第二章糖和苷天然药物化学课件.ppt

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1、第二章糖和苷天然药物化学第1页，此课件共61页哦n n味：苷类一般是无味的，但也有很苦的和有甜味的，如甜菊苷(stevioside),(stevioside),是从甜叶菊的叶子中提取得到的，属于贝壳杉烷型四环二萜的多糖苷，比蔗糖甜300300倍，临床上用于糖尿病患者作甜味剂用，无不良反应。n n色：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。第2页，此课件共61页哦二、溶解性二、溶解性n n化合物糖苷化以后，由于糖的引入，结构中增加了亲化合物糖苷化以后，由于糖的引入，结构中增加了亲水性的羟基，因而亲水性增强。水性的羟基，因而亲水性增强。n n苷类的亲水性与糖基的数目有密切的关系，

2、往往随着苷类的亲水性与糖基的数目有密切的关系，往往随着糖基的增多而增大，大分子苷元的苷元（如甾醇等）糖基的增多而增大，大分子苷元的苷元（如甾醇等）的单糖苷常可溶解于低极性的有机溶剂，如果糖基增的单糖苷常可溶解于低极性的有机溶剂，如果糖基增多，则苷元占的比例相应变小，亲水性增加，在水中多，则苷元占的比例相应变小，亲水性增加，在水中的溶解度也就增加。的溶解度也就增加。n n因此，用不同极性的溶剂顺次提取药材时，在各提取因此，用不同极性的溶剂顺次提取药材时，在各提取部分都有发现苷类化合物的可能。部分都有发现苷类化合物的可能。n n碳苷与氧苷不同，无论在水中还是在其他溶剂中溶解度碳苷与氧苷不同，无论在

3、水中还是在其他溶剂中溶解度一般都较小。一般都较小。第3页，此课件共61页哦三、旋光性三、旋光性n n多数苷类化合物呈左旋，但水解后，由于生成的糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋。n n因此，比较水解前后旋光性的变化，也可以用以检识苷类化合物的存在。但必须注意，有些低聚糖或多糖的分子也都有类似的性质，因此一定要在水解产物中肯定苷元的有无，才能判断苷类的存在。第4页，此课件共61页哦(二二)化学性质化学性质n n一、氧化反应：一、氧化反应：n n单糖分子中有醛单糖分子中有醛(酮酮)、醇羟基和邻二醇等结构，均可、醇羟基和邻二醇等结构，均可以与一定的氧化剂发生氧化反应，一般都无选择性。以与一定的氧化剂发

4、生氧化反应，一般都无选择性。但过碘酸和四醋酸铅的选择性较高，一般只作用于邻但过碘酸和四醋酸铅的选择性较高，一般只作用于邻二羟基上。以过碘酸氧化反应为例：二羟基上。以过碘酸氧化反应为例：n n(1)(1)过碘酸反应的基本方式：过碘酸反应的基本方式：作用缓和，选择性高，限于同邻二醇、-氨基醇、氨基醇、-羟基醛(酮)、邻二酮、邻二酮和某些活性次甲基上，基本反应如下：和某些活性次甲基上，基本反应如下：第5页，此课件共61页哦第6页，此课件共61页哦(2)糖的裂解第7页，此课件共61页哦(3)作用机理n n先生成五元环状酯的中间体。在酸性或碱性介质中，先生成五元环状酯的中间体。在酸性或碱性介质中，过碘酸

5、以一价的过碘酸以一价的H2IO5（水合离子）作用。结构式见书P73P73。n n上述机理可以解释在弱酸或中性介质中，顺式上述机理可以解释在弱酸或中性介质中，顺式1,2-1,2-二二元醇比反式的反应快得多，因为顺式结构有利于五元元醇比反式的反应快得多，因为顺式结构有利于五元环中间体的形成。环中间体的形成。n n在连续有三个邻羟基的化合物中，如有一对顺式的邻羟在连续有三个邻羟基的化合物中，如有一对顺式的邻羟基的，就比三上互为反式的容易氧化得多，故对同样的基的，就比三上互为反式的容易氧化得多，故对同样的六碳吡喃糖苷，半乳糖和甘露糖苷的氧化速率比葡萄糖六碳吡喃糖苷，半乳糖和甘露糖苷的氧化速率比葡萄糖苷

6、高。如书中苷高。如书中P73 结构A,B,CA,B,C所示。所示。第8页，此课件共61页哦n n另外，有些结构刚性较强，使得反式邻二醇固定在另外，有些结构刚性较强，使得反式邻二醇固定在环的两侧而无扭转的可能，此时虽有邻二醇也不能环的两侧而无扭转的可能，此时虽有邻二醇也不能发生过碘酸反应。因此，对阴性结果的判断应慎重。发生过碘酸反应。因此，对阴性结果的判断应慎重。n n(4)应用：对糖的结构的推测，如糖和苷中氧环的形式，对糖的结构的推测，如糖和苷中氧环的形式，碳原子的构型，多糖中糖的连接位置，和聚合度的碳原子的构型，多糖中糖的连接位置，和聚合度的决定，都有很大的用处。决定，都有很大的用处。第9页

