第三章-糖和糖苷

1、1.熟悉糖和糖苷的结构类型及组成苷类常见的单糖。熟悉糖和糖苷的结构类型及组成苷类常见的单糖。 2.掌握糖苷的一般性质、苷键的裂解原理、裂解掌握糖苷的一般性质、苷键的裂解原理、裂解 方法及裂解规律。方法及裂解规律。3.掌握糖苷提取分离的一般方法及流程。掌握糖苷提取分离的一般方法及流程。4.熟悉糖苷的一般检识方法。熟悉糖苷的一般检识方法。5.熟悉苷元和糖、糖和糖之间连接位置、连接顺熟悉苷元和糖、糖和糖之间连接位置、连接顺 序及苷键构型的确定方法。序及苷键构型的确定方法。 苷的含义苷的含义糖和糖的衍生物糖和糖的衍生物(如氨基糖、糖如氨基糖、糖 醛酸等醛酸等)与另一非糖物质通过糖与另一非糖物质通过糖

2、的半缩醛（酮）羟基脱水缩合而的半缩醛（酮）羟基脱水缩合而 成的一类化合物。成的一类化合物。OOHOHOHORO1H23456苷键原子苷键原子 苷元苷元 苷键苷键端基碳原子端基碳原子单糖：单糖：多羟基醛或多羟基酮，是糖类物质的最小单多羟基醛或多羟基酮，是糖类物质的最小单 位，也是构成其他糖类物质的基本单元。位，也是构成其他糖类物质的基本单元。低聚糖低聚糖：由：由29个单糖通过糖苷键缩合而成的糖，能个单糖通过糖苷键缩合而成的糖，能 被水解成相应数目的单糖，又常称为被水解成相应数目的单糖，又常称为寡糖寡糖。 如蔗糖、槐糖、芸香糖、棉子糖、水苏糖等。如蔗糖、槐糖、芸香糖、棉子糖、水苏糖等。多糖多糖：由

3、：由10个以上单糖通过糖苷键缩合而成的糖，通个以上单糖通过糖苷键缩合而成的糖，通 常是由几百甚至几千个单糖组成的高分子化合常是由几百甚至几千个单糖组成的高分子化合 物。如淀粉、纤维素等。多糖分子量很大，其物。如淀粉、纤维素等。多糖分子量很大，其 性质也与单糖和低聚糖有很大的不同。性质也与单糖和低聚糖有很大的不同。1.五碳醛糖：五碳醛糖： D-木糖（木糖（xyl）; D-核糖（核糖（rib）; L- 阿拉伯糖（阿拉伯糖（ara）OOHOHOH(H,OH)D核糖核糖 （rib）OOHOHOH(H,OH)D木糖（木糖（xyl）L阿拉伯糖（阿拉伯糖（ara）OOHOHOH(H,OH)2.甲基五碳糖：甲

4、基五碳糖：L-鼠李糖（鼠李糖（rha）、）、D-鸡纳糖（鸡纳糖（qui）、）、 L-夫糖（夫糖（ fuc）OOHOHOH(H,OH)CH3D-鸡纳糖（鸡纳糖（qui）L-夫糖（夫糖（ fuc）(H,OH)OOHOHOHCH3L-鼠李糖（鼠李糖（rha）(H,OH)OOHOHCH3OH3. 六碳醛糖：六碳醛糖： D-葡萄糖（葡萄糖（glc）; D-半乳糖（半乳糖（gal）OOHOHOH(H,OH)OHOOHOHOH(H,OH)OHD葡萄糖（葡萄糖（glc）D 半乳糖（半乳糖（gal）OOHOH(OH)CH2OHOHOHOOHOHOH(OH)CH2OHOOHOHOH(OH)CH2OHL-山梨糖山梨

5、糖D-景天庚酮糖景天庚酮糖D-果糖果糖4. 六碳酮糖：六碳酮糖： D-果糖（果糖（fru）、）、L-山梨糖（山梨糖（sor） 七碳酮糖：七碳酮糖： D-景天庚酮糖（景天庚酮糖（ D- sedoheptulose）OOHOHOH(H,OH)COOHD 半乳糖醛酸半乳糖醛酸(galacturonic acid)OOHOHOH(H,OH)COOH5. 糖醛酸：糖醛酸： D-葡萄糖醛酸、葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸半乳糖醛酸D 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸(glucuronic acid)； 此外，自然界中还存在着一些较为特殊的单此外，自然界中还存在着一些较为特殊的单糖及其衍生物。在单糖的糖及其衍生物。在单糖的

6、2,6位失去氧，就成为位失去氧，就成为2,6-二二去氧糖去氧糖，这类糖主要存在于强心苷等成分，这类糖主要存在于强心苷等成分中；单糖的伯或仲醇羟中；单糖的伯或仲醇羟基被置换为氨基，就成为基被置换为氨基，就成为氨基糖氨基糖，天然氨基糖主要存在于动物和菌类中较，天然氨基糖主要存在于动物和菌类中较多；自然界中也发现一些有多；自然界中也发现一些有分支碳链分支碳链的糖，如的糖，如:6. 氨基糖氨基糖(动物和菌类）：动物和菌类）：2-氨基氨基-2-去氧去氧-D-葡萄糖葡萄糖 （2-amino-2-deoxyglucose）7.有分支链的糖：有分支链的糖：D-芹糖（芹糖（D-apiose）2氨基氨基2去氧去氧

7、D葡萄糖葡萄糖 （2-amino-2-deoxy-glucose） OOHOHH,OHNH2OH(H,OH)OHOHOOHD-芹糖（芹糖（D-apiose）8.去氧糖（强心苷中多见）：去氧糖（强心苷中多见）： D-洋地黄毒糖洋地黄毒糖 （digitoxose）OCH3OHOHH,OHD洋地黄毒糖洋地黄毒糖（digitoxose）9. 糖醇：糖醇： D甘露醇甘露醇(mannitol)、 D山梨山梨sorbitol） L卫矛醇（卫矛醇（ducitol） OHOHOHOHOHOHHOCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHOHHOHOHOHO D-甘露醇甘露醇 D-山梨醇山梨醇

