间接触。剂相，以避免苷元与酸的长时间接触。v乙酰解反应（乙酰解反应（ACETOLYSIS）乙酰解法可以开裂部分苷键而保存另一部分苷键，从而在水乙酰解法可以开裂部分苷键而保存另一部分苷键，从而在水解产物中得到乙酰化的低聚糖，由此经解产物中得到乙酰化的低聚糖，由此经TLC、GC分析获得分析获得糖种类及其连接方式的部分信息。糖种类及其连接方式的部

30、分信息。影响乙酰解反应难易的因素影响乙酰解反应难易的因素苷键邻位有苷键邻位有OH可被乙酰化时，酰化难度加大；可被乙酰化时，酰化难度加大；苷键邻位有环氧基时，酰化速度变慢；苷键邻位有环氧基时，酰化速度变慢；糖间连接位置不同，酰化速度不同。糖间连接位置不同，酰化速度不同。如如-葡萄糖间，葡萄糖间， 16（易）（易）141312（难）（难）v碱催化水解和碱催化水解和消除反应消除反应苷键为缩醛型醚键，理当对碱稳定，但若苷元中成苷键为缩醛型醚键，理当对碱稳定，但若苷元中成苷羟基的苷羟基的位有负电性取代基时，苷键便具有一定位有负电性取代基时，苷键便具有一定的酯的性质，能被碱催化水解。如：的酯的性质，能被碱

31、催化水解。如：碱催化水解可用以此类特殊苷的苷键构型确定，碱催化水解可用以此类特殊苷的苷键构型确定，因为因为C2-OH与与C1-苷键反式时较顺式易水解，且反式水苷键反式时较顺式易水解，且反式水解产物为解产物为1，6-糖酐，而顺式为正常的糖。糖酐，而顺式为正常的糖。所谓的所谓的-消除反应是苷键的消除反应是苷键的-位有吸电子基团时位有吸电子基团时，-位氢活化，在碱液中与苷键起消除反应而开裂位氢活化，在碱液中与苷键起消除反应而开裂称之，常用于多糖的结构研究。称之，常用于多糖的结构研究。v酶催化水解酶催化水解酶是活性高，专属性强的生物催化剂，其割裂苷键的酶是活性高，专属性强的生物催化剂，其割裂苷键的条件

32、比较温和，苷元不发生结构变化，且又能获得有条件比较温和，苷元不发生结构变化，且又能获得有关苷键构型情况关苷键构型情况转化糖酶转化糖酶(invertase)解解-果糖苷键；果糖苷键；麦芽糖酶麦芽糖酶(maltase)解解-葡萄糖苷键葡萄糖苷键苦杏仁酶苦杏仁酶(emulsin)解解-葡萄糖和葡萄糖和-半乳糖苷键半乳糖苷键v过碘酸裂解反应过碘酸裂解反应是过碘酸氧化反应经改进，用于割裂具有是过碘酸氧化反应经改进，用于割裂具有1，2-二元二元醇糖苷键的温和反应，（该方法又称醇糖苷键的温和反应，（该方法又称SMITH裂解法）裂解法）。这种方法对苷元结构容易改变的苷以及。这种方法对苷元结构容易改变的苷以及C

33、-甙的水解甙的水解特别适宜。而不适宜苷元上也具有特别适宜。而不适宜苷元上也具有1，2-二元醇结构二元醇结构的苷类；该反应在水解产物中得不到完整的糖分子的苷类；该反应在水解产物中得不到完整的糖分子。第五节第五节 糖链的结构测定糖链的结构测定Structural Elucidation of Saccharide Chain一、研究糖链结构的一般程序一、研究糖链结构的一般程序纯度鉴定纯度鉴定多糖的纯度鉴定：多用比旋度法多糖的纯度鉴定：多用比旋度法(恒定不改变恒定不改变)；高；高压电泳法（硼酸盐缓冲液压电泳法（硼酸盐缓冲液PH9-12，醋酸薄膜支持，醋酸薄膜支持，显 色 剂 多 为显 色 剂 多 为

34、P -茴 香 胺 硫 酸 试 剂 ， 即茴 香 胺 硫 酸 试 剂 ， 即anisidine/H2SO4）。）。 糖的衍生物苷的纯度鉴定：糖的衍生物苷的纯度鉴定：MP、TLC、HPLC。 一、研究糖链结构的一般程序一、研究糖链结构的一般程序分子量测定分子量测定单糖、低聚糖及其苷的分子量测定：目前主要用单糖、低聚糖及其苷的分子量测定：目前主要用MS法，但由于它们为多羟基化合物，普通法，但由于它们为多羟基化合物，普通EI-MS往往测往往测得的最高质量峰为得的最高质量峰为M-H2O，而并非分子离子峰；，而并非分子离子峰；所以，多采用所以，多采用FD-MS、FAB-MS等。等。多糖的分子量测定：目前仍

