天然产物化学糖苷PPT课件.ppt
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1、关于天然产物化学糖苷第一张,PPT共七十二页,创作于2022年6月1糖糖的的端端基基碳碳与与苷苷元元分分子子中中的的OH、COOH、SH、NH2脱水,形成不同的脱水,形成不同的苷键。苷键。例如葡萄糖苷(例如葡萄糖苷(D-Glu)。)。第二张,PPT共七十二页,创作于2022年6月23.1 3.1 单糖的立体化学单糖的立体化学 单糖结构的三种表示方法单糖结构的三种表示方法 Fischer Fischer投影式投影式 HaworthHaworth投影式投影式 优势构象式优势构象式第三张,PPT共七十二页,创作于2022年6月3D-葡萄糖葡萄糖(D-glucose)1 12 23 34 45 56
2、6FischerFischer投影式投影式RRRS第四张,PPT共七十二页,创作于2022年6月4将分子结构投影到纸面上,横线与竖线的交叉点表示碳原子;将分子结构投影到纸面上,横线与竖线的交叉点表示碳原子;碳碳链链尽尽量量放放在在垂垂直直方方向向上上,命命名名中中编编号号最最小小的的碳碳原原子子置置于于上上端端,其他基团放在水平方向上;其他基团放在水平方向上;垂垂直直方方向向碳碳链链指指向向纸纸面面后后方方,水水平平方方向向碳碳链链指指向向纸纸面面前前方方(横横前竖后前竖后););投影式只能在纸面上旋转投影式只能在纸面上旋转(180(180n)n),不能脱离纸面翻转;不能脱离纸面翻转;投影式中
3、的基团两两交换的次数不能是奇数投影式中的基团两两交换的次数不能是奇数FischerFischer投影式投影式第五张,PPT共七十二页,创作于2022年6月5糖糖在在水水溶溶液液中中主主要要是是以以环环状状半半缩缩醛醛或或半半缩缩酮酮的形式存在。的形式存在。HaworthHaworth投影式投影式-D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D-D-呋喃葡萄糖呋喃葡萄糖第六张,PPT共七十二页,创作于2022年6月6 右下左上右下左上(与(与FischerFischer投影式对应)投影式对应)成环碳原子成环碳原子(C C4 4或或C C5 5)旋转旋转120120 环上环上-OHOH可不标出可不标出 五元氧环
4、的糖五元氧环的糖 呋喃糖呋喃糖 六元氧环的糖六元氧环的糖 吡喃糖吡喃糖HaworthHaworth投影式特点投影式特点第七张,PPT共七十二页,创作于2022年6月7以甘油醛为标准,将单糖分子中以甘油醛为标准,将单糖分子中编号最大的编号最大的不对称碳原子不对称碳原子的的构型与甘油醛作比较来命名糖分子的绝对构型。构型与甘油醛作比较来命名糖分子的绝对构型。甘油醛甘油醛*糖的绝对构型表示法:采用糖的绝对构型表示法:采用D/LD/L法法第八张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8FischerFischer投影式中,距离羰基最远的投影式中,距离羰基最远的C*C*(即编号最即编号最大的大的C*C*)