7、，此课件共61页哦二、糠醛形成反应：二、糠醛形成反应：n n单糖的浓酸单糖的浓酸(410N)(410N)作用下，失三分子水，生成具有呋作用下，失三分子水，生成具有呋喃环结构的糠醛类化合物。多糖则在矿酸存在下先水喃环结构的糠醛类化合物。多糖则在矿酸存在下先水解成单糖，再脱水生成同样的产物。由五碳糖生成的解成单糖，再脱水生成同样的产物。由五碳糖生成的是糠醛（是糠醛（R=HR=H），甲基五碳糖生成的是），甲基五碳糖生成的是5-甲糠醛甲糠醛（R=Me)，六碳糖生成的是5-5-羟甲糠醛(R=CH2OH)(R=CH2OH)。n n糠醛衍生物和许多芳胺、酚类可缩合成有色物质，可糠醛衍生物和许多芳胺、酚类可缩

8、合成有色物质，可用于糖的显色和检出。如用于糖的显色和检出。如MolishMolish试剂是浓硫酸和试剂是浓硫酸和-萘酚。第10页，此课件共61页哦第四节第四节、苷键的裂解n n苷键的裂解反应是一类研究多糖和苷类化合物的重要苷键的裂解反应是一类研究多糖和苷类化合物的重要反应。通过该反应，可以使苷键切断，从而更方便地反应。通过该反应，可以使苷键切断，从而更方便地了解苷元的结构、所连糖的种类和组成、苷元与糖的了解苷元的结构、所连糖的种类和组成、苷元与糖的连接方式、糖与糖的连接方式。常用的方法有酸水解、连接方式、糖与糖的连接方式。常用的方法有酸水解、碱水解、酶水解、氧化开裂等。碱水解、酶水解、氧化开裂

9、等。n n一、酸催化水解：一、酸催化水解：一、酸催化水解：一、酸催化水解：苷键属于缩醛结构，易为稀酸催化水解。反应一般在水或稀醇溶液中进行。常用的酸有HCl,HCl,HCl,HCl,H H H H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4,乙酸和甲酸等。乙酸和甲酸等。反应的机理是：苷原子先质子化，然后断裂生成苷反应的机理是：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。元和阳碳离子或半椅式的中间体，在水中溶剂化而成糖。以氧苷为例，其机理为：以氧苷为例，其机理为：第11页，此课件共61页哦n n由上述机理可以看出，影响水解难易程度的关键因素由上述机理可以看出，

10、影响水解难易程度的关键因素在于苷键原子的质子化是否容易进行，有利于苷原子在于苷键原子的质子化是否容易进行，有利于苷原子质子化的因素，就可使水解容易进行。主要包括两个质子化的因素，就可使水解容易进行。主要包括两个方面的因素：方面的因素：n n(1)(1)苷原子上的电子云密度n n(2)苷原子的空间环境第12页，此课件共61页哦n n具体到化合物的结构，则有以下规律：n n(1)(1)按苷键原子的不同，酸水解难易程度按苷键原子的不同，酸水解难易程度为：为：N-N-苷苷O-O-苷苷S-S-苷苷C-C-苷苷 原因：N最易接受质子，而C上无未共享电子对，不能质子化。n n(2)(2)呋喃糖苷较吡喃糖苷易

11、水解，水解速呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解，水解速率大率大5010050100倍。倍。原因：呋喃环平面性，各键重叠，张力大。图n n(3)(3)酮糖较醛糖易水解。酮糖较醛糖易水解。原因：酮糖多呋喃环结构，且端基上接大基团-CH2OH。图第13页，此课件共61页哦n n(4)(4)吡喃糖苷中，吡喃环吡喃糖苷中，吡喃环C5C5上的取代基越上的取代基越大越难水解，故有：五碳糖大越难水解，故有：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-COOH-COOH的糖的糖 原因：吡喃环C5上的取代基对质子进攻有立体阻碍。(5)2-(5)2-去氧糖去氧糖2-2-羟基糖羟基糖2-2-氨基糖氨基

12、糖 原因：2位羟基对苷原子的吸电子效应及2位氨基对质子的竞争性吸引第14页，此课件共61页哦n n(6)(6)芳香属苷（如酚苷）因苷元部分有供芳香属苷（如酚苷）因苷元部分有供电子结构，水解比脂肪属苷（如萜苷、电子结构，水解比脂肪属苷（如萜苷、甾苷等）容易得多。甾苷等）容易得多。某些酚苷，如蒽醌苷、香豆素苷不用酸，只加热也可能水解。即芳香苷脂肪苷n n原因：苷元的供电子效应使苷原子的电子云密度增大。第15页，此课件共61页哦n n(7)(7)苷元为小基团者，苷键横键的比苷键竖苷元为小基团者，苷键横键的比苷键竖键的易于水解键的易于水解，因为横键上原子易于质子化；苷元为大基团者，苷键竖键的比苷键苷元

