1、第三章,糖和糖苷,目的要求,1.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、裂解方法及裂解规律。 3.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。 5.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。,苷的含义糖和糖的衍生物(如氨基糖、糖醛酸等)与另一非糖物质通过糖的半缩醛(酮)羟基脱水缩合而 成的一类化合物。,苷键原子 苷元 苷键端基碳原子,第一节 糖的分类与结构,单糖: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。 低聚糖:由29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
2、,又常称为寡糖。如蔗糖、槐糖、芸香糖、棉子糖、水苏糖等。 多糖:由10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。,糖苷中一些常见的单糖,1.五碳醛糖: D-木糖(xyl); D-核糖(rib); L- 阿拉伯糖(ara),D核糖 (rib),D木糖(xyl),L阿拉伯糖(ara),2.甲基五碳糖:L-鼠李糖(rha)、D-鸡纳糖(qui)、L-夫糖( fuc),D-鸡纳糖(qui),L-夫糖( fuc),L-鼠李糖(rha),3. 六碳醛糖: D-葡萄糖(glc); D-半乳糖(gal)
3、,D葡萄糖(glc),D 半乳糖(gal),L-山梨糖,D-景天庚酮糖,D-果糖,4. 六碳酮糖: D-果糖(fru)、L-山梨糖(sor)七碳酮糖: D-景天庚酮糖( D- sedoheptulose),D 半乳糖醛酸(galacturonic acid),5. 糖醛酸: D-葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸,D 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 糖及其衍生物。在单糖的2,6位失去氧,就成为 2,6-二去氧糖,这类糖主要存在于强心苷等成分 中;单糖的伯或仲醇羟基被置换为氨基,就成为 氨基糖,天然氨基糖主要存在于动物和菌类中较 多;自然界中也发
4、现一些有分支碳链的糖,如:,6. 氨基糖(动物和菌类):2-氨基-2-去氧-D-葡萄糖 (2-amino-2-deoxyglucose) 7.有分支链的糖:D-芹糖(D-apiose),2氨基2去氧D葡萄糖 (2-amino-2-deoxy-glucose),D-芹糖(D-apiose),8.去氧糖(强心苷中多见): D-洋地黄毒糖 (digitoxose),D洋地黄毒糖 (digitoxose),9. 糖醇: D甘露醇(mannitol)、 D山梨sorbitol)L卫矛醇(ducitol),D-甘露醇 D-山梨醇 L-卫矛醇,关于糖的绝对构型,在哈沃斯式中,只要看 六碳吡喃糖的C5(五碳呋
5、喃糖的C4 )上取代基的 取向,向上的为D型,向下的为L型。端基碳原 子的相对构型或是指C1羟基与六碳糖C5(五 碳呋喃糖的C4 )取代基的相对关系,当C1羟基与 与六碳糖C5(五碳呋喃糖的C4 )取代基在环的同 一侧者为构型,在环的异侧者为型。,-D-糖 D-糖 L-糖 L-糖,-D-糖 D-糖 L-糖 L-糖,低聚糖,天然存在的低聚糖多数由24个单糖组成,在皂苷等 成分中有时可存在组成达78个单糖的 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。 常见的二糖有:麦芽糖、蔗糖、龙胆二糖(gentiobiose)、 芸香糖(rutinose)、槐糖 (sophorose)、蚕
6、豆糖(vicianose) 新橙皮糖( neohesperidose ) 等。,芸香糖(rutinose) 龙胆二糖(gentiobiose),新橙皮糖( neohesperidose ),槐 糖(sophorose),天然存在的三糖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(raffinose);四糖又多是在棉 子糖的结构上延伸,如水苏糖(stachyose)。,蚕豆糖,棉子糖 水苏糖,第二节:糖苷的结构和分类,一、糖苷的结构从结构上看,糖苷类(glycosides)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 物质上的氢原子脱水缩合而成的具有缩醛(酮)结 构的化合物,