8、L-卫矛醇卫矛醇 关于糖的绝对构型，在哈沃斯式中，只要看关于糖的绝对构型，在哈沃斯式中，只要看六碳吡喃糖的六碳吡喃糖的C5（五碳呋喃糖的（五碳呋喃糖的C4 ）上取代基的）上取代基的取向，向上的为取向，向上的为D型，向下的为型，向下的为L型。端基碳原型。端基碳原子的相对构型子的相对构型或或是指是指C1羟基与六碳糖羟基与六碳糖C5（五（五碳呋喃糖的碳呋喃糖的C4 ）取代基的相对关系，当取代基的相对关系，当C1羟基与羟基与与六碳糖与六碳糖C5（五碳呋喃糖的（五碳呋喃糖的C4 ）取代基在环的同取代基在环的同一侧者为一侧者为构型，在环的异侧者为构型，在环的异侧者为型。型。OROHHORHOHORHOHO

9、ROHHROHOHROOHHROOHHROHOH-D-糖糖 D-糖糖 L-糖糖 L-糖糖 -D-糖糖 D-糖糖 L-糖糖 L-糖糖 低聚糖低聚糖 天然存在的低聚糖多数由天然存在的低聚糖多数由24个单糖组成个单糖组成,在皂苷等在皂苷等成分中有时可存在组成达成分中有时可存在组成达78个单糖的个单糖的 低聚糖片段。按低聚糖片段。按组成低聚糖的单糖基的数目，有二糖、三糖、四糖等。组成低聚糖的单糖基的数目，有二糖、三糖、四糖等。常见的二糖有：麦芽糖、蔗糖、常见的二糖有：麦芽糖、蔗糖、龙胆二糖龙胆二糖(gentiobiose)、芸香糖芸香糖(rutinose)、槐糖、槐糖 (sophorose)、蚕豆糖（

10、、蚕豆糖（vicianose）新橙皮糖新橙皮糖( neohesperidose ) 等。等。OOHOHOHCH3OOHOHOHOH,OHOOHOHOHOHOOHOHOHOH,OH芸香糖芸香糖(rutinose) 龙胆二糖龙胆二糖(gentiobiose) OH,OHOOOHOHHOOOHOHCH3HH,OHOOHOHOHOHOOOOHOHH新橙皮糖新橙皮糖( neohesperidose )槐槐 糖糖(sophorose) 天然存在的天然存在的三糖三糖大多是在蔗糖的基本结构上再连接大多是在蔗糖的基本结构上再连接一个单糖而成，如棉子糖（一个单糖而成，如棉子糖（raffinose）；）；四糖四糖又

11、多是在棉又多是在棉子糖的结构上延伸，如水苏糖（子糖的结构上延伸，如水苏糖（stachyose）。）。 OOOOHOHOHOHOHOH蚕豆糖蚕豆糖棉子糖棉子糖 水苏糖水苏糖OHOOHOHHOOOOOHOHOOHHOOOHHOHOHOOHHOHOOOOOHOHOOHHOOOHHOHOOOHHOHO 一、糖苷的结构一、糖苷的结构 从结构上看，糖苷类（从结构上看，糖苷类（glycosides）是糖或糖）是糖或糖的衍生物通过糖的端基碳原子上的羟基与另一非糖的衍生物通过糖的端基碳原子上的羟基与另一非糖物质上的氢原子脱水缩合而成的具有物质上的氢原子脱水缩合而成的具有缩醛（酮）结缩醛（酮）结构构的化合物，又称

12、为配糖体。其中的非糖部分称为的化合物，又称为配糖体。其中的非糖部分称为苷元苷元（genin）或）或配基配基（aglycone）。苷元或配基）。苷元或配基部分也是糖的，称为二糖、三糖、多糖等。部分也是糖的，称为二糖、三糖、多糖等。 糖糖 苷中的苷元与糖之间的化学键称为苷中的苷元与糖之间的化学键称为苷键苷键，苷，苷元上形成苷键以连接糖的原子称为元上形成苷键以连接糖的原子称为苷键原子苷键原子，也称，也称为苷原子。为苷原子。 由于单糖有由于单糖有-及及-两种端基异构体，因此在两种端基异构体，因此在形成苷类时就有两种构型的苷，即形成苷类时就有两种构型的苷，即-苷和苷和-苷。苷。 在天然的苷类中，由在天然

13、的苷类中，由D-型糖衍生而成的苷型糖衍生而成的苷多为多为-苷，而由苷，而由L-型糖衍生而成的苷多为型型糖衍生而成的苷多为型 -苷。苷。（一）按苷键原子分类：氧苷、硫苷、（一）按苷键原子分类：氧苷、硫苷、 氮苷、碳苷。氮苷、碳苷。 1、氧苷：氧苷：依苷元羟基的类型分为依苷元羟基的类型分为 醇苷：醇苷：醇羟基与糖的端基羟基脱水连接形成，如红景醇羟基与糖的端基羟基脱水连接形成，如红景 天苷、毛茛苷等。天苷、毛茛苷等。 酚苷：酚苷：酚醇羟基与糖的端基羟基脱水连接形成。如天酚醇羟基与糖的端基羟基脱水连接形成。如天 麻苷、白藜芦醇苷、水杨苷等。麻苷、白藜芦醇苷、水杨苷等。 酯苷：酯苷：羧基中的羟基与糖的端

14、基羟基脱水连接形成。羧基中的羟基与糖的端基羟基脱水连接形成。 如山慈姑苷如山慈姑苷A、B等。等。 氰苷：氰苷：-羟基腈的羟基腈的醇羟基与糖的端基羟基脱水连接醇羟基与糖的端基羟基脱水连接 形成。如苦杏仁苷、亚麻氰苷、百脉根苷等。形成。如苦杏仁苷、亚麻氰苷、百脉根苷等。 吲哚苷：吲哚苷：吲哚醇羟基与糖的端基羟基脱水连接形成，吲哚醇羟基与糖的端基羟基脱水连接形成， 如靛苷。如靛苷。OOHOHOHOHOHO红景天苷（醇苷）红景天苷（醇苷） OOHOHOHOHOCH2OO毛茛苷（醇苷）毛茛苷（醇苷） CHOHOHOCHglcCH2OHOglc白藜芦醇苷（酚苷）白藜芦醇苷（酚苷）天麻苷（酚苷）天麻苷（酚苷