13、为大基团者，苷键竖键的比苷键横键的易于水解横键的易于水解，这是由于苷的不稳定性促使水解。n n原因：小苷元在竖键时，环对质子进攻有立体阻碍。第16页，此课件共61页哦n n（8 8）N-N-苷易接受质子，但当苷易接受质子，但当N N处于酰胺或处于酰胺或嘧啶位置时，嘧啶位置时，N-N-苷也难于用矿酸水解。苷也难于用矿酸水解。n n原因：吸电子共轭效应，减小了N NN N上的电子云n n密度。密度。n n例：例：P78 P78 P78 P78 朱砂莲苷酰胺n n注意：对酸不稳定的苷元，为了防止水解引起皂元注意：对酸不稳定的苷元，为了防止水解引起皂元结构的改变，可用两相水解反应。（例仙客来皂苷结构的

14、改变，可用两相水解反应。（例仙客来皂苷的水解的水解P79 P79 P79 P79）第17页，此课件共61页哦二、乙酰解反应二、乙酰解反应二、乙酰解反应二、乙酰解反应n n在多糖苷的结构研究中，为了确定糖与糖之间的连接在多糖苷的结构研究中，为了确定糖与糖之间的连接位置常应用乙酰解开裂一部分苷键，保留另一部分位置常应用乙酰解开裂一部分苷键，保留另一部分苷键，然后用薄层或气相色谱鉴定在水解产物中得到苷键，然后用薄层或气相色谱鉴定在水解产物中得到的乙酰化单糖和乙酰化低聚糖。的乙酰化单糖和乙酰化低聚糖。n n反应用的试剂为乙酸酐与不同酸的混合液，常用反应用的试剂为乙酸酐与不同酸的混合液，常用的酸有硫酸、

15、高氯酸或的酸有硫酸、高氯酸或LewisLewisLewisLewis酸酸(如氯化锌、三氟化如氯化锌、三氟化硼等硼等)。n n乙酰解的反应机理与酸催化水解相似，它是以乙酰解的反应机理与酸催化水解相似，它是以CH3CO+CH3CO+CH3CO+CH3CO+为进攻基团。为进攻基团。第18页，此课件共61页哦n n苷发生乙酰解的速度与糖苷键的位置有关。如果在苷键的邻位有可乙酰化的羟基，则由于电负性，可使乙酰解的速度减慢。n n从二糖的乙酰解速率可以看出，苷键的乙酰解一般以以以以1-61-61-61-6苷键最易断裂，其次为苷键最易断裂，其次为1-41-4苷键和苷键和苷键和苷键和1-31-31-31-3苷

16、键，苷键，苷键，苷键，而以而以而以而以1-21-21-21-2苷键最难开裂苷键最难开裂苷键最难开裂苷键最难开裂。n n下列为一种五糖苷的乙酰解过程，其分子组成中含下列为一种五糖苷的乙酰解过程，其分子组成中含有有D-D-木糖、D-葡萄糖、D-鸡纳糖和D-D-葡萄糖葡萄糖-3-甲甲醚。当用醋酐醚。当用醋酐-ZnCl2-ZnCl2乙酰解后，乙酰解后，TLCTLC检出了单糖、检出了单糖、四糖和三糖的乙酰化物，并与标准品对照进行鉴四糖和三糖的乙酰化物，并与标准品对照进行鉴定，由此可推出苷分子中糖的连接方式。定，由此可推出苷分子中糖的连接方式。第19页，此课件共61页哦第20页，此课件共61页哦n n乙酰

17、化反应的操作较为简单，条件较温和。乙酰化反应的操作较为简单，条件较温和。n n一般可将苷类溶于醋酐或醋酐与冰醋酸的混合液一般可将苷类溶于醋酐或醋酐与冰醋酸的混合液中，加入中，加入3一一5 5量的浓硫酸，在室温下放置111010天，将反应液倒入冰水中并以碳酸氢钠中和至天，将反应液倒入冰水中并以碳酸氢钠中和至pH34pH34，再用氯仿萃取其中的乙酰化糖，然后通，再用氯仿萃取其中的乙酰化糖，然后通过柱色谱分离，就可获得单一的成分，这些单一过柱色谱分离，就可获得单一的成分，这些单一成分再用成分再用TLC或GCGC进行鉴定。进行鉴定。第21页，此课件共61页哦三、碱催化水解三、碱催化水解三、碱催化水解三

18、、碱催化水解n n一般的苷对碱是稳定的，不易被碱催化水解，故多数苷一般的苷对碱是稳定的，不易被碱催化水解，故多数苷是采用稀酸水解。但是，酯苷、酚苷、氰苷、烯醇苷和是采用稀酸水解。但是，酯苷、酚苷、氰苷、烯醇苷和-吸电子基取代的苷易为碱所水解吸电子基取代的苷易为碱所水解,如藏红花苦苷、靛苷、如藏红花苦苷、靛苷、蜀黍苷都都可为碱所水解。但有时得到的是脱水苷元。蜀黍苷都都可为碱所水解。但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：n n原因：其中藏红花苦苷苷键的邻位碳原子上有受吸原因：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电子基团活化

19、的氢原子，当用碱水解时引起消除反应而生成双烯结构。应而生成双烯结构。第22页，此课件共61页哦四、酶催化水解四、酶催化水解四、酶催化水解四、酶催化水解n n酶水解的优点:专属性高专属性高专属性高专属性高,条件温和条件温和.(P83).用酶水解苷用酶水解苷键可以获知苷键的构型，可以保持苷元的结构不变，键可以获知苷键的构型，可以保持苷元的结构不变，还可以保留部分苷键得到次级苷或低聚糖，以便获知还可以保留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。苷元和糖、糖和糖之间的连接方式。n n酶降解反应的效果取决于酶的纯度以及对酶的专一性的酶降解反应的效果取决于酶的纯度以及对酶的专一