7、又称为配糖体。其中的非糖部分称为 苷元(genin)或配基(aglycone)。苷元或配基 部分也是糖的,称为二糖、三糖、多糖等。糖 苷中的苷元与糖之间的化学键称为苷键,苷 元上形成苷键以连接糖的原子称为苷键原子,也称 为苷原子。,由于单糖有-及-两种端基异构体,因此在 形成苷类时就有两种构型的苷,即-苷和-苷。在天然的苷类中,由D-型糖衍生而成的苷 多为-苷,而由L-型糖衍生而成的苷多为型-苷。,二、糖苷的分类:,(一)按苷键原子分类:氧苷、硫苷、氮苷、碳苷。,1、氧苷:依苷元羟基的类型分为 醇苷: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。酚苷:酚醇羟基与糖的端基羟基脱水连接形
8、成。如天麻苷、白藜芦醇苷、水杨苷等。酯苷:羧基中的羟基与糖的端基羟基脱水连接形成。如山慈姑苷A、B等。氰苷:-羟基腈的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。 吲哚苷:吲哚醇羟基与糖的端基羟基脱水连接形成,如靛苷。,红景天苷(醇苷),毛茛苷(醇苷),白藜芦醇苷(酚苷),天麻苷(酚苷),苦杏仁苷(氰苷),山慈姑苷A( R=H) 山慈姑苷B R=OH(酯苷),靛苷(吲哚苷),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,如黑芥子苷、白芥子苷、萝卜苷等。,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,如腺苷、鸟苷、巴豆苷等(生化中多见)。,
9、腺苷(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形成的苷,如芦荟苷、牡荆苷等。,芦荟苷 (蒽醌碳苷),牡荆苷 (黄酮碳苷),糖苷的其他分类方法:,按苷元类型:黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷等 按植物体内存在状态:原生苷、次生苷 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,第三节 糖苷的性质,一、性状:形态 均为固体,含糖基少的可成结晶 ;含糖基多的为无定型粉末,有吸湿性。 颜色 取决于苷元(共轭系统的大小及助色团的有无)。
10、气味 一般无味;个别糖苷对黏膜有刺激性。(例如皂苷) 二、旋光性:糖苷都有旋光性,且呈左旋。,三、溶解性:,水 甲(乙)醇 乙醚(苯) 石油醚 苷元(亲脂性) - + + +(-)苷 (亲水性) + + - -,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,碳苷的溶解度 一般都较小。,四、苷键的裂解,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。为此必先使用某种方法使苷键切断。(一) 酸催化水解反应 (二)酶催化水解反应 (三)碱催化水解和消除反应 (四)乙酰解反应(五)氧化开裂法(Smith降解法),四、苷键的裂解:(
11、一)酸水解:常用盐酸、硫酸、甲酸、乙酸等。酸水解方法有: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 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: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,苷元一旦生成立即进入有机相,避免与酸长时间接触,从而可以 获得真正的苷元)。,酸水解反应机理(以葡萄糖苷为例)如下:,苷键原子 质子化,脱去质子,碳正离子 溶剂化,苷键断裂苷元脱离,影响苷键原子质子化的因素是酸水解难易的关键,影响苷键原子质子化的因素是酸水解难易的关键,苷键原子周围的电子云 密度 ( 电子云密度大, 易于接
12、受质子,水解容易),空间位阻(位阻小有利于 接受质子,水解就容易),酸水解的规律,1与苷键原子有关 : N苷 O苷 S苷 C苷(易于接受质子) (无孤对电子) 2 呋喃糖苷(酮糖) 吡喃糖苷(醛糖) (分子张力大) 3. 五碳糖苷 甲基五碳糖苷 六碳糖苷 七碳糖苷 糖醛酸苷(空间位阻小) (空间位阻大) 4 2-氨基糖苷 脂肪族苷 (苷元供电性),6. 苷元大小的影响,苷元为小基团苷键横键比竖键易水解(ea)(横键易质子化),苷元为大基团苷键 竖键比横键易水解( a e ) (苷的不稳定性促使其易水解),酸水解的条件,2 M HCl可水解全部苷键 80%的甲酸水解1,6-苷键,(二)酶水解:酶