5、上上-OHOH处于右侧者为处于右侧者为D-D-型糖;型糖;处于左侧者处于左侧者为为L-L-型糖。型糖。HaworthHaworth式中式中C C5 5-R-R(R R:烃基)处于环平面上方者为烃基)处于环平面上方者为DD型糖;型糖;C C5 5-R-R处于环平面下方者则为处于环平面下方者则为L L型糖。型糖。第九张,PPT共七十二页,创作于2022年6月9 D-D-甘油醛甘油醛5 55 5第十张,PPT共七十二页,创作于2022年6月10第十一张,PPT共七十二页,创作于2022年6月 端基碳:单糖成环后所形成的一个新的手性碳原端基碳:单糖成环后所形成的一个新的手性碳原子(子(C*C*)端基差
6、向异构体:由端基手性碳原子所形成的一对端基差向异构体:由端基手性碳原子所形成的一对旋光异构体,有旋光异构体,有、之分。之分。Fischer Fischer投影式中,新生成的半缩醛羟基与单糖投影式中,新生成的半缩醛羟基与单糖分子中确定构型的分子中确定构型的C*C*上的上的-OHOH处于同侧者为处于同侧者为 型;型;处于异侧者为处于异侧者为 型。型。差向异构化现象差向异构化现象第十二张,PPT共七十二页,创作于2022年6月12-D-D-葡萄糖葡萄糖-D-D-葡萄糖葡萄糖新生成的半缩醛羟基新生成的半缩醛羟基第十三张,PPT共七十二页,创作于2022年6月13 Haworth Haworth投影式中
7、,对于五碳吡喃型糖,其端基投影式中,对于五碳吡喃型糖,其端基C C的羟基的羟基(C C1 1-OH-OH)与与C C4 4-OH-OH处于同侧者为处于同侧者为 型;处于异侧者为型;处于异侧者为 型。型。Haworth Haworth投影式中,对于五碳呋喃型糖,投影式中,对于五碳呋喃型糖,C C4 4-R-R与端基与端基C C的羟基(的羟基(C C1 1-OH-OH)处于同侧者为处于同侧者为 型,处于异侧者为型,处于异侧者为 型。型。第十四张,PPT共七十二页,创作于2022年6月14-D-D-葡萄吡喃糖苷葡萄吡喃糖苷-D-D-葡萄吡喃糖苷葡萄吡喃糖苷OO同侧异侧14第十五张,PPT共七十二页,
8、创作于2022年6月15-D-D-葡萄呋喃糖苷葡萄呋喃糖苷-D-D-葡萄呋喃糖苷葡萄呋喃糖苷1 14 44 41 1(异侧)(异侧)(同侧)(同侧)第十六张,PPT共七十二页,创作于2022年6月16 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。吡喃型糖六元氧环不在同一平面上,吡喃型糖六元氧环不在同一平面上,有船式和椅式两类可能的构象。有船式和椅式两类可能的构象。3(4)4(5)2(3)1(2)14523453214 4C C1 11 1C C4 4 C1C1式或式或N N式式Normal FormNormal Form正常式正常式1 1C C式或式或A A式式Alternat
9、ive FormAlternative Form交替式交替式优势构象式优势构象式()()内为酮糖内为酮糖的编号的编号第十七张,PPT共七十二页,创作于2022年6月17 以以C C2 2、C C3 3、C C5 5、O O四个原子构成的平面为准,四个原子构成的平面为准,C C4 4处面上,处面上,C C1 1处面下的标为处面下的标为4 4C C1 1,简称简称C1C1式或式或N N式式;如如C C4 4处面下,处面下,C C1 1处面上者则称为处面上者则称为1 1C C4 4式,简称式,简称1 1C C式或式或A A式式.C1C1和和1 1C C式式第十八张,PPT共七十二页,创作于2022年