20、性的认识认识.例例P83 P83 n n转化糖酶转化糖酶转化糖酶转化糖酶-水解水解水解水解-果糖苷键果糖苷键果糖苷键果糖苷键n n麦芽糖酶麦芽糖酶-水解水解水解水解-葡萄糖苷键葡萄糖苷键葡萄糖苷键葡萄糖苷键n n杏仁苷酶杏仁苷酶杏仁苷酶杏仁苷酶-水解水解水解水解-葡萄糖苷键葡萄糖苷键葡萄糖苷键葡萄糖苷键,专属性较低专属性较低专属性较低专属性较低n n纤维素酶纤维素酶-水解水解水解水解-葡萄糖苷键葡萄糖苷键n n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。第23页，此课件共61页哦五、过碘酸裂解反应五、过碘酸裂解反应五、过碘酸裂解反应五、过碘酸裂解反应n n用过碘酸氧化1,2-1

21、,2-二元醇的反应可以用于苷键的水解,称为SmithSmith裂解,是一种温和的水解方法.n n适用的情况:苷元结构不稳定,C-,C-苷不适用的情况:苷元上也有1,2-1,2-二元醇n n反应的基本方法:第24页，此课件共61页哦应用于碳苷的情况应用于碳苷的情况:第25页，此课件共61页哦该反应的应用该反应的应用:n n苷元不稳定的苷苷元不稳定的苷,以及碳苷用此法进行水解以及碳苷用此法进行水解,可得到可得到完整的苷元完整的苷元,这对苷元的研究具有重要的意义这对苷元的研究具有重要的意义.n n此外此外,从降解得到的多元醇,还可确定苷中糖的类型.如联有葡萄糖如联有葡萄糖,甘露糖甘露糖,半乳糖或果糖

22、的C-苷经过降苷经过降解后解后,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-C-苷经过降解后苷经过降解后,其降解产物中有乙二醇;而联有鼠李而联有鼠李糖糖,夫糖或鸡纳糖的夫糖或鸡纳糖的C-苷经过降解后苷经过降解后,其降解产物中应有丙二醇.第26页，此课件共61页哦第27页，此课件共61页哦第五节第五节、糖的NMR特征n nNMR技术的发展，使得苷类化合物的结构鉴定比较容易进行。n n糖和苷类化合物NMR谱解析的难点：1 信号分布范围窄；2 偶合关系复杂。第28页，此课件共61页哦一、糖的1HNMR特征n n化学位移规律：化学位移规律：n n端基质子：端基质

23、子：4.36.0ppm4.36.0ppmn n特点：比较容易辨认特点：比较容易辨认n n用途：用途：1 1 确定糖基的个数确定糖基的个数2 2 确定糖基的种类3 2D-NMR3 2D-NMR谱上糖信号的归属4 糖的位置的判断第29页，此课件共61页哦第30页，此课件共61页哦第31页，此课件共61页哦n n甲基质子：甲基质子：1.0ppm1.0ppmn n特点：比较容易辨认特点：比较容易辨认n n用途：用途：1 1 确定甲基五碳糖的个数确定甲基五碳糖的个数2 2 确定甲基五碳糖的种类确定甲基五碳糖的种类3 3 确定甲基五碳糖的位置确定甲基五碳糖的位置4 2D-NMR4 2D-NMR谱上甲基五碳

24、糖信号的谱上甲基五碳糖信号的归属归属n n其余质子信号：其余质子信号：3.24.2ppm3.24.2ppmn n特点特点:信号集中信号集中,难以解析难以解析n n归属归属:往往需借助往往需借助2D-NMR2D-NMR技技术术.第32页，此课件共61页哦n n偶合常数：与两面角有关偶合常数：与两面角有关偶合常数：与两面角有关偶合常数：与两面角有关n n两面角两面角9090度度 J=0HzJ=0HzJ=0HzJ=0Hz；n n两面角两面角0 0 0 0或或180180180180度 J8HzJ8HzJ8HzJ8Hz；n n两面角两面角60606060度度 J4HzJ4HzJ4HzJ4Hzn n对于

25、糖质子对于糖质子n n当当2-H2-H2-H2-H为直立键时，为直立键时，1 1 1 1位苷键的取向不同，位苷键的取向不同，1-H1-H1-H1-H与与2-H2-H2-H2-H的的两面角不同，偶合常数亦不同：两面角不同，偶合常数亦不同：n n-D-D-D-D-和和-L-L-L-L-型糖的型糖的1-H1-H1-H1-H和和2-H2-H2-H2-H键为双直立键，键为双直立键，=180=180=180=180，J=68HzJ=68HzJ=68HzJ=68Hzn n-D-D-D-D-和-L-L-L-L-型糖的型糖的1-H1-H1-H1-H为平伏键，2-H2-H2-H2-H双直立键，双直立键，=60=6