13、水解的特点及意义,条件温和 (水、3040),获得真正苷元,高度专属性,苷酶 糖苷 (如麦芽糖 酶 水解 -葡萄糖苷键),苷酶 糖苷 (如苦杏仁酶 水解 -葡萄糖苷键 和其他六碳糖的苷键),苷键构型( 、)的判断,芥子苷酶芥子苷(S-苷),常见的酶及其应用:,纤维素酶葡萄糖苷,麦芽糖酶-葡萄糖苷键,转化糖酶水解-果糖苷键, 碱催化水解,一般苷键对稀碱是稳定的,但某些特殊的苷 易为碱水解,如: 酯苷、 酚苷、 烯醇苷、 -吸 电子基-吸电子基取代的苷,C1-OH与C2-OH:反式易水解,其产物为1,6-葡萄糖酐;顺式产物为正常的糖。利用水解产物可判断苷键构型,-消除反应:苷键的-位有吸电子基团者
14、,使-位的氢活化,在碱液中与苷键起消除反应而开裂,称-消除反应。 作 用 机 理: 在13或14连接的聚糖中,还原端的游离醛(或酮)邻位氢活化而与3-O-或4-O-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,对非还原端则无影响。剥落生成的是-羟基糖酸。, 碱催化水解,碱催化水解,-消除反应作用过程:,碱催化水解,用途:可从多糖剥落反应生成的糖酸中了解还原糖的取代方式。3-O-代的糖可形成3-脱氧糖酸4-O-代的糖可形成3-脱氧-2-羟甲基糖酸二个以上取代的还原糖难生成糖酸,1常用试剂:醋酐 + 酸 所用酸如:H2SO4、HClO4、CF3COOH或Lewis酸(ZnCl2、BF3)等
15、。 2反应条件:一般是在室温放置数天。 3反应机理:与酸催化水解相似,以CH3CO+(乙酰基)为进攻基团。,(四) 乙酰解反应,4反应速率:苷键邻位有电负性强的基团(如环氧基)可使反应变慢。-苷键的葡萄糖双糖的反应速率:(乙酰解易难程度)(16)(14)(13)(12),(四) 乙酰解反应,5用途 乙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。 乙酰解法可以开裂一部分苷键而保留另一部分苷键。,(四)乙酰解,多糖链苷,醋酐+酸(浓硫酸、 高氯酸、氯化锌),乙酰化单糖、 乙酰化低聚糖,选择性水解,1,6-苷键 1,4-苷键和 1,3-苷键 1,2-苷键,依鉴定结果 + 裂解规律
16、,推断多糖链苷中糖与糖之间的连接位置,鉴定(与标 准品对照),薄层色谱 气相色谱,乙酰解的用途,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。 乙酰解法可以开裂一部分苷键而保留另一部分苷键。, 氧化开裂法Smith降解法,除酶解外,苷键的其它裂解方法得到的可能是 次级苷元。 试剂:过碘酸(HIO4)、四氢硼钠(NaBH4)、稀酸 反应过程:,(五)氧化开裂法Smith降解法,苷元,稀酸室温 (温和),四氢硼钠 (还原),过碘酸 (氧化邻二醇),难水解的碳苷、苷元结构不太稳定的氧苷(皂苷),氧化开裂法 、两相酸水解法(样品+酸水+苯/氯仿),获得真正苷元,-D-葡萄糖苷(C-苷
17、) 带醛基的苷元苷元上其它结构不变,该方法不适用于苷元上也有邻二元醇结构的苷类,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。,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。,五、苷类的显色反应和沉淀反应,第四节 糖苷的提取分离,一、提取:,苷的存在状态 (原生苷、次 生苷、苷元),溶解性差异,苷与酶共存,提取目的,原生苷 (科研、生产),次生苷、苷元 (生产),酶解,提取次生苷、苷元,设法抑制酶的活性 (加热、拌碳酸钙、醇溶剂) 避免与酸、碱接触,用 极性溶剂(甲醇、乙醇、 沸水)提取,利用酶的活性
18、(加水、3040、 2448)加酸水解或碱水解、预发 酵后用有机溶剂(醇、苯、氯仿、石 油醚)提取,提取液,减压浓缩,浓缩液(含大量极性杂质),提取原生苷,提取液,减压浓缩,浓缩液,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 中加入CaCO3,或用甲醇、乙醇或沸水提取,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 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 是苷元,然后根据要求进行提取,因为其提取方法是 有差别的。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
19、,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, 都可能有苷的存在。以下是最常用的提取方法。,糖类的提取,苷类的提取和分离流程,流程图,苷类的提取,原生苷:先灭活酶,避免酸、碱水解。 次生苷:控制和利用酶、酸、碱的水解。,苷元的提取,水解全部糖基,避免苷元破坏。,要特别注意提取目的:,第五节、糖和苷类的检识,糖的检识:主要是利用糖的还原性和糖的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。 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