10、6月18葡萄糖的二种构象式的比较葡萄糖的二种构象式的比较 对于对于-D-D和和-L-L型吡喃糖,当优势构象是型吡喃糖,当优势构象是C1C1式时,式时,C C1 1-OHOH将处于将处于e e 键上;如优势构象是键上;如优势构象是1 1C C式时,式时,C C1 1-OH-OH将处将处于于a a键上。键上。-D-D和和-L-L型吡喃糖的情况与之相反。型吡喃糖的情况与之相反。第十九张,PPT共七十二页,创作于2022年6月19椅式构象书写注意椅式构象书写注意第二十张,PPT共七十二页,创作于2022年6月20单糖有单糖有及及两种端基异构体两种端基异构体,形成的苷也可分为形成的苷也可分为-苷及苷及-
11、苷两种类型。苷两种类型。第二十一张,PPT共七十二页,创作于2022年6月21在在天天然然的的苷苷类类中中,由由D型型糖糖衍衍生生而而成成的的苷苷,多多为为-苷苷,而而由由L型型糖糖衍衍生生的的苷苷,多多为为-苷苷,但但必必须须注注意意-D-糖糖苷苷与与-L-糖苷的端基碳原子的绝对构型是相同的糖苷的端基碳原子的绝对构型是相同的。第二十二张,PPT共七十二页,创作于2022年6月22 3.2 3.2 糖苷的分类糖苷的分类苷苷类类涉涉及及的的范范围围较较广广,苷苷元元的的结结构构类类型型差差别别很很大大,几几乎乎各各种种类类型型的的天天然然成成分分都都可可与与糖糖结结合合成成苷苷,且且其其性性质质
12、和和生生物物活活性性各各异异,在在植植物物中中的的分分布布情情况况也也不不同同。由由于于这这些些原原因因,一一般般将将苷苷类类按按不不同同的的观观点点和和角角度度,作不同的分类。作不同的分类。第二十三张,PPT共七十二页,创作于2022年6月23根根据据苷苷元元的的结结构构可可分分为为氰氰苷苷、香香豆豆素素苷苷、木木脂脂素素苷苷、蒽蒽醌醌苷、黄苷、黄酮酮苷、苷、吲哚吲哚苷等。苷等。按苷元的化学结构分类按苷元的化学结构分类第二十四张,PPT共七十二页,创作于2022年6月24原原存存于于植植物物体体内内的的苷苷称称为为原原生生苷苷,水水解解后后失失去一部分糖的称为去一部分糖的称为次生苷次生苷。例
13、例如如苦苦杏杏仁仁苷苷是是原原生生苷苷,水水解解后后失失去去一一分分子子葡萄糖而成的野樱苷就是次生苷。葡萄糖而成的野樱苷就是次生苷。按按苷苷类在植物体内存在状况分类类在植物体内存在状况分类第二十五张,PPT共七十二页,创作于2022年6月25O-苷苷S-苷苷N-苷苷C-苷苷按按苷键原子苷键原子分类分类第二十六张,PPT共七十二页,创作于2022年6月26醇苷醇苷:是苷元的是苷元的醇醇羟基与糖结合而成的苷。羟基与糖结合而成的苷。酚苷:是苷元的酚羟基与糖结合而成的苷酚苷:是苷元的酚羟基与糖结合而成的苷。酯苷:是苷元中的羧基与糖结合而成的苷。酯苷:是苷元中的羧基与糖结合而成的苷。氰苷:是一类具有氰苷
14、:是一类具有-羟基腈的苷。羟基腈的苷。吲哚苷:是吲哚醇中的羟基与糖结合而成的苷。吲哚苷:是吲哚醇中的羟基与糖结合而成的苷。氧苷氧苷-最常见的苷类化合物最常见的苷类化合物第二十七张,PPT共七十二页,创作于2022年6月27其他分类方法其他分类方法按苷的特殊性质分类按苷的特殊性质分类例如例如:皂苷皂苷按生理作用分类按生理作用分类例如例如:强心苷强心苷按糖的名称分类按糖的名称分类例如例如:木糖木糖苷苷、葡萄糖苷、鼠李糖、葡萄糖苷、鼠李糖苷等苷等按联接单糖基的数目分类按联接单糖基的数目分类例如例如:单糖单糖苷苷、二糖苷、二糖苷、三糖苷等三糖苷等按按连连接的糖链数目分类接的糖链数目分类可分为单糖链可分