26、0，J=24HzJ=24HzJ=24HzJ=24Hz第33页，此课件共61页哦n n因此，六碳醛糖的优势构象为C1C1型，其中型，其中C2C2C2C2构型与构型与D-D-D-D-葡萄糖相同的D-D-D-D-半乳糖、D-D-D-D-阿洛糖的优势构象中2-H2-H2-H2-H均为直立键，其成均为直立键，其成 苷键时，端基质子与苷键时，端基质子与2-H2-H的偶合常的偶合常数均为数均为4Hz4Hz4Hz4Hz左右；而当其成左右；而当其成苷时，端基质子与苷时，端基质子与2-H2-H的偶合的偶合常数均为常数均为8Hz8Hz8Hz8Hz左右。左右。第34页，此课件共61页哦n n例如：例如：-D-D-葡萄

27、糖和-D-D-D-D-葡萄糖的混合物在氢谱上显示两个端基质子信号，不仅化学位移有差别，偶合常数差别也很明显。其中-D-D-D-D-葡萄糖的端基质葡萄糖的端基质子信号为子信号为 4.64.64.64.6，J=8HzJ=8HzJ=8HzJ=8Hz。而。而-D-D-D-D-葡萄糖的端基质子信葡萄糖的端基质子信号为号为 5.25.25.25.2，J=4HzJ=4Hz。第35页，此课件共61页哦n n但是当但是当2-H2-H为平伏键的情况下，为平伏键的情况下，1-H1-H1-H1-H无论处于平伏键无论处于平伏键还是直立键，与还是直立键，与2-H2-H的两面夹角均约6060度，故不能度，故不能用该法判断苷

28、键构型。用该法判断苷键构型。n n因此，六碳醛糖中因此，六碳醛糖中C2C2C2C2构型与葡萄糖不一致的D-D-D-D-甘露甘露糖的苷键，就不能用端基质子的偶合常数来判断其构糖的苷键，就不能用端基质子的偶合常数来判断其构型。型。第36页，此课件共61页哦n n例如：-D-D-甘露糖和-D-D-甘露糖的混合物在氢谱上虽显示两个端基质子信号，化学位移有差别，但偶合常数差别很不明显。第37页，此课件共61页哦n n同样，甲基五碳糖中的同样，甲基五碳糖中的L-L-L-L-鼠李糖的鼠李糖的C2C2构型虽与构型虽与D-D-葡葡萄糖相同，但其优势构象为萄糖相同，但其优势构象为1C1C1C1C式，式，2-H2-

29、H2-H2-H为平伏键，其苷键的构型亦不能用该方法判断。第38页，此课件共61页哦n n对于这类糖的苷，可以利用糖苷的1-H1-H的化学位移不同来区别。另外，用门控偶技术可以得到端基质子和端基碳的偶合常数，即1JC1-H11JC1-H1来区别。如吡喃糖苷的1-H1-H是横键质子(-苷键)时，该J J值为170Hz170Hz，而1-H1-H是竖键质子(-苷键)时，该J J值为160Hz160Hz。(见教材P89P89）第39页，此课件共61页哦二、糖的13CNMR特征n n糖上碳信号可分为几类，大致范围为：n n1.CH3 18ppm 1.CH3 18ppm 1.CH3 18ppm 1.CH3

30、18ppm 甲基五碳糖的甲基五碳糖的C6C6C6C6，一般有几个信号，一般有几个信号(扣扣除苷元中的甲基除苷元中的甲基)可表示有几个甲基五碳糖存在。可表示有几个甲基五碳糖存在。n n2.CH2OH 62ppm C52.CH2OH 62ppm C5或或C6C6C6C6n n3.CHOH 7085ppm 3.CHOH 7085ppm 糖氧环上的糖氧环上的C2C4C2C4C2C4C2C4n n4.-O-CH-O-98100ppm 4.-O-CH-O-98100ppm 4.-O-CH-O-98100ppm 4.-O-CH-O-98100ppm 端基端基C1C1C1C1或或C2,C2,，n n在此范围内

31、有几个信号可视为有几种糖存在于糖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。链的重复单位中。第40页，此课件共61页哦n n一般来说，碳原子上有一般来说，碳原子上有-OH-OH-OH-OH的较带的较带-OH-OH的，信号较的，信号较在高场处。如具有在高场处。如具有C1C1C1C1构象的构象的D-D-葡萄糖苷的端基碳信葡萄糖苷的端基碳信号，号，-型的为97101971019710197101，而，而-型的为103106ppm103106ppm103106ppm103106ppm，便，便此可区别此可区别-和和-异构体。异构体。第41页，此课件共61页哦三、苷化位移n n概念：概念：(

32、见教材见教材)n n1.1.苷化位移值和苷元的结构有关，与糖苷化位移值和苷元的结构有关，与糖的种类无关。的种类无关。第42页，此课件共61页哦n n2.2.苷元若为链状结构，端基碳的苷化位移随着苷元为伯、仲、叔基而递减，但对苷元的碳和碳的苷化位移影响不大，n n例如：同为葡萄糖的苷，苷元不同，其苷化位移范围(ppm)(ppm)为第43页，此课件共61页哦n n3.3.3.3.苷元为环醇时的苷化位移规律苷元为环醇时的苷化位移规律n n（教材（教材P9091）n n若羟基的若羟基的 位无烷基取代，则位无烷基取代，则 碳与端基碳的苷化位碳与端基碳的苷化位移值与开链的仲醇相似。如果羟基的移值与开链的仲