20、应的章节中介绍。,第五节 糖苷的检识,一、理化检识,苷,水 解,糖,+ 苷元,鉴别特点和意义,菲林试剂 ,吐伦试剂 ,Molish反应 + (-萘酚、 浓硫酸),+ ,+ ,+ ,还原糖特有,还原糖特有,苷与苷元的鉴别,1 薄层色谱(分配原理)硅胶正相色谱 硅胶反相色谱 固定相 硅胶表面吸附的水 RP-18、 RP-8 展开剂 正丁醇-乙酸-水(4:5:1,上层) 氯仿-甲醇乙酸乙酯-正丁醇-水(4:5:1,上层) 氯仿-甲醇-水氯仿-甲醇-水(65:35:10,下层) 甲醇-水(三元系统) (二元系统) 适用范围 大多数苷(极性偏大) 极性较小的苷及苷元,二、色谱检识,2纸色谱(分配原理)
21、固定相 : 水 展开剂 :正丁醇-乙酸-水(4:5:1,上层)正丁醇-乙醇-水(4:2:1,上层)水饱和的苯酚TLC及PC常用的显色剂: 苯胺-邻苯二甲酸试剂、间苯二酚-盐酸、双甲酮-磷酸 试剂(PC、TLC均可使用)茴香醛-硫酸、间苯二酚-硫酸、-萘酚-硫酸(仅TLC适宜) 注: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),第六节 糖和苷的结构研究,糖与苷的结构研究中需要解决的问题:,1. 糖的种类,2. 糖的氧环大小,3. 糖的端基碳的构型(苷键的构型),4. 糖的连接位置,5. 糖的连接顺序,一、组成糖苷的苷元、糖的鉴定,将苷用稀酸或酶进行水解,使生成苷元和各种单糖,然后再
22、对这些水解产物进行鉴定。 1.苷元的结构鉴定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 类型进行研究,其方法将在以后各章节逐一介绍。,2.苷中糖的种类的鉴定:糖苷先用稀硫酸水解,再用氢 氧化钡中和后过滤,滤液适当浓缩后用色谱方法鉴定 纸色谱(PC):分配原理,BAW系统,与标准品对照共色谱鉴定。 硅胶薄层色谱(TLC):用硼酸溶液或无机盐溶液 调制吸附剂铺板可增加上样量 纤维素薄层色谱(CLC):原理与PC相似,PC所用 的展开剂和显色剂均可用于纤维素薄层色谱,但后者 展开时间比前者显著缩短.,气相色谱(GC):糖苷水解、制备TMS衍生物(具 挥发性),
23、与标准品在相同条件下进行GC分析,根 据标准对照品的tR值确定样品中所含单糖的种类。 此法所需样品量小,操作简单,结果准确。 高效液相色谱(HPLC):用HRC-NH2色谱柱,乙腈-水(75:25)为流动相,流速0.8mL/min,差示折光检测器可检出不同的单糖组分。 气-质联用(GC-MS):不仅可以测出单糖的种类, 还可测出单糖之间的摩尔比。,3.糖的数目的测定,在用PC或TLC鉴定单糖时,同时还可用光密度扫描法 测定各糖斑点含量,计算各糖的分子比,推算出组成苷 的 糖的数目。,MS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。,1H-NMR谱:根据出现的糖的端基质子的信
24、号 (大处于低场)数目来确定糖分子的数目;或是将苷 制成全乙酰化或全甲基衍生物,根据1H-NMR谱中出现的 乙酰氧基、甲氧基信号(、 J)的数目推测出所含糖 的数目。,13C-NMR谱: 根据出现的糖端基碳原子信号(90 112ppm)的数目; 根据苷分子总的碳信号数目与苷元 碳 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:,端基质子,d 4.3 6.0,其他质子,d 3.2 4.2,d 1.0,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测糖的个数、种类及糖与苷的、糖与糖的连接位置。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、糖与苷的连接
25、位置。,二、苷元与糖、糖与糖之间连接位置的测定,1.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,将苷与苷元的碳谱相比较即可鉴别:醇羟基苷化,苷元-碳向低场位移(4 10ppm),-碳向高场位移(0.94.6ppm) 酚羟基苷化,苷元-碳向高场位移 ,-碳向低场位移,2.糖与糖之间连接位置的测定化学方法: 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) ,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,甲醇解,全甲基化,9%HCl-MeOH回流,+,+,苷元,苷的甲基化方法常用的主要有以下四种,其中 前两种为经典的方法,后两种是半