15、为单糖链苷苷、双糖链苷、双糖链苷等等第二十八张,PPT共七十二页,创作于2022年6月28 3.3 3.3 糖苷的性质糖苷的性质1.一般形态一般形态和和溶解性溶解性2.旋光性旋光性3.苷键的裂解苷键的裂解4.苷的显色反应苷的显色反应第二十九张,PPT共七十二页,创作于2022年6月291.一般形态一般形态和和溶解性溶解性苷类多数为固体。苷类多数为固体。糖少的苷可形成结晶。糖多的苷呈糖少的苷可形成结晶。糖多的苷呈无定形粉末。无定形粉末。吸湿性:含有糖。吸湿性:含有糖。颜色:决定于苷元。颜色:决定于苷元。味道:一般无味。也有苦味或甜味的。味道:一般无味。也有苦味或甜味的。苷有一定程度的亲水性,亲水
16、性的强弱与糖的数目和性苷有一定程度的亲水性,亲水性的强弱与糖的数目和性质有关质有关,随糖基数目的增加随糖基数目的增加,亲水性逐渐增强。亲水性逐渐增强。苷元的苷元的结构也会影响苷的溶解性。结构也会影响苷的溶解性。第三十张,PPT共七十二页,创作于2022年6月30多数苷呈左旋多数苷呈左旋,但水解后生成的糖是右旋的但水解后生成的糖是右旋的,因而使混合因而使混合物呈右旋物呈右旋,比较水解前后旋光性的变化比较水解前后旋光性的变化,也可检识苷类的存也可检识苷类的存在。在。DT:注意测定旋光的条件。浓度,温度,样品注意测定旋光的条件。浓度,温度,样品池的厚度等。池的厚度等。2.旋光性旋光性3.苷苷键的裂解
17、键的裂解通过苷键的裂解反应可以使苷键切断通过苷键的裂解反应可以使苷键切断采用的方法有采用的方法有酸水解酸水解、碱水解、酶水解、碱水解、酶水解、氧化开氧化开裂裂、微生物发酵微生物发酵等。等。第三十一张,PPT共七十二页,创作于2022年6月31(1)酸酸催化催化水解水解第三十二张,PPT共七十二页,创作于2022年6月32酸酸催化催化水解水解苷键具有缩醛结构,易为稀酸苷键具有缩醛结构,易为稀酸催化水解,不同的苷水催化水解,不同的苷水解难易程度不同解难易程度不同酸催化水解的难易与苷键原子的碱度,即苷原子上酸催化水解的难易与苷键原子的碱度,即苷原子上的的电子云密度电子云密度以及它的以及它的空间环境空
18、间环境有密切关系。只要有有密切关系。只要有利于利于苷键原子的质子化苷键原子的质子化的,就有利于水解的进行。的,就有利于水解的进行。第三十三张,PPT共七十二页,创作于2022年6月331)N-苷苷最最易易水水解解,C-苷苷最最难难,其其顺顺序序为为N-苷苷O-苷苷S-苷苷C-苷苷2)呋喃糖苷较吡喃糖容易水解呋喃糖苷较吡喃糖容易水解3)酮糖较醛糖容易水解酮糖较醛糖容易水解酸催化水解难易规酸催化水解难易规律律4)在在吡吡喃喃糖糖苷苷中中,C5上上的的取取代代基基越越大大越越难难水水解解,因因此此五五碳碳糖糖最最易易水水解解,其其顺顺序序为为五五碳碳糖糖苷苷甲甲基基五五碳碳糖糖苷苷六六碳糖苷碳糖苷七