33、醇相似。如果羟基的位有烷基取代，那么 碳和端基碳的苷化位移与苷元的碳和端基碳的苷化位移与苷元的 碳的碳的手性及糖的端基手性都有关系。手性及糖的端基手性都有关系。n n具体可分为两种情况：具体可分为两种情况：n n1)1)1)1)苷元的苷元的 碳的手性及糖的端基手性R R或或S S S S，即二者，即二者相同，则相同，则碳与端基碳的苷化位移值与碳与端基碳的苷化位移值与位无烷基取位无烷基取代的环醇时相同，即与开链的仲醇相似，即代的环醇时相同，即与开链的仲醇相似，即5ppm5ppm5ppm5ppm左左右。右。第44页，此课件共61页哦n n2)2)苷元的碳的手性及糖的端基手性不相同，则碳与端基碳的苷

34、化位移值比位无烷基取代的环醇相应的碳的苷化位移大3.5ppm3.5ppm左右，即大约10ppm10ppm。n n3)3)同五异十其余七：n n4)4)同小异大：指碳n n5)5)酯苷和酚苷：特殊，-C-C向高场位移。第45页，此课件共61页哦第六节第六节 糖链结构的测定糖链结构的测定n n多糖的结构测定与常见天然产物有许多不同之处多糖的结构测定与常见天然产物有许多不同之处,本节不做详本节不做详细介绍细介绍.天然产物中的苷类成分多为固体化合物其结构天然产物中的苷类成分多为固体化合物其结构鉴定应通过以下各项程序进行：鉴定应通过以下各项程序进行：n n一、纯度的测定一、纯度的测定一、纯度的测定一、纯

35、度的测定n nTLCTLCTLCTLC，熔点，色谱鉴别，熔点，色谱鉴别n n二、分子量及分子式的测定二、分子量及分子式的测定二、分子量及分子式的测定二、分子量及分子式的测定n n近年来广泛应用质谱分析的方法则定分子量和分子式。苷近年来广泛应用质谱分析的方法则定分子量和分子式。苷类化合物一般极性较大，无挥发性，遇热气化时易于分解，类化合物一般极性较大，无挥发性，遇热气化时易于分解，采用电子轰击质谱采用电子轰击质谱(EIMS)(EIMS)(EIMS)(EIMS)常常不能获得分子离子峰。常常不能获得分子离子峰。n n现多采用现多采用化学电离质谱化学电离质谱(CI-MS)(CI-MS)(CI-MS)(

36、CI-MS)、场解吸质谱、场解吸质谱(FD-MS)(FD-MS)(FD-MS)(FD-MS)、快原子、快原子轰击质谱轰击质谱(FAB-MS)(FAB-MS)(FAB-MS)(FAB-MS)和电喷雾质谱和电喷雾质谱(ESI-MS)(ESI-MS)(ESI-MS)(ESI-MS)等方法来获得分子离等方法来获得分子离子蜂，尤其是子蜂，尤其是ESI-MSESI-MSESI-MSESI-MS及及FAB-MSFAB-MSFAB-MSFAB-MS两种质谱法更是目前测定苷两种质谱法更是目前测定苷类分子量常用的方法。类分子量常用的方法。第46页，此课件共61页哦电喷雾质谱(ESI-MS)(ESI-MS)的基本原

37、理 ESIESI是在毛细管的出口处施加一高电压，所产生的高电是在毛细管的出口处施加一高电压，所产生的高电场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴，随着溶剂场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴，随着溶剂蒸发，液滴表面积缩小，导致分析物以单电荷或多电荷离子蒸发，液滴表面积缩小，导致分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气相。的形式进入气相。电喷雾离子化的特点是产生多电荷离子而不是碎片离子，电喷雾离子化的特点是产生多电荷离子而不是碎片离子，使质量电荷比降低到多数质量分析仪都可以检测的范围，因使质量电荷比降低到多数质量分析仪都可以检测的范围，因而大大扩张了分子量的分析范围。而大大扩张了分子量的分

38、析范围。离子的真实分子量可以根据质荷比及所带电荷数计算出，离子的真实分子量可以根据质荷比及所带电荷数计算出，一般由计算机软件完成。电喷雾质谱可忍受少量的盐和缓冲一般由计算机软件完成。电喷雾质谱可忍受少量的盐和缓冲液，但盐和缓冲液的存在会使仪器的灵敏度降低。电喷雾质液，但盐和缓冲液的存在会使仪器的灵敏度降低。电喷雾质谱的优点是它可以方便地与多种分离技术联用，如液质联用谱的优点是它可以方便地与多种分离技术联用，如液质联用和毛细管电泳和毛细管电泳-质谱联用等。质谱联用等。第47页，此课件共61页哦n n三、组成苷的苷元和单糖的鉴定三、组成苷的苷元和单糖的鉴定三、组成苷的苷元和单糖的鉴定三、组成苷的苷

