糖和苷类化合物.pptx

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1、分布分布植物细胞与组织的重要营养物质和支持物质，广泛分布于植物各部位，根、茎、叶、花、果实、种子等多含葡萄糖、果糖、淀粉和纤维素等。生物活性生物活性 香菇多糖抗肿瘤活性 黄芪多糖增强免疫功能糖的分布和生物活性第1页/共69页分布分布尤以高等植物分布最多。分布于植物各个部位，如人参的、根茎、茎、叶、花、种子均含三萜皂苷。生物活性生物活性 人参皂苷免疫促进 天麻苷安神镇静 强心苷强心作用 黄酮苷抗菌、止咳、平喘、扩张冠状动脉血管苷的分布和生物活性第2页/共69页香菇多糖注射液免疫调节剂，用于恶性肿瘤辅助治疗。黄芪多糖注射液（热毒干扰素）提高人体白细胞诱生干扰素的功能。产品开发第3页/共69页复方甘

2、草酸苷片：慢性肝病，改善肝功能异常，用于治疗湿疹，皮肤炎、斑秃。白芍总苷胶囊：抗炎免疫调节药，用于类风湿关节炎。黄芩片：消炎解毒。用于上呼吸道感染，细菌性痢疾等。第4页/共69页 第一节 糖的结构和分类一、糖的结构 糖（saccharides）多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物 结构表示方法：FischerFischer式（直链式）HaworthHaworth式（透视式）ReeveReeve式（构象式）第5页/共69页 Fischer式 Haworth式端基C与最远的*C（C5或C4）上的O成环 C5旋转120使环张力最小 将投影式向右倾倒90第6页/共69页 1、糖的绝对构型 -距端基C最

3、远的*C（C5或C4）构型 Haworth式：C5（或C4）-取代基：向上D型，向下L型2、糖的端基碳原子差向异构体（苷键构型）-C1与C5（或C4）相对构型 C1-OH与C5（或C4）-取代基：同侧构型，异侧构型-D-糖 -L-糖 第7页/共69页-D-糖 -D-糖 -L-糖 -L-糖-D-糖 -D-糖 -L-糖 -L-糖 第8页/共69页3、糖的氧环吡喃糖：六元氧环 呋喃糖：五元氧环D-芹糖D-葡萄糖第9页/共69页、糖的构象呋喃糖：平面信封式吡喃糖：椅式(eeveeeve式)=1C（A式）=C1（N式）第10页/共69页二、糖的分类根据能否水解和分子量大小分为:单糖单糖(monosacc

4、harides)低聚糖低聚糖(oligosaccharides):29个单糖多糖多糖(polysacchari des):10个以上单糖，一般几百甚至几万个单糖组成。第11页/共69页（一）单糖 三碳糖八碳糖，五碳（戊）糖和六碳（己）糖最常见，衍生物中糖醛酸和糖醇最常见。五碳醛糖：D-木糖(D-xyl)甲基五碳糖：L-鼠李糖(L-rhamnose，L-rha)D-xylL-rha第12页/共69页六碳醛糖：D-葡萄糖(D-glucose，glc)六碳酮糖：D-果糖（D-fru）糖醛酸：D-葡萄糖醛酸第13页/共69页（二）低聚糖 1、单糖数目：二糖（蔗糖、麦芽糖）、三糖、四糖等 例：环糊精68

5、个葡萄糖组成，六聚体：-环糊精，七聚体：-环糊精，八聚体：-环糊精。环状分子内侧疏水性，增大难溶性药物溶解性，提高稳定性。2、是否含游离醛基或酮基：还原糖:有游离醛基或酮基，如麦芽糖。非还原糖：两个单糖以端基羟基脱水缩合形成，无游离醛基或酮基。如蔗糖。蔗糖 麦芽糖 第14页/共69页（三）多糖1植物多糖 （1）纤维素（cellulose）（2）淀粉（starch）（3）粘液质（mucilage）（4）树胶（gum）2菌类多糖猪苓多糖抗肿瘤转移和调节免疫功能3动物多糖肝素天然抗凝血物质甲壳素甲壳类昆虫外壳，浓碱处理得脱乙酰甲壳素。制成透析膜、超滤膜，作药物载体具缓释、持效的优点，还用于人造皮肤、