19、碳糖苷七碳糖苷糖醛酸糖醛酸苷苷5)氨氨基基糖糖最最难难水水解解,羟羟基基糖糖次次之之,去去氧氧糖糖最最易易水水解解,C2上上的的取取代代基基影影响响最最大大,其其顺顺序序为为2-去去氧氧糖糖2-羟羟基基糖糖2-氨氨基糖。基糖。第三十四张,PPT共七十二页,创作于2022年6月34(2)碱催化水解碱催化水解苷苷键键具具有有缩缩醛醛结结构构,不不易易为为碱碱催催化化水水解解,但但对对于于酯酯苷苷、酚酚苷苷、烯烯醇醇苷苷和和-吸吸电电子子基基取取代代的的苷苷,这这些些苷苷键键因因具具有有酯的性质,遇碱可以发生水解。酯的性质,遇碱可以发生水解。碱催化水解举例碱催化水解举例第三十五张,PPT共七十二页,
20、创作于2022年6月35酶的专属性很强酶的专属性很强,有些酶的专属性还与苷元和糖的有些酶的专属性还与苷元和糖的结构或其结构或其连结连结方式有关方式有关,所以特定的酶只能水解特,所以特定的酶只能水解特定构型的苷键。定构型的苷键。特点:特点:专属性强专属性强,高效。,高效。用途:保护苷元的结构,得到次级苷;获得苷元用途:保护苷元的结构,得到次级苷;获得苷元与糖、糖与糖的连接方式。与糖、糖与糖的连接方式。(3)酶酶催化催化水解水解第三十六张,PPT共七十二页,创作于2022年6月36麦芽糖酶麦芽糖酶:只能使只能使-葡萄糖苷水解葡萄糖苷水解。苦杏仁苷酶苦杏仁苷酶:能水解能水解-葡萄糖苷葡萄糖苷,但专属
21、性较差但专属性较差纤维素酶:纤维素酶:一种一种-苷酶苷酶。鼠李属酶:鼠李属酶:一种一种-苷酶苷酶。转化糖酶:转化糖酶:-果糖果糖苷酶苷酶。芥子苷酶:水解芥子苷芥子苷酶:水解芥子苷。注意:酶使用时的注意:酶使用时的pH值,温度等等值,温度等等酶酶举例举例第三十七张,PPT共七十二页,创作于2022年6月37在酸碱或酶的作用下,苦杏仁苷依不同的条件生成不同的分解在酸碱或酶的作用下,苦杏仁苷依不同的条件生成不同的分解产物。产物。稀酸稀酸杏仁腈杏仁腈苦杏仁苷苦杏仁苷浓浓HCl苦杏仁苷酶苦杏仁苷酶OH苯甲醛苯甲醛氢氰酸氢氰酸野樱苷野樱苷野樱酶野樱酶稀酸稀酸 第三十八张,PPT共七十二页,创作于2022年
22、6月在在多多糖糖苷苷的的结结构构研研究究中中,为为了了确确定定糖糖与与糖糖之之间间的的连连接接位位置置,常常应应用用乙乙酰酰解解开开裂裂一一部部分分苷苷键键,保保留留另另一一部部分分苷苷键键,然然后后用用薄薄层层或或气气相相色色谱谱鉴鉴定定在在水水解解产产物物中中得得到到的的乙乙酰酰化化单单糖糖和和乙乙酰酰化化低低聚聚糖糖。反反应应用用的的试试剂剂为为乙乙酸酸酐酐与与不不同同酸酸的的混混合合液液,常常用用的的酸酸有有硫硫酸酸、高高氯氯酸酸或或Lewis酸酸(如如氯氯化化锌锌、三氟化硼等)。三氟化硼等)。(4)乙酰解反应)乙酰解反应第三十九张,PPT共七十二页,创作于2022年6月39 乙乙酰酰
23、解解反反应应的的操操作作较较为为简简单单,一一般般可可将将苷苷溶溶于于乙乙酐酐与与冰冰乙乙酸酸的的混混合合液液中中,加加入入35量量的的浓浓硫硫酸酸,在在室室温温下下放放置置110天天,将将反反应应液液倒倒入入冰冰水水中中,并并以以碳碳酸酸氢氢钠钠中中和和至至pH34,再再用用氯氯仿仿萃萃取取其其中中的的乙乙酰酰化化糖糖,然然后后通通过过柱柱色色谱谱分分离离,就就可可获获得得不不同同的的乙乙酰酰化化单单糖糖或或乙乙酰酰化化低低聚聚糖糖,再再用用TLC对对它它们们进进行行鉴鉴定。定。乙酰解反应乙酰解反应第四十张,PPT共七十二页,创作于2022年6月40苷苷发发生生乙乙酰酰解解反反应应的的速速度
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