15、）OOHOHOHOOHOOHOHOHOCHCNOOHOHOHOOHCH2OHOCH2R苦杏仁苷（氰苷）苦杏仁苷（氰苷）山慈姑苷山慈姑苷A（ R=H）山慈姑苷山慈姑苷B R=OH (酯苷酯苷) OglcNH靛苷（吲哚苷）靛苷（吲哚苷）CH2CHCH2CNSOSO3Kglc黑芥子苷（硫苷）黑芥子苷（硫苷） 2、硫苷：糖的端基羟基与苷元上巯基缩合而成的苷，、硫苷：糖的端基羟基与苷元上巯基缩合而成的苷， 如黑芥子苷、白芥子苷、萝卜苷等。如黑芥子苷、白芥子苷、萝卜苷等。OOHOHOHOHSCCH2CH2CH=CHSCH3N-OSO3-O萝卜苷萝卜苷3、氮苷：糖的端基碳原子与苷元上的氮原子相连的苷，、氮苷

16、：糖的端基碳原子与苷元上的氮原子相连的苷， 如腺苷、鸟苷、巴豆苷等如腺苷、鸟苷、巴豆苷等(生化中多见生化中多见)。NNNNNH2OOHOHHOCH2腺苷（氮苷）腺苷（氮苷） HONNNNNH2OOHOHOH巴豆苷（氮苷）巴豆苷（氮苷） 4、碳苷：糖的端基羟基与苷元上被活化的氢原子脱水、碳苷：糖的端基羟基与苷元上被活化的氢原子脱水 形成的苷，如芦荟苷、牡荆苷等。形成的苷，如芦荟苷、牡荆苷等。 芦荟苷芦荟苷（蒽醌碳苷）（蒽醌碳苷） OHOHOHOHOOOHHOOH 牡荆苷牡荆苷（黄酮碳苷）（黄酮碳苷） OOHOHOHOHOOHCH2OH 按苷元类型：黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷等按苷元类型：黄酮苷、蒽

17、醌苷、香豆素苷等 按植物体内存在状态：原生苷、次生苷按植物体内存在状态：原生苷、次生苷 按苷的特殊性：皂苷按苷的特殊性：皂苷 按植物来源分：人参皂苷、柴胡皂苷等。按植物来源分：人参皂苷、柴胡皂苷等。 按苷的生理作用：强心苷按苷的生理作用：强心苷 按糖的种类和名称：木糖苷、葡萄糖苷等按糖的种类和名称：木糖苷、葡萄糖苷等 按糖基的数目：单糖苷、双糖苷按糖基的数目：单糖苷、双糖苷 按糖链的数目：单糖链苷、双糖链苷、三糖链苷按糖链的数目：单糖链苷、双糖链苷、三糖链苷 一、性状一、性状： 形态形态 均为固体，含糖基少的可成结晶均为固体，含糖基少的可成结晶 ；含糖；含糖 基多的为无定型粉末，有吸湿性。基多

18、的为无定型粉末，有吸湿性。 颜色颜色 取决于苷元（共轭系统的大小及助色团取决于苷元（共轭系统的大小及助色团 的有无）。的有无）。 气味气味 一般无味；个别糖苷对黏膜有刺激性。一般无味；个别糖苷对黏膜有刺激性。 （例如皂苷）（例如皂苷） 二、旋光性二、旋光性：糖苷都有旋光性，且呈左旋。：糖苷都有旋光性，且呈左旋。 水水 甲甲(乙乙)醇醇 乙醚乙醚(苯苯) 石油醚石油醚苷元（亲脂性）苷元（亲脂性） - - + + +（- -） 苷苷 （亲水性）（亲水性） + + - - - - 碳苷的溶解度和一般的苷类不同，较为特殊，碳苷的溶解度和一般的苷类不同，较为特殊，无论是在水中还是在其它溶剂中，碳苷的溶解

19、度无论是在水中还是在其它溶剂中，碳苷的溶解度一般都较小。一般都较小。 研究苷类的化学结构，必须了解苷元结构、糖的组研究苷类的化学结构，必须了解苷元结构、糖的组成、糖和糖的连接方式，以及苷元和糖的连接方式等。成、糖和糖的连接方式，以及苷元和糖的连接方式等。 为此必先使用某种方法使苷键切断。为此必先使用某种方法使苷键切断。 （一）（一） 酸催化水解反应酸催化水解反应 （二）酶催化水解反应（二）酶催化水解反应 （三）碱催化水解和（三）碱催化水解和消除反应消除反应 （四）乙酰解反应（四）乙酰解反应 （五）氧化开裂法（五）氧化开裂法（Smith降解法）降解法） 四、苷键的裂解四、苷键的裂解：（一）酸水解

20、：（一）酸水解：常用盐酸、硫酸、甲酸、乙酸等。常用盐酸、硫酸、甲酸、乙酸等。 酸水解方法有：酸水解方法有： 强烈酸水解、缓和（稀）酸水解、两相酸水解强烈酸水解、缓和（稀）酸水解、两相酸水解 酸水解条件较为剧烈，有些对酸敏感的羟基容易酸水解条件较为剧烈，有些对酸敏感的羟基容易脱水而得不到真正的苷元，可加入一些有机溶剂进行脱水而得不到真正的苷元，可加入一些有机溶剂进行两相酸水解两相酸水解。两相酸水解两相酸水解：在酸水解反应混合液中加入与水不相混溶：在酸水解反应混合液中加入与水不相混溶 的有机溶剂如苯、氯仿等，苷元一旦生成的有机溶剂如苯、氯仿等，苷元一旦生成 立即进入有机相，避免与酸长时间接触，立即