6、人造血管、手术缝合线等。第15页/共69页第二节 苷的结构与分类 一、苷的含义 糖+非糖物质 苷苷键原子 苷元 苷键端基碳原子-D-葡萄糖苷 糖的端基碳原子非糖部分苷元(genin)苷键：苷元与糖之间的键，即苷键原子和端基C原子之间的键。苷键原子：苷元上形成苷键以连 接糖的原子，O、N、S、C。第16页/共69页苷 元 +糖 苷糖的构型 绝对构型 端基碳原子相对构型 依C5-R取向 依C1-OH与C5-R相对位置 D-型（向上）L-型（向下）-型（同侧）-型（异侧）多形成-D-葡萄糖 L-鼠李糖 第17页/共69页二、苷的结构分类1、氧苷：苷元通过氧原子和糖连接，依苷元-OH类型分为：醇苷：红

7、景天苷 酚苷：天麻苷、白藜芦醇苷 酯苷：山慈菇苷A、B 氰苷：苦杏仁苷（一）苷键原子：氧苷、硫苷、氮苷、碳苷第18页/共69页红景天苷（醇苷）致适应原 白藜芦醇苷（酚苷）保护心脏、抗血栓、降血脂 天麻苷（酚苷）安神镇静第19页/共69页苦杏仁苷（氰苷）R=H 山慈菇苷 A R=OH 山慈菇苷 B（酯苷）先缓慢分解成-羟基苯乙腈，再分解为苯甲醛（苦杏仁味）、氢氰酸（小剂量抑制呼吸中枢镇咳，大剂量中毒甚至死亡）。第20页/共69页2、硫苷：糖半缩醛羟基与苷元巯基缩合，常存在于十字花科植物，如黑（白）芥子苷、萝卜苷。黑芥子苷萝卜苷第21页/共69页3、氮苷：糖端基碳与苷元氮原子连接。腺苷、鸟苷等，生

8、化中多见。如巴豆苷水解后产生苷元巴豆毒素具大毒。腺苷（氮苷）巴豆苷（氮苷）第22页/共69页4、碳苷：糖端基碳直接与苷元碳原子连接。苷元多为黄酮、蒽醌类。水溶性小、难于水解。芦荟苷：致泻（蒽酮碳苷）牡荆素：抗肿瘤、降压、抗炎及解痉（黄酮碳苷）第23页/共69页其他分类方法：苷元类型：黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷存在状态：原生苷、次生苷特殊性质：皂苷生理作用：强心苷糖种类和名称：木糖苷、葡萄糖苷单糖基数目：单糖苷、双糖苷糖链数目：单糖链苷、双糖链苷第24页/共69页 芦丁芦丁 七叶苷七叶苷 （黄酮苷）（黄酮苷）（香豆素苷）（香豆素苷）大黄素甲醚-8-O-D龙胆双糖苷 （蒽醌苷）第25页/共69页 苦

9、杏仁苷 野樱苷（原生苷）（次生苷）苦杏仁苷酶第26页/共69页第二节 苷的理化性质 一、性状u形态 糖基少：结晶 糖基多：无定型粉末，吸湿性。u颜色 取决于苷元(共轭系统及助色团)如黄酮苷、蒽醌苷有颜色。u气味 无味、苦味；个别甜味 （甘草皂苷），刺激性（皂苷）。第27页/共69页二、旋光性：变旋作用苷有旋光性且多呈左旋，糖多为右旋。苷 苷元+糖 多呈右旋多呈左旋 混合物多呈右旋应用：检识苷和多糖。苷：变旋作用。水解液含非糖（苷元）。第28页/共69页三、溶解性 水 甲（乙）醇 苯、乙醚、氯仿 石油醚苷 （亲水性）+-苷元（亲脂性）-+（-）苷：糖部分：糖基数目，亲水性。苷元部分：大分子苷元(