39、元和单糖的鉴定n n将苷用稀酸或酶进行水解，使生成苷元和各种单糖，然后再对这将苷用稀酸或酶进行水解，使生成苷元和各种单糖，然后再对这些水解产物进行签定。些水解产物进行签定。n n(一一)苷元的结构鉴定苷元的结构鉴定n n苷元的结构类型不一，需要通过某些化学反应先确定其苷元的结构类型不一，需要通过某些化学反应先确定其结构类型和基本母核结构，再按照所属类型分别进行研结构类型和基本母核结构，再按照所属类型分别进行研究，其方法将在有关章节中逐一介绍。究，其方法将在有关章节中逐一介绍。n n(二二)组成苷中糖的种类鉴定组成苷中糖的种类鉴定n n通常采用通常采用PCPCPCPC、TLCTLCTLCTLC等

40、方法对水解液进行鉴定，也可以直接通等方法对水解液进行鉴定，也可以直接通过解析苷的或二维过解析苷的或二维NMRNMRNMRNMR谱进行鉴定。谱进行鉴定。n n糖类的糖类的PCPCPCPC常用的展开剂大多为含水的溶剂系统，如正丁常用的展开剂大多为含水的溶剂系统，如正丁醇醇-醋酸醋酸-水水(4:1:5)(4:1:5)(4:1:5)(4:1:5)，EtOAc-EtOAc-EtOAc-EtOAc-吡啶吡啶-水水(2:1:2)(2:1:2)(2:1:2)(2:1:2)等，其等，其RfRfRfRf值与溶剂值与溶剂的含水量有关，因此配制展开剂时必须注意，尤其对于的含水量有关，因此配制展开剂时必须注意，尤其对于

41、三元组成的展开刑，其混合比例更应力求正确，并需用三元组成的展开刑，其混合比例更应力求正确，并需用标准品同时点样作为对照。标准品同时点样作为对照。第48页，此课件共61页哦n n糖类的糖类的TLCTLCTLCTLC常选用硅胶薄层，由于糖的极性强，一般点样量不能大常选用硅胶薄层，由于糖的极性强，一般点样量不能大于于5ug5ug5ug5ug，但这一缺点在用硼酸溶液或一些无机盐的水溶液代替，但这一缺点在用硼酸溶液或一些无机盐的水溶液代替水调制吸附剂进行铺板，就能显著提高上样量，并改善分离效水调制吸附剂进行铺板，就能显著提高上样量，并改善分离效果。制备这种硅胶薄层时，所用的盐一般是强碱弱酸果。制备这种硅

42、胶薄层时，所用的盐一般是强碱弱酸(或中强酸或中强酸)的盐，如的盐，如0.3mol/L0.3mol/L0.3mol/L0.3mol/L的磷酸氢二钠或磷酸二氢钠的水溶液。用的磷酸氢二钠或磷酸二氢钠的水溶液。用这种盐溶液制备的硅胶板分离糖时，其上样量可达这种盐溶液制备的硅胶板分离糖时，其上样量可达400500ug400500ug400500ug400500ug。糖类硅胶薄层色谱常用的展开剂为糖类硅胶薄层色谱常用的展开剂为正丁醇正丁醇正丁醇正丁醇-丙酮丙酮丙酮丙酮-水、正丁醇水、正丁醇水、正丁醇水、正丁醇-醋酸醋酸醋酸醋酸-水或正丁醇水或正丁醇水或正丁醇水或正丁醇-吡啶吡啶吡啶吡啶-水。水。水。水。n

43、 n糖的糖的PCPCPCPC或或TLCTLCTLCTLC所用的显色剂有些是相同的，其显色原理主要是所用的显色剂有些是相同的，其显色原理主要是利用糖的还原性或由于形成糖醛后引起的呈色反应。有些显色利用糖的还原性或由于形成糖醛后引起的呈色反应。有些显色剂不仅可以决定糖的斑点的位置，尚可区分其类型。剂不仅可以决定糖的斑点的位置，尚可区分其类型。常用的显常用的显常用的显常用的显色剂有苯胺色剂有苯胺色剂有苯胺色剂有苯胺-邻苯二甲酸试剂、三苯四氮盐试剂邻苯二甲酸试剂、三苯四氮盐试剂邻苯二甲酸试剂、三苯四氮盐试剂邻苯二甲酸试剂、三苯四氮盐试剂(TTC(TTC(TTC(TTC试剂试剂试剂试剂)、间苯、间苯、间

44、苯、间苯二酚二酚二酚二酚-盐酸试剂、双甲酮盐酸试剂、双甲酮盐酸试剂、双甲酮盐酸试剂、双甲酮-磷酸试剂等。磷酸试剂等。磷酸试剂等。磷酸试剂等。这些显色剂对不同的糖往这些显色剂对不同的糖往往显不同的颜色，如苯胺往显不同的颜色，如苯胺-邻苯二甲酸试剂对已醛糖和糖醛酸显邻苯二甲酸试剂对已醛糖和糖醛酸显棕色，对戊醛糖显红色。间苯二酚棕色，对戊醛糖显红色。间苯二酚-盐酸试剂对已醛糖显紫色，对盐酸试剂对已醛糖显紫色，对糖醛酸和戊醛糖显蓝色。糖醛酸和戊醛糖显蓝色。第49页，此课件共61页哦n n有些显色剂中含有硫酸，因此只能用于有些显色剂中含有硫酸，因此只能用于TLCTLCTLCTLC。例如茴。例如茴香醛香醛