21、进入有机相，避免与酸长时间接触， 从而可以从而可以 获得真正的苷元）。获得真正的苷元）。酸水解反应机理（以葡萄糖苷为例）如下：酸水解反应机理（以葡萄糖苷为例）如下： 苷键原子苷键原子质子化质子化脱去质子脱去质子碳正离子碳正离子溶剂化溶剂化苷键断裂苷键断裂 苷元脱离苷元脱离OOHOHOHOHHORH+OOHOHOHOHORHH+OOHOHOHOH-HH,OH+OOHOHOHOHOH2HH2O+OOHOHOHOHH_ROH+影响苷键原子质子化的因素是影响苷键原子质子化的因素是酸水解难易的关键酸水解难易的关键影响苷键原子质子化的因素是影响苷键原子质子化的因素是酸水解难易的关键酸水解难易的关键苷键原子

22、周围的电子云苷键原子周围的电子云密度密度 （ 电子云密度大，电子云密度大，易于接受质子，水解容易）易于接受质子，水解容易） 空间位阻（位阻小有利于空间位阻（位阻小有利于接受质子，水解就容易）接受质子，水解就容易） 酸水解的规律酸水解的规律 1与苷键原子有关与苷键原子有关 : N苷苷 O苷苷 S苷苷 C苷苷 (易于接受质子易于接受质子) (无孤对电子无孤对电子)2 呋喃糖苷（酮糖）呋喃糖苷（酮糖） 吡喃糖苷（醛糖）吡喃糖苷（醛糖）（分子张力大）（分子张力大）3. 五碳糖苷五碳糖苷 甲基五碳糖苷甲基五碳糖苷 六碳糖苷六碳糖苷 七碳糖苷七碳糖苷 糖醛酸苷糖醛酸苷 （空间位阻小）（空间位阻小） （空间

23、位阻大）（空间位阻大）4 2-氨基糖苷氨基糖苷 2-羟基糖苷羟基糖苷 2-去氧糖苷去氧糖苷 脂肪族苷脂肪族苷（苷元供电性）（苷元供电性） OOCH3OHOCH3OOOO 2 M HCl可水解全部苷键 80%的甲酸水解1，6-苷键 条件温和条件温和（水、（水、3040） 获得真正苷元获得真正苷元高度专属性高度专属性 苷酶苷酶 糖苷糖苷 (如麦芽糖如麦芽糖 酶酶 水解水解 -葡萄糖苷键葡萄糖苷键) 苷酶苷酶 糖苷糖苷 （如苦杏仁酶（如苦杏仁酶 水解水解 -葡萄糖苷键葡萄糖苷键 和其他六碳糖的和其他六碳糖的苷键）苷键）苷键构型（苷键构型（ 、）的判断）的判断 一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷一

24、般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷易为碱水解，如：易为碱水解，如： 酯苷、酯苷、 酚苷、酚苷、 烯醇苷、烯醇苷、 -吸吸电子基电子基-吸电子基取代的苷吸电子基取代的苷OOHO C6H5OOOC6H5OOOOOOHOH脱水-OH-苯 酚 -葡萄糖苷1,6-葡萄糖酐C1-OH与与C2-OH：反式易水解，其产物为：反式易水解，其产物为1,6-葡萄糖酐；葡萄糖酐； 顺式产物为正常的糖。顺式产物为正常的糖。 利用水解产物可判断苷键构型利用水解产物可判断苷键构型 -消除反应：苷键的消除反应：苷键的-位有吸电子基团者，使位有吸电子基团者，使-位位 的氢活化，在碱液中与苷键起消除反的氢活化，在碱液中与苷键起

25、消除反 应而开裂，称应而开裂，称-消除反应。消除反应。 作作 用用 机机 理：理： 在在13或或14连接的聚糖中，还原端的连接的聚糖中，还原端的 游离醛（或酮）邻位氢活化而与游离醛（或酮）邻位氢活化而与3-O-或或 4-O-苷键起消除反应。这样碱能使多糖苷键起消除反应。这样碱能使多糖 还原端的单糖逐个被剥落，对非还原端还原端的单糖逐个被剥落，对非还原端 则无影响。剥落生成的是则无影响。剥落生成的是-羟基糖酸。羟基糖酸。 -消除反应作用过程：OHROOHOHCH2OHCHOHOHOHROOHOHCH2OHCHOCH457OHOHOHCH2OHCHOCH2467OOHOHCH2OHCHOCH247

26、6OHOHOHCH2OHCOOHCH2485OHOHOHCH2OHCOOH- OR+互变重排-3-脱氧-D-阿 拉伯已糖酸 核已糖酸3-脱氧-D-苷键位苷键3-O-代糖用途：用途：可从多糖剥落反应生成的糖酸中了解可从多糖剥落反应生成的糖酸中了解还原糖还原糖 的取代方式。的取代方式。 3-O-代的糖可形成代的糖可形成3-脱氧糖酸脱氧糖酸 4-O-代的糖可形成代的糖可形成3-脱氧脱氧-2-羟甲基糖酸羟甲基糖酸 二个以上取代的还原糖二个以上取代的还原糖难生成糖酸难生成糖酸 1常用试剂：醋酐常用试剂：醋酐 + 酸酸 所用酸如：所用酸如：H2SO4、HClO4、CF3COOH或或Lewis酸（酸（ZnC

27、l2、BF3）等。）等。2反应条件：一般是在室温放置数天。反应条件：一般是在室温放置数天。3反应机理：反应机理： 与酸催化水解相似，以与酸催化水解相似，以CH3CO+(乙酰基乙酰基)为为 进攻基团。进攻基团。 4反应速率：反应速率： 苷键邻位有电负性强的基团（如环氧基）可使苷键邻位有电负性强的基团（如环氧基）可使 反应变慢。反应变慢。 -苷键的葡萄糖双糖的反应速率：苷键的葡萄糖双糖的反应速率： （乙酰解易难程度）（乙酰解易难程度） （16）（14）（13）（12） 5用途用途 乙酰化可以保护苷元上的乙酰化可以保护苷元上的-OH，使苷元，使苷元 增加亲脂性，可用于提纯和鉴定。增加亲脂性，可用于提