10、如甾醇、萜醇等)的单糖苷，极性较小，亲水性，溶于低极性溶剂(如氯仿)。碳苷：溶解度小（水和其它溶剂）。第29页/共69页四、苷键的裂解酸水解、酶解、碱水解、氧化开裂法等（一）酸水解反应机理（以葡萄糖苷为例）苷键原子质子化（水解难易关键）第30页/共69页影响苷键原子质子化的因素 苷键原子周围电子云密度（电子云密度大，易于接受质子，水解容易）空间环境（周围取代基大，不利于接受质子，水解困难）酸水解规律 第31页/共69页 1 1苷键原子 :N:N苷 O O苷 S S苷 C C苷 （易接受质子）（无孤对电子）例：巴豆苷 天麻苷 黑芥子苷 芦荟苷水解规律2吡喃糖苷C2取代：2-去氧糖苷 2-羟基糖苷

11、 2-氨基糖苷 （无）（竞争性吸引质子）第32页/共69页3 3吡喃糖苷C C5 5取代：五碳糖苷 甲基五碳糖苷 六碳糖苷 糖醛酸苷（空间位阻小）（大）6芳香族苷 脂肪族苷（苷元供电性）4呋喃糖苷 吡喃糖苷（分子平面性，张力大）5酮糖苷 醛糖苷（多为呋喃糖）（多为吡喃糖）第33页/共69页（二）碱水解苷键的缩醛结构（苷键原子的负电性）对稀碱（OH-）稳定，很少用碱水解。酯苷、酚苷、烯醇苷、吸电子基取代的苷（苷键原子的正电性）碱水解。第34页/共69页（三）酶水解 条件温和 专属性高（水、3040）苷酶 苷（麦芽糖酶 水解 -葡萄糖苷键）苷酶 苷（苦杏仁苷酶 水解 -葡萄糖苷键和其它六碳醛糖-苷

12、键）获得真正苷元 苷键构型（、）的判断第35页/共69页（四）氧化开裂反应（Smith降解法）步骤-三步：-D-葡萄糖苷 1.过碘酸 二元醛 2.四氢硼钠 二元醇（O-苷）（氧化邻二醇）（还原）（稳定性差）3.稀酸室温 多元醇 羟基乙醛 苷元（温和）第36页/共69页 难水解的碳苷 苷元不稳定的苷（人参皂苷）氧化开裂法 Smith降解法获得真正苷元-D-葡萄糖苷（C-苷）带醛基的苷元 用途第37页/共69页 五、显色反应Molish反应：-萘酚和浓硫酸样品 紫红色环结果：含糖或苷，鉴别苷与苷元.注意：C-C-苷和糖醛酸呈阴性。例：丹皮苷 （+）丹皮酚 （-）苯胺-邻苯二甲酸反应：105 棕色斑

13、点 糖PC检识显色剂第38页/共69页第三节 糖和苷的提取分离一、糖的提取水（碱）提醇沉法药材水（碱水）提取，浓缩水提液高浓度乙醇沉淀（粗多糖）溶液缺点：蛋白质较多第39页/共69页除蛋白质方法Sevag法正丁醇-氯仿按1：4混合后与多糖水溶液振摇，放置，使蛋白质变性沉淀。TCA 法：粗多糖提取液，加三氯乙酸溶液，冰箱保存过夜，离心，得上清液。第40页/共69页实例香菇多糖的提取 香菇子实体加蒸馏水90-100加热回流，提取，用氯仿-正丁醇去蛋白，经水流动透析，用72%乙醇沉淀多糖，得香菇多糖，收得率为3.32%。第41页/共69页 二、苷的提取 提取目的：原生苷 or 次生苷、苷元?苷与酶共

14、存 避免 or 利用 酶解?溶解性差异 原生苷:亲水性 次生苷、苷元：亲脂性 第42页/共69页提取原生苷 提取次生苷、苷元 抑制酶的活性甲醇、乙醇或沸水提药材加盐（碳酸钙）拌匀避免酸、碱接触 利用酶的活性（水、3040、2448）加酸或碱水解、预发酵等有机溶剂提取：醇、乙醚、氯仿 提取注意事项第43页/共69页 系统溶剂法 第44页/共69页次生苷、苷元的提取次生苷、苷元的提取 第45页/共69页三、苷的分离初步精制溶剂萃取法乙酸乙酯、正丁醇溶剂沉淀法水液加丙酮或乙醚大孔树脂法先水洗无机盐、糖等，不同浓度乙醇洗苷 总苷第46页/共69页分离：色谱法（为主）硅胶：多用氯仿-甲醇或氯仿-甲醇-水