35、沿用经典高分子化合物多糖的分子量测定：目前仍沿用经典高分子化合物分子量的测定方法，如粘度法、沉降法等，甚至仅分子量的测定方法，如粘度法、沉降法等，甚至仅仅测定标示其平均分子量。仅测定标示其平均分子量。单糖的鉴定单糖的鉴定 为了鉴定低聚糖、苷类乃至多糖分子为了鉴定低聚糖、苷类乃至多糖分子中的单糖种类及其比例，通常是将其中的单糖种类及其比例，通常是将其苷键全部水解（乙酰解），然后经苷键全部水解（乙酰解），然后经TLC、PC、GC或或HPLC检出。检出。 一、研究糖链结构的一般程序一、研究糖链结构的一般程序单糖间、糖与苷元间连接位置的确定单糖间、糖与苷元间连接位置的确定 确定苷键的连接位置，目前主要

36、是应用确定苷键的连接位置，目前主要是应用13C-NMR中的苷化位移法，其方法是：中的苷化位移法，其方法是： 将苷化合物或低聚糖先行甲醚化或乙酰化，测得其将苷化合物或低聚糖先行甲醚化或乙酰化，测得其13C-NMR谱，然后将其水解，再测其水解产物的谱，然后将其水解，再测其水解产物的13C-NMR谱，归属比较其变化，以推断苷键的连谱，归属比较其变化，以推断苷键的连接位置。接位置。 如：如： 一、研究糖链结构的一般程序一、研究糖链结构的一般程序水解前后水解前后 ： C2 29.7 32.0 -2.3 C3 77.0 70.9 +6.1 C4 34.3 38.4 -4.1因成苷引起的化学位移变化，专业上

37、称之为苷化位移因成苷引起的化学位移变化，专业上称之为苷化位移（glycosidation shift）。）。 糖链连接顺序的确定糖链连接顺序的确定经典方法：缓和水解；酶解；乙酰解等经典方法：缓和水解；酶解；乙酰解等 这些方法都是将苷部分裂解成次级苷或低聚糖，再分这些方法都是将苷部分裂解成次级苷或低聚糖，再分析鉴定糖的碎片。析鉴定糖的碎片。 虽然经典方法至今尚有一定的实际应用价值，但虽然经典方法至今尚有一定的实际应用价值，但日新月异的波谱技术已正在取代其角色。日新月异的波谱技术已正在取代其角色。 一、研究糖链结构的一般程序一、研究糖链结构的一般程序 MS法测定糖链连接顺序法测定糖链连接顺序技术技

38、术FDMS、FABMS等。等。优点优点不必制备衍生物不必制备衍生物,用量小用量小,准确准确,简便。简便。NMR法测定糖链连接顺序法测定糖链连接顺序 是将糖及其苷类衍生物全乙酰化后，测定观察两糖之是将糖及其苷类衍生物全乙酰化后，测定观察两糖之间质子的远程偶合或间质子的远程偶合或NOE效应，以期确定糖的连接顺效应，以期确定糖的连接顺序。序。苷键构型的确定：苷键构型的确定：经典方法：苷键构型的确定虽然经典的酶水经典方法：苷键构型的确定虽然经典的酶水解法、分子旋光法解法、分子旋光法*（即（即Klyne法）仍时有应法）仍时有应用，但目前多被用，但目前多被NMR法所代替。法所代替。p55 一、研究糖链结构

39、的一般程序一、研究糖链结构的一般程序 NMR法确定苷键构型：主要是利用成苷糖法确定苷键构型：主要是利用成苷糖的端基质子在的端基质子在5.0左右，少被覆盖，依据其左右，少被覆盖，依据其与与C2上质子偶合裂分的不同进行判断的。如上质子偶合裂分的不同进行判断的。如glucose： 可见可见-甙键的甙键的Anomeric-H J多在，而多在，而-则多在，非则多在，非常易于区别，但对于诸如甘露糖和鼠李糖之类则常易于区别，但对于诸如甘露糖和鼠李糖之类则因因C2-H处在横键上，双面角相近，其处在横键上，双面角相近，其J值差别不大，值差别不大，不足以区分不足以区分-和和-异构体，遇到此种情况，多采用异构体，遇

40、到此种情况，多采用13C-NMR的门控去偶技术测其端基碳与端基质子的的门控去偶技术测其端基碳与端基质子的偶合常数，即偶合常数，即JC1-H1来区别。如：来区别。如： 吡喃糖苷吡喃糖苷C1-H是是e键时键时(-苷苷)1JC1-H1=170Hz C1-H是是a键时键时(-苷苷)1JC1-H1=160Hz NMR法确定苷键构型法确定苷键构型第六节第六节 糖和苷的提取与分离糖和苷的提取与分离Extraction and Isolation of Saccharides and Glycosides 如同其他天然产物化学成分提取分离一样，糖和如同其他天然产物化学成分提取分离一样，糖和苷类的提取分离也必须首先全面分析所研究的天苷类的提取分离也必须首先全面分析所研究的天然产物中糖和苷类成分的性质及共存成分的情况，然产物中糖和苷类成分的性质及共存成分的情况，方能设计合理的方案，但要对类型繁多、结构复方能设计合理的方案，但要对类型繁多、结构复杂、性质差异明显的糖及其苷类提出共同的基本杂、性质差异明显的糖及其苷类提出共同的基本提取分离方案，实属难事。但以下问题则是提取提取分离方案，实属难事。但以下问题则是提取分离糖及其苷类成分时必须考虑的共同点。分离糖及其苷类成分时必须考虑的共同点。酶对糖及其苷类提取的影响酶对糖及其苷类提取的影响 通常含糖及其苷类化合物的天然药材组织中往往同时含有酶，通常