26、微量的现代 方法。 (1)Haworth法:用硫酸二甲酯和氢氧化钠(或碳酸钠/碳酸钾),可使醇羟基甲基化.此法的缺点是甲基化能力弱,如果欲进行全甲基化反应,必须反复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(一般可在丙酮或四氢呋喃中进行)可使醇羟基甲基化,但因氧化银具有氧化性,只能用于苷的甲基化,且不能用于还原糖的甲基化.,(3)Kuhn改良法:在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,加入碘甲烷和氧化银或硫酸二甲酯及氢氧化钡(或氧化钡),在搅拌下进行甲基化反应。此法的缺点是反应较慢. (4)HaKomori法(箱守法):在二甲基亚砜(DMSO)溶液中,加入氢化钠,以碘甲烷进
27、行甲基化反应。其反应机理是DMSO与NaH首先生成甲基亚磺酰负碳离子,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,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.从整个反应过程看,DMSO只起催化作用.,CH3SOCH3 + NaH CH3SOC-H2 + H2 +Na+ CH3SOC-H2 Na+ + ROH RO-Na+ + CH3SOCH3 RO-Na+ + CHI3 ROCH3 + NaI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 所用DMSO及NaH均呈强碱性,故分子中有酯键的苷类 不宜用
28、本法,而应采用Kuhn改良法.,2.糖与糖之间连接位置的测定 13C-NMR谱法:利用苷化位移规律,将苷与相应单糖的碳谱进行比较即可鉴别 。,糖与糖相连,内侧糖连接糖的碳原子移向低场 (47 ppm) 相邻碳原子移向高场( -1-4 ppm),三、苷中糖与糖之间连接顺序的确定,苷,缓和酸水解、酶解 乙酰解 全甲基化甲醇解,,部分苷键断裂 的裂解产物,推 断 (全甲基化甲苷应处于末端),分 析,1、部分水解法,EI-MS 需作成全甲基化、乙酰化或三甲基硅醚化物,FD-MS 或FAB-MS:常出现各种脱去不同程度糖基的碎片离子峰,也能确定糖与糖之间的连接顺序.,2、波谱分析法,(1)质谱(MS)法
29、: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 糖的连接顺序作出判断。,(2)核磁共振(NMR)法:根据13C-NMR谱中碳原子的自旋-弛豫时间(T1)的大小来推断糖的 连接顺序。,一般说来苷中组成糖的NT1 随糖链距离的增加 而增大,因此末端糖的NT1要比处于中心位置糖的大, 由分子末端向中心,糖分子的NT1逐步减小.,四、苷键构型的确定,1. 酶水解法(酶的专属性)如麦芽糖酶一般能水解-苷键;能被苦杏仁酶水解 的大多数为-苷键。但需注意,并非所有的-苷键都 能被苦杏仁酶所水解。,2. 用开勒(Klyne)经验公式进行计算D = D苷- D苷元,计算结果与单
30、糖的一对甲苷(-、-)的分子比 旋光度相比较:若与-甲苷接近,则该苷键构型为-构型 若与-甲苷接近,则该苷键构型为-构型,13C-NMR谱:(1)利用端基碳原子的判断苷键构型:除D-甘露糖、L-鼠李糖外,绝大多数单糖甲苷,其-型与-型的相差4ppm.(2)利用端基碳原子与端基质子的偶合常数 判断苷键构型:-甲苷 JC1-H1170Hz-甲苷JC1-H1160Hz 10ppm,3. 核磁共振(NMR)法确定苷键构型,(3)利用C1-H与C2-H的偶合常数,来判断苷键的构型(、)如:D-葡萄糖,利用C1-H与C2-H的偶合常数,来判断苷键的构型(、)如:D-葡萄糖,用1H-NMR可判断一些糖的相对
31、构型,但还有一些糖由于其结构上的原因,而无法利用1H-NMR来判断相对构型。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,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,H-2为a键的糖 (葡萄糖、木糖、半乳糖),H-2为e键的糖 (鼠李糖、甘露糖),-苷键 J12 = 23.5Hz (Jae、60),-苷键 J12= 69Hz (Jaa、180),-苷键 J12= 2Hz (Jae、60), -苷键 J12 = 2Hz (Jee、60),J12 不相等,J12 相等,可以用于构型的判断,不能用于构型的判断,-D-葡萄糖苷 -L-鼠李糖苷 J1 2 = J
32、ae = 23 Hz J1 2 = Jee = 