15、系统洗脱。反相硅胶：Rp-18、Rp-8（极性成分适用）；水-甲醇或水-乙腈为流动相葡聚糖凝胶：SephedexLH-20(有机相适用)不同浓度乙醇洗脱（分子量不同）单体成分 第47页/共69页白芍白芍毛莨科植物芍药毛莨科植物芍药 (paeonia lactiflora(paeonia lactiflora Pall)Pall)干燥根。干燥根。功效功效养血、柔肝、敛阴、收汗、缓急止痛等。养血、柔肝、敛阴、收汗、缓急止痛等。成分成分芍药苷芍药苷 (paeoniflorin)(paeoniflorin)、羟基芍药苷、羟基芍药苷 (hydroxy-paeoniflorin)(hydroxy-paeo

16、niflorin)、芍药花苷、芍药花苷 (paeonin)(paeonin)、芍药内酯苷、芍药内酯苷 (albiflorin)(albiflorin)、苯甲、苯甲酰芍药苷酰芍药苷 (benzoylpaeoniflorin)(benzoylpaeoniflorin)等，总称白芍等，总称白芍总苷总苷 (total glucosides of paeonia(total glucosides of paeonia，TGP)TGP)。实例1：白芍总苷的提取分离第48页/共69页白芍原植物白芍药材第49页/共69页乙醇提取 白芍饮片100 g,粉碎成粗颗粒,70%乙醇回流提取两次,第1次加8倍量提取60

17、min,第2次加6倍量提取30 min,过滤,合并滤液,回收至无醇味,加水至药液浓度1g生药/ml。大孔树脂分离 2倍AB-8大孔树脂吸附,柱径高比为121,树脂柱上吸附30 min后,以3BV蒸馏水洗去糖,收集5BV 70%乙醇洗脱液,流速为3BV/h。结果：浸膏中白芍总苷含量达60%以上。方法可靠,成本较低,可进行工业化大生产。第50页/共69页柴胡伞形科植物柴胡Bupleurum chinense DC.或狭叶柴胡Bupleurum scorzonerifolium Willd.的干燥根。实例2：柴胡总皂苷的提取第51页/共69页功效和解表里，疏肝，升阳。用于感冒发热，寒热往来，胸胁胀痛

18、，月经不调，子官脱垂，脱肛。用于寒热往来、感冒发热等症。成分柴胡皂苷（saikosapoins a、b、c、d等），甾醇，挥发油（柴胡醇、丁香酚等）等。柴胡制成的单味或复方注射液，对外感发热有较好 的解表退热作用。第52页/共69页 柴胡总皂苷的提取柴胡细粉用含5吡啶的甲醇提取(中和植物酸，防止皂苷次生化)，回收甲醇得浓缩物。加水后用水饱和正丁醇萃取，回收正丁醇，加入乙醚使沉淀，过滤得粗总皂苷。第53页/共69页第四节 苷的结构研究研究一般程序：1.物理常数的测定 mp，D等。2.分子式测定 元素分析：定性定量分析元素种类和比例。质谱分析法：分子量和分子式。电子轰击质谱（EI-MS）：不易获得

19、分子离子峰（极性大）化学电离质谱（CI-MS）、场解吸质谱（FD-MS）、快原子轰击质谱（FAB-MS）：可用高分辨快原子轰击质谱（HR-FAB-MS）：直接测分子式 第54页/共69页（1）酸水解得到苷元和糖（2）苷元结构鉴定（3）糖种类鉴定u纸色谱（PC）：分配原理l固定相：水展开剂：正丁醇-乙酸-水(4：5：1，上层)BAW显色剂：苯胺-邻苯二甲酸试剂3.3.组成苷的苷元、糖的鉴定 第55页/共69页u薄层色谱（TLC）：硅胶硼酸或无机盐溶液铺板 如0.3mol/L磷酸氢二钠或磷酸二氢钠水液 增大溶解度，提高点样量（可达400500g）。降低吸附力，改善分离效果。u气相色谱（GLC）：水