45、-硫酸试剂、间苯二酚硫酸试剂、间苯二酚-硫酸试剂、硫酸试剂、-萘酚萘酚-硫酸硫酸试剂、百里酚试剂、百里酚-硫酸试剂、酚-硫酸试剂等。喷后一硫酸试剂等。喷后一般要在般要在100100100100左右加热数分钟至斑点显现。以CMC-NaCMC-Na为粘合剂的硅胶薄层，在使用含浓硫酸的为粘合剂的硅胶薄层，在使用含浓硫酸的显色剂时亦应注意加热的温度与时间。显色剂时亦应注意加热的温度与时间。n n利用近年发展起来的二维利用近年发展起来的二维NMRNMRNMRNMR谱，也可以有效地鉴谱，也可以有效地鉴定苷分子中糖的种类。如二维定苷分子中糖的种类。如二维1H-1H1H-1H1H-1H1H-1H相关谱相关谱(

46、1H-1H(1H-1H(1H-1H(1H-1H COSY)COSY)COSY)COSY)、1H-13C1H-13C1H-13C1H-13C相关谱相关谱(1H-13C COSY)(1H-13C COSY)(1H-13C COSY)(1H-13C COSY)等亦可用来等亦可用来鉴定苷中组成糖的种类。鉴定苷中组成糖的种类。第50页，此课件共61页哦n n(三三)苷中糖的数目的测定苷中糖的数目的测定n n利用利用PCPCPCPC或或TLCTLCTLCTLC法鉴定苷水解液中糖的种类，还可进一步采用光密法鉴定苷水解液中糖的种类，还可进一步采用光密度扫描法测定备单糖斑点的含量，算出各单糖的分子比，以推测度扫

47、描法测定备单糖斑点的含量，算出各单糖的分子比，以推测组成苷的糖的数目。组成苷的糖的数目。n n近年测定苷中糖的数目大多是通过光谱测定完成的。例如，近年测定苷中糖的数目大多是通过光谱测定完成的。例如，利用质谱测定苷和苷元的分子量，然后计算其差值，并由利用质谱测定苷和苷元的分子量，然后计算其差值，并由此求出糖的数目。利用氢谱，根据出现的糖端基质子的信此求出糖的数目。利用氢谱，根据出现的糖端基质子的信号数目来确定苷中糖分子的数目；或是将苷制成全乙酰化号数目来确定苷中糖分子的数目；或是将苷制成全乙酰化或全甲基化衍生物，根据在氢谱中出现的乙酰氧基或甲氧或全甲基化衍生物，根据在氢谱中出现的乙酰氧基或甲氧基

48、信号的数目，推测出所含糖的数目。常见的是利用碳谱，基信号的数目，推测出所含糖的数目。常见的是利用碳谱，根据出现的糖端基碳信号的数目根据出现的糖端基碳信号的数目(一般位于一般位于90 112ppm90 112ppm90 112ppm90 112ppm处处)，或者根据苷分子总的碳信号数目与苷元碳信号数目的差，或者根据苷分子总的碳信号数目与苷元碳信号数目的差值，推断出糖的数目。此外利用二维值，推断出糖的数目。此外利用二维1H-1H1H-1H1H-1H1H-1H相关谱和相关谱和1H-1H-1H-1H-13C13C13C13C相关谱，也是确定苷中糖的数目的有效方法。相关谱，也是确定苷中糖的数目的有效方法

49、。第51页，此课件共61页哦n n四、苷分子中苷元和糖、糖和糖之间连接位置的确定四、苷分子中苷元和糖、糖和糖之间连接位置的确定n n(一一)苷元和糖之间连接位置的确定苷元和糖之间连接位置的确定n n以前通过分析由化学降解或酶解得到的产物来确定糖与苷以前通过分析由化学降解或酶解得到的产物来确定糖与苷元之间的连接位置，现在这种方法逐渐被元之间的连接位置，现在这种方法逐渐被NMRNMRNMRNMR谱的解析所谱的解析所取代。取代。n n13C-NMR13C-NMR13C-NMR13C-NMR谱是确定苷元与糖之间连接位置的有效方法。谱是确定苷元与糖之间连接位置的有效方法。在碳谱中，苷元羟基因与糖结合成苷

50、，故可产生苷化位在碳谱中，苷元羟基因与糖结合成苷，故可产生苷化位移。利用苷化位移规律，将苷和苷元的碳谱相比较，就移。利用苷化位移规律，将苷和苷元的碳谱相比较，就可以很容易地辨别出苷元的哪个碳原子与糖相连接。可以很容易地辨别出苷元的哪个碳原子与糖相连接。n n近年二维近年二维NOENOENOENOE相关谱和远程同核相关谱和远程同核(或异核或异核)相关谱相关谱(如如13C-1H 13C-1H 13C-1H 13C-1H COSYCOSYCOSYCOSY及及HMBCHMBCHMBCHMBC谱谱)等技术亦广泛用于确定苷元的连糖位置。等技术亦广泛用于确定苷元的连糖位置。第52页，此课件共61页哦n n(