28、纯和鉴定。 乙酰解法可以开裂一部分苷键而保留乙酰解法可以开裂一部分苷键而保留 另一部分苷键。另一部分苷键。 多糖链苷多糖链苷 醋酐醋酐+酸（浓硫酸、酸（浓硫酸、高氯酸、氯化锌）高氯酸、氯化锌） 乙酰化单糖、乙酰化单糖、乙酰化低聚糖乙酰化低聚糖 选择性水解选择性水解 1,6-苷键苷键 1,4-苷键和苷键和1,3-苷键苷键 1,2-苷键苷键 依鉴定结果依鉴定结果 + 裂解规律裂解规律 推断多糖链苷中糖与糖之间的连接位置推断多糖链苷中糖与糖之间的连接位置 鉴定鉴定(与标与标准品对照准品对照) 薄层色谱薄层色谱气相色谱气相色谱 酰化可以保护苷元上的-OH，使苷元增加 亲脂性，可用于提纯和鉴定。乙酰解法

29、可以开裂一部分苷键而保留另一 部分苷键。 除酶解外，苷键的其它裂解方法得到的可能是除酶解外，苷键的其它裂解方法得到的可能是 次级苷元。次级苷元。试剂：过碘酸试剂：过碘酸(HIO4)、四氢硼钠、四氢硼钠(NaBH4)、稀酸、稀酸反应过程：反应过程： OOROOROHCOHCHOH2CCH2OHOORROHCH2OHCHOCH2OHHOH2COH+IO4-BH4-H+氧 化还 原水 解苷二 元 醛二 元 醇苷 元（五）氧化开裂法（五）氧化开裂法Smith降解法降解法OOHOHOHOHOROOHOHCCH2OHOOHIO4-OROHCORCH2OHBH4-H+CH2OHCHOHCH2OH+CHOCH

30、2OHROH苷元苷元稀酸室温稀酸室温（温和）（温和）四氢硼钠四氢硼钠（还原）（还原） 过碘酸过碘酸 （氧化邻二醇）（氧化邻二醇）难水解的碳苷、苷元结构不太稳定的氧苷（皂苷）难水解的碳苷、苷元结构不太稳定的氧苷（皂苷）氧化开裂法氧化开裂法 、两相酸水解法（样品、两相酸水解法（样品+ +酸水酸水+ +苯苯/ /氯仿）氯仿）获得真正苷元获得真正苷元 OOHOHOHOHRIO4IO4-BH4-H+123CH2OHCHOHCH2OHCHOHCH2OHR-R-CHOHCOOH-D-葡萄糖苷（葡萄糖苷（C-苷）苷） 带醛基的苷元带醛基的苷元 苷元上其它结构不变苷元上其它结构不变 苷类可发生与糖相同的显色反应

31、和沉淀反应，但苷苷类可发生与糖相同的显色反应和沉淀反应，但苷中的糖为结合糖，需先水解为游离的糖后才能进行。中的糖为结合糖，需先水解为游离的糖后才能进行。 苷类中的苷元部分，其结果彼此差异很大，性质也各苷类中的苷元部分，其结果彼此差异很大，性质也各不相同，苷元部分的显色反应将在以后各章节中介绍。不相同，苷元部分的显色反应将在以后各章节中介绍。五、苷类的显色反应和沉淀反应五、苷类的显色反应和沉淀反应一、提取：一、提取：苷的存在状态苷的存在状态（原生苷、次（原生苷、次生苷、苷元）生苷、苷元）溶解性差异溶解性差异苷与酶共存苷与酶共存提取目的提取目的 原生苷原生苷(科研、生产科研、生产) 次生苷、苷元次

32、生苷、苷元 （生产）（生产）酶解酶解提取次生苷、苷元提取次生苷、苷元 设法抑制酶的活性设法抑制酶的活性(加热、拌碳酸钙、醇溶剂加热、拌碳酸钙、醇溶剂)避免与酸、碱接触，用避免与酸、碱接触，用 极性溶剂（甲醇、乙醇、极性溶剂（甲醇、乙醇、沸水）提取沸水）提取 利用酶的活性（加水、利用酶的活性（加水、3040、2448）加酸水解或碱水解、预发）加酸水解或碱水解、预发酵后用有机溶剂（醇、苯、氯仿、石酵后用有机溶剂（醇、苯、氯仿、石油醚）提取油醚）提取 提取液提取液 减压浓缩减压浓缩浓缩液（含大量极性杂质）浓缩液（含大量极性杂质） 提取原生苷提取原生苷 提取液提取液 减压浓缩减压浓缩浓缩液浓缩液 植物

33、体内，苷类常与水解苷类的酶共存，因此植物体内，苷类常与水解苷类的酶共存，因此在提取时，必须抑制酶的活性，常用的方法是在材料在提取时，必须抑制酶的活性，常用的方法是在材料中加入中加入CaCOCaCO3 3, ,或用甲醇、乙醇或沸水提取或用甲醇、乙醇或沸水提取，同时提取，同时提取过程中要尽量勿与酸或碱接触，以免苷类水解，如不过程中要尽量勿与酸或碱接触，以免苷类水解，如不加注意，则往往提到的就不是原生苷。在提取时还必加注意，则往往提到的就不是原生苷。在提取时还必明确提取的目的即要求提取的是原生苷、次生苷，还明确提取的目的即要求提取的是原生苷、次生苷，还是苷元，然后根据要求进行提取，因为其提取方法是是

34、苷元，然后根据要求进行提取，因为其提取方法是有差别的。有差别的。 各种苷类，由于苷元的结构不同，所连接的糖各种苷类，由于苷元的结构不同，所连接的糖也不一样，很难有统一的提取方法，如用极性不同的也不一样，很难有统一的提取方法，如用极性不同的溶剂循极性从小到大次序提取，则在每一提取部分，溶剂循极性从小到大次序提取，则在每一提取部分，都可能有苷的存在。都可能有苷的存在。以下是最常用的提取方法。以下是最常用的提取方法。 糖类的提取糖类的提取 中中 药药 E tO H E tO H 提提 取取 物物 减减 压压 回回 收收 E tO H 浓浓 缩缩 物物 石石 油油 醚醚 提提 取取 石石 油油 醚醚

35、部部 分分 残残 留留 物物 （ 多多 为为 油油 脂脂 ） E t2O 或或 C H C l3提提 取取 E t2O 或或 C H C l3 残残 留留 物物 提提 取取 物物 （ 苷苷 元元 ） E tO A c 提提 取取 E tO A c 提提 取取 液液 残残 留留 物物 （ 含含 单单 糖糖 苷苷 或或 含含 糖糖 较较 少少 的的 苷苷 ） n-B uO H 提提 取取 n-B uO H 提提 取取 液液 （ 含含 糖糖 较较 多多 的的 苷苷 ） 苷类的提取和分离流程苷类的提取和分离流程流程图流程图苷类的提取苷类的提取原生苷：先灭活酶，避免酸、碱水解。原生苷：先灭活酶，避免酸、

36、碱水解。次生苷：控制和利用酶、酸、碱的水解次生苷：控制和利用酶、酸、碱的水解。 苷元的提取苷元的提取水解全部糖基，避免苷元破坏。水解全部糖基，避免苷元破坏。要特别注意提取目的：要特别注意提取目的：第五节、糖和苷类的检识第五节、糖和苷类的检识l糖的检识糖的检识:主要是利用糖的还原性还原性和糖的脱水反应脱水反应所 产生的颜色变化、生成沉淀等现象来进行 理化检识，色谱检识则利用薄层色谱和纸 色谱等方法进行。l苷的检识苷的检识:苷由糖和苷元组成，含有糖基是苷类的共 性。因此，其共性检识的方法是检识分子 中是否含有糖，这和糖类的检识类似。其 苷元部分的检识将在相应的章节中介绍。一、理化检识一、理化检识苷

37、苷水水 解解糖糖+ 苷元苷元鉴别特点和意义鉴别特点和意义菲林试剂菲林试剂 吐伦试剂吐伦试剂 Molish反应反应 +(-萘酚、萘酚、浓浓硫酸硫酸)+ + + 还原糖特有还原糖特有还原糖特有还原糖特有苷与苷元的鉴别苷与苷元的鉴别 1 薄层色谱（分配原理）薄层色谱（分配原理） 硅胶硅胶正相色谱正相色谱 硅胶反相色谱硅胶反相色谱固定相固定相 硅胶表面吸附的水硅胶表面吸附的水 RP-18、 RP-8展开剂展开剂 正丁醇正丁醇-乙酸乙酸-水水(4:5:1,上层上层) 氯仿氯仿-甲醇甲醇 乙酸乙酯乙酸乙酯-正丁醇正丁醇-水水(4:5:1,上层上层) 氯仿氯仿-甲醇甲醇-水水 氯仿氯仿-甲醇甲醇-水（水（6

38、5:35:10，下层），下层） 甲醇甲醇-水水 （三元系统）（三元系统） （二元系统）（二元系统）适用范围适用范围 大多数苷（极性偏大）大多数苷（极性偏大） 极性较小的苷及苷元极性较小的苷及苷元 2纸色谱（分配原理）纸色谱（分配原理） 固定相固定相 ： 水水 展开剂展开剂 ：正丁醇：正丁醇-乙酸乙酸-水（水（4：5：1，上层），上层） 正丁醇正丁醇-乙醇乙醇-水（水（4：2：1，上层），上层） 水饱和的苯酚水饱和的苯酚 TLC及及PC常用常用的显色剂：的显色剂： 苯胺苯胺-邻苯二甲酸试剂、间苯二酚邻苯二甲酸试剂、间苯二酚-盐酸、双甲酮盐酸、双甲酮-磷酸磷酸 试剂（试剂（PC、TLC均可均可使用

39、）使用） 茴香醛茴香醛-硫酸、间苯二酚硫酸、间苯二酚-硫酸、硫酸、-萘酚萘酚-硫酸硫酸 （仅（仅TLC适宜）适宜） 注注:以上主要是针对糖苷及糖的显色，针对苷元的显以上主要是针对糖苷及糖的显色，针对苷元的显 色见后面各章节）色见后面各章节）糖与苷的结构研究中需要解决的问题：糖与苷的结构研究中需要解决的问题：1. 糖的种类糖的种类2. 糖的氧环大小糖的氧环大小3. 糖的端基碳的构型糖的端基碳的构型(苷键的构型苷键的构型)4. 糖的连接位置糖的连接位置5. 糖的连接顺序糖的连接顺序 将苷用稀酸或酶进行水解将苷用稀酸或酶进行水解,使生成苷元和各使生成苷元和各 种单糖，然后再对这些水解产物进行鉴定。种

40、单糖，然后再对这些水解产物进行鉴定。 1.苷元的结构鉴定苷元的结构鉴定 苷元的结构类型不一，需要通过某些苷元的结构类型不一，需要通过某些化学反化学反 应应先确定其先确定其结构类型结构类型和基本和基本母核结构母核结构，再按照所，再按照所 属属 类型进行研究，其方法将在以后各章节逐一类型进行研究，其方法将在以后各章节逐一 介绍。介绍。2.苷中糖的种类的鉴定苷中糖的种类的鉴定:糖苷先用稀硫酸水解糖苷先用稀硫酸水解,再用氢再用氢氧化钡中和后过滤氧化钡中和后过滤,滤液适当浓缩后用滤液适当浓缩后用色谱方法色谱方法鉴定鉴定纸色谱纸色谱（PC）：分配原理，：分配原理，BAW系系统，与统，与标准品标准品 对照共

41、色谱鉴定。对照共色谱鉴定。硅胶薄层色谱（硅胶薄层色谱（TLC）：用硼酸溶液或无机盐溶液用硼酸溶液或无机盐溶液 调制吸附剂铺板可增加上样量调制吸附剂铺板可增加上样量纤维素薄层色谱（纤维素薄层色谱（CLC）：）：原理与原理与PC相似相似,PC所用所用 的展开剂和显色剂均可用于纤维素薄层色谱的展开剂和显色剂均可用于纤维素薄层色谱,但后者但后者展开时间比前者显著缩短展开时间比前者显著缩短.气相色谱（气相色谱（GC）：糖苷水解、制备：糖苷水解、制备TMS衍生物（具衍生物（具挥发性），与挥发性），与标准品标准品在相同条件下进行在相同条件下进行GC分析，根分析，根据标准对照品的据标准对照品的tR值确定样品中

42、所含单糖值确定样品中所含单糖的种类。的种类。此法所需样品量小，操作简单，结果准确。此法所需样品量小，操作简单，结果准确。高效液相色谱（高效液相色谱（HPLC）：用用HRC-NH2色谱柱，乙色谱柱，乙 腈腈-水（水（75：25）为流动相，流速）为流动相，流速0.8mL/min，差示，差示 折光检测器可检出不同的单糖组分。折光检测器可检出不同的单糖组分。气气-质联用（质联用（GC-MS）：不仅可以测出单糖的种类，：不仅可以测出单糖的种类，还可测出单糖之间的摩尔比。还可测出单糖之间的摩尔比。 在用在用PC或或TLC鉴定单糖时鉴定单糖时,同时还可同时还可用光密度扫描法用光密度扫描法测定各糖斑点含量，计

43、算各糖的分子比，推算出组成苷测定各糖斑点含量，计算各糖的分子比，推算出组成苷的的 糖的数目。糖的数目。 MS法测定苷及苷元的分子离子峰（分子量），计法测定苷及苷元的分子离子峰（分子量），计 算其差值，求出糖的数目。算其差值，求出糖的数目。 1H-NMR谱：根据出现的糖的端基质子的信号谱：根据出现的糖的端基质子的信号（大处于低场）数目来确定糖分子的数目大处于低场）数目来确定糖分子的数目;或是将苷或是将苷制成全制成全乙酰化乙酰化或或全甲基全甲基衍生物衍生物,根据根据1H-NMR谱中出现的谱中出现的乙酰氧基、甲氧基信号（乙酰氧基、甲氧基信号（、 J）的数目推测出所含糖）的数目推测出所含糖的数目。的数

44、目。 13C-NMR谱谱: 根据出现的糖端基碳原子信号（根据出现的糖端基碳原子信号（90 112ppm）的数目）的数目; 根据苷分子总的碳信号数目与根据苷分子总的碳信号数目与苷元苷元 碳碳信号数目的差值推出所含糖的数目信号数目的差值推出所含糖的数目糖的1H-NMR性质化学位移：化学位移：端基质子端基质子d 4.3 6.0其他质子其他质子d d 3.2 4.2d d 1.0甲基五碳糖甲基质子甲基五碳糖甲基质子 糖上端基质子信号的个数和化学位移值推糖上端基质子信号的个数和化学位移值推测糖的个数、种类及糖与苷的、糖与糖的测糖的个数、种类及糖与苷的、糖与糖的连接位置。连接位置。 甲基质子信号个数和化学

45、位移值推测甲基甲基质子信号个数和化学位移值推测甲基五碳糖的个数、种类及糖与糖的、糖与苷五碳糖的个数、种类及糖与糖的、糖与苷的连接位置。的连接位置。1.苷元与糖之间连接位置的测定苷元与糖之间连接位置的测定 13C-NMR谱法：利用苷化位移规律，将谱法：利用苷化位移规律，将苷与苷元苷与苷元 的碳谱相比的碳谱相比较即可鉴别较即可鉴别: 醇醇羟基苷化，苷元羟基苷化，苷元 -碳向低场位移碳向低场位移(4 10ppm)， -碳向高场位移（碳向高场位移（0.94.6ppm） 酚酚羟基苷化羟基苷化,苷元苷元 -碳向高场位移碳向高场位移 ， -碳碳向低场位移向低场位移 2.糖与糖之间连接位置的测定糖与糖之间连接

46、位置的测定 化学方法化学方法: 将苷的全甲基化物进行甲醇解，鉴定未全甲将苷的全甲基化物进行甲醇解，鉴定未全甲醚化的单糖（与对照品共色谱）醚化的单糖（与对照品共色谱） ，游离羟基所在位置即，游离羟基所在位置即糖与糖之间的连接位置；完全甲醚化的单糖应处于末端糖与糖之间的连接位置；完全甲醚化的单糖应处于末端OOOHOOHOHOROHOHOHOOOMeOOMeOMeOROMeOMeOMe甲醇解甲醇解全甲基化全甲基化9%HCl-MeOH 回流回流OOMeOMeOMeOMeROH+OOMeOHOMeOMeOMe苷元苷元 苷的甲基化方法常用的主要有以下四种，其中苷的甲基化方法常用的主要有以下四种，其中前两种

47、为经典的方法，后两种是半微量的现代前两种为经典的方法，后两种是半微量的现代方法。方法。 (1)Haworth法法:用硫酸二甲酯和氢氧化钠用硫酸二甲酯和氢氧化钠(或碳酸或碳酸 钠钠/碳酸钾碳酸钾),可使醇羟基甲基化可使醇羟基甲基化.此法的缺点是甲此法的缺点是甲 基化能力弱基化能力弱,如果欲进行全甲基化反应如果欲进行全甲基化反应,必须反复必须反复 进行多次反应才能达到目的。进行多次反应才能达到目的。 (2)Purdie：用碘甲烷和氧化银为试剂：用碘甲烷和氧化银为试剂(一般可在一般可在 丙酮或丙酮或四氢呋喃中进行四氢呋喃中进行)可使醇羟基甲基化可使醇羟基甲基化,但因但因 氧化银具有氧化性氧化银具有氧

48、化性,只能用于苷的甲基化只能用于苷的甲基化,且不能且不能 用于还原糖的甲基化用于还原糖的甲基化. (3)Kuhn改良法改良法:在二甲基甲酰胺在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，加入溶液中，加入 碘甲烷和氧化银或硫酸二甲酯及氢氧化钡碘甲烷和氧化银或硫酸二甲酯及氢氧化钡(或氧化或氧化 钡钡)，在搅拌下进行甲基化反应。此法的缺点是反，在搅拌下进行甲基化反应。此法的缺点是反 应较慢应较慢. (4)HaKomori法法(箱守法箱守法):在二甲基亚砜在二甲基亚砜(DMSO)溶液溶液 中，加入氢化钠，以碘甲烷进行甲基化反应。其中，加入氢化钠，以碘甲烷进行甲基化反应。其 反应机理是反应机理是DMSO与与NaH首先

49、生成甲基亚磺酰负碳首先生成甲基亚磺酰负碳 离子离子,然后在甲基亚磺酰负碳离子的存在下进行甲基然后在甲基亚磺酰负碳离子的存在下进行甲基 化反应，由于亚磺酰负碳离子具有强脱质子作用，化反应，由于亚磺酰负碳离子具有强脱质子作用， 使糖苷上的醇羟基脱氢，从而使全甲基化反应可以使糖苷上的醇羟基脱氢，从而使全甲基化反应可以 迅速完成迅速完成.从整个反应过程看从整个反应过程看,DMSO只起催化作用只起催化作用.CH3SOCH3 + NaH CH3SOC-H2 + H2 +Na+ CH3SOC-H2 Na+ + ROH RO-Na+ + CH3SOCH3RO-Na+ + CHI3 ROCH3 + NaI 该法

50、反应迅速完全，无需特殊装置，可在室温下该法反应迅速完全，无需特殊装置，可在室温下连续反应，是目前常用的全甲基化方法。但因在反应中连续反应，是目前常用的全甲基化方法。但因在反应中所用所用DMSO及及NaH均呈强碱性，故分子中有酯键的苷类均呈强碱性，故分子中有酯键的苷类不宜用本法，而应采用不宜用本法，而应采用Kuhn改良法改良法.2.糖与糖之间连接位置的测定糖与糖之间连接位置的测定13C-NMR谱法：谱法：利用利用苷化位移苷化位移规律，将苷与相应单糖的规律，将苷与相应单糖的 碳谱进行比较即碳谱进行比较即可鉴别可鉴别 。糖糖与糖相连，内侧糖连接糖的碳原子与糖相连，内侧糖连接糖的碳原子移向低场移向低场

51、（47 ppm）相邻碳原子相邻碳原子移向高场（移向高场（ -1-4 ppm）苷苷 缓和酸水解、酶解缓和酸水解、酶解 乙酰解乙酰解 全甲基化甲醇解，全甲基化甲醇解， 部分苷键断裂部分苷键断裂的裂解产物的裂解产物 推推 断断(全甲基化甲苷应处于末端全甲基化甲苷应处于末端) 分分 析析 1、部分水解法、部分水解法 EI-MS 需需作成全甲基化、乙酰化或三甲基硅醚化物作成全甲基化、乙酰化或三甲基硅醚化物 FD-MS 或或FAB-MS：常出现各种脱去不同程度糖基的：常出现各种脱去不同程度糖基的 碎片离子峰碎片离子峰,也能确定糖也能确定糖与糖之间的连接顺序与糖之间的连接顺序. （1）质谱（）质谱（MS）法

52、）法：主要利用质谱中归属有关糖基的：主要利用质谱中归属有关糖基的碎片离子峰或各种分子离子脱糖基的碎片离子峰，可对碎片离子峰或各种分子离子脱糖基的碎片离子峰，可对糖的连接顺序作出判断。糖的连接顺序作出判断。（2）核磁共振）核磁共振（NMR）法：）法：根据根据13C-NMR谱中谱中 碳原子的自旋碳原子的自旋-弛豫时间（弛豫时间（T1）的大小来推断）的大小来推断 糖的糖的 连接顺序。连接顺序。 一般说来苷中组成糖的一般说来苷中组成糖的NT1 随糖链距离的增加随糖链距离的增加而增大而增大,因此末端糖的因此末端糖的NT1要比处于中心位置糖的大要比处于中心位置糖的大,由分子末端向中心由分子末端向中心,糖分

53、子的糖分子的NT1逐步减小逐步减小.1. 酶水解法酶水解法(酶的专属性酶的专属性) 如麦芽糖酶一般能水解如麦芽糖酶一般能水解 -苷键；能被苦杏仁酶水解苷键；能被苦杏仁酶水解的大多数为的大多数为-苷键。但需注意，并非所有的苷键。但需注意，并非所有的-苷键都苷键都能被苦杏仁酶所水解。能被苦杏仁酶所水解。2. 用用开勒（开勒（Klyne）经验公式）经验公式进行计算进行计算 D = D苷苷- D苷元苷元 计算结果与单糖的一对甲苷（计算结果与单糖的一对甲苷（ -、-）的分子比）的分子比旋光度相比较旋光度相比较:若与若与 -甲苷接近，则该苷键构型为甲苷接近，则该苷键构型为 -构型构型若与若与-甲苷接近，则

54、该苷键构型为甲苷接近，则该苷键构型为-构型构型13C-NMR谱：谱： （1）利用端基碳原子的）利用端基碳原子的判断苷键构型：判断苷键构型： 除除D-甘露糖、甘露糖、L-鼠李糖外，绝大多数单糖甲苷，鼠李糖外，绝大多数单糖甲苷， 其其 -型与型与-型的型的相差相差4ppm. （2）利用端基碳原子）利用端基碳原子与端基质子的偶合常数与端基质子的偶合常数判断苷键构判断苷键构型：型： -甲苷甲苷 JC1-H1170Hz -甲苷甲苷JC1-H1160Hz 10ppmOORHHOHOORHHOH18060。-D-glucose-D-glucoseC1-HC2-H近180 （双面角）J=68 Hz。C1-HC

55、2-H近60（双面角）J=24 Hz。 OORHOHHOOROHHH-D-甘露糖-D-甘露糖C1-HC2-H都约为60（ 双面角）。所以无法从 J值判断构型OORMeHOHHOORMeHOHHC1-HC2-H都约为60（ 双面角）-L-鼠李糖-L-鼠李糖所 以 无 法 从 J值 判 断 构 型再如：再如：1H-NMR谱：利用端基质子偶合常数的大小判断苷键构型谱：利用端基质子偶合常数的大小判断苷键构型依据依据相邻碳原子上质子偶合常数的大小与二者之间的立体夹角有关相邻碳原子上质子偶合常数的大小与二者之间的立体夹角有关H-2为为a键的糖键的糖（葡萄糖、木糖、半乳糖）（葡萄糖、木糖、半乳糖）H-2为为e键的糖键的糖 （鼠李糖、甘露糖）（鼠李糖、甘露糖） -苷键苷键J12 = 23.5Hz (Jae、60 ) -苷键苷键J12= 69Hz