20、解、制备TMS衍生物（具挥发性）。u超导FT-NMR光谱:各糖不同质子的、J 与标准糖比较各糖不同碳原子的 与标准糖比较第56页/共69页（4 4）糖数目测定 光密度扫描法：测定各糖斑点含量，计算各糖分子比，推算糖数目。质谱法：测定苷及苷元分子量，计算差值，求糖的数目。1H-NMR谱:测定糖端基质子信号（4 5ppm，较大）数目；制成全乙酰化或全甲基化物，测定乙酰氧基、甲氧基信号（、J）数目。13C-NMR谱:测定糖端基碳信号（90112ppm）数目；苷总碳信号数减去苷元碳信号数，推算糖数目。第57页/共69页4.4.测定苷元与糖、糖与糖连接位置（1）化学方法:苷全甲基化物进行甲醇解，鉴定（与

21、对照品色谱）未全甲醚化单糖，游离羟基所在位置即糖与糖之间的连接位置。第58页/共69页（2 2）13C-NMR13C-NMR谱法：原理：苷化位移（苷化位移（GSGS）规律糖和苷元成苷后，苷元-C-C、-C-C和糖的端基C C化学位移改变。p苷元和糖连接位置：方法：比较苷和苷元1313C-NMRC-NMR谱，苷元-OH-OH成苷碳原子（-C-C）和相邻碳原子（-C-C）信号发生位移，其它C C几乎不变。辩别苷元的哪个碳原子与糖相连接。醇羟基苷化苷元-碳向低场位移（+4+410ppm10ppm），-碳向高场位移（-0.9-0.94.6ppm4.6ppm）酚羟基苷化苷元-碳向高场位移，-碳向低场位移

22、。第59页/共69页p糖与糖之间连接位置：依据：被苷化的糖中，-C位移较大，-C稍有位移。方法：比较苷与相应单糖的13C-NMR谱，若内端糖的某C原子向低场移动（+47ppm），相邻两C略向高场移动（-14ppm），内端糖的该C原子就是连糖的位置。第60页/共69页5.5.糖与糖之间连接顺序的确定 苷 缓和酸水解酶水解 乙酰解 全甲基化甲醇解 部分苷键断裂的裂解产物 推断糖和糖连接顺序（1）部分水解法第61页/共69页（2 2）波谱分析法 质谱（MS）法:依据：糖基碎片离子峰或分子离子脱糖基的碎片离子峰，判断糖的连接顺序。EI-MS (全甲基化、乙酰化或三甲基硅醚化物)各单糖及双糖的全乙酰化物

23、、TMS衍生物碎片离子峰。FD-MS 或FAB-MS：脱去不同程度糖基的碎片离子峰。核磁共振（NMR）法：13C-NMR谱 依据：C原子自旋-弛豫时间（T1），随糖链增加而增大。内侧糖NT1小，外侧糖NT1大。第62页/共69页（1）酶水解法（酶的专属性）麦芽糖酶-苷键苦杏仁苷酶-苷键6.6.苷键构型的确定第63页/共69页（2 2）KlyneKlyne经验公式计算MD =M D苷-M D苷元与各糖一对甲苷（-、-）的MD比较 与-甲苷接近-构型 与-甲苷接近-构型MD=DMW/100 分子比旋度第64页/共69页1H-NMR谱端基质子偶合常数J 12 H-2为键（葡萄糖、木糖、半乳糖）H-2

24、为e键（鼠李糖、甘露糖）-苷键 -苷键 -苷键 -苷键 J 12=23Hz J 12=69Hz J 12=2 Hz J 12=2 Hz (Jae、60)（Jaa、180）（Jee、60 ）（Jae、60）J 12 不相等 J 12 相等 用于构型判断 不能用于构型判断（3）核磁共振（NMR）第65页/共69页-D-葡萄糖苷J1 2 =Jae=23 Hz-D-葡萄糖苷 J12 =Jaa=69 Hz=180=60 H-2为键的糖第66页/共69页-L-鼠李糖苷 J1 2=Jae=2 Hz-L-鼠李糖苷J12=Jee=2 Hz=60=60 H-2为e键的糖-不能测定第67页/共69页13C-NMR谱：端基碳原子化学位移 绝大多数单糖甲苷(除D-甘露糖、L-鼠李糖外)-型与-型的化学位移相差4ppm端基碳与端基质子偶合常数JC1-H1 -甲苷 JC1-H1170Hz -甲苷 JC1-H1160Hz 10ppm第68页/共69页谢谢您的观看！第69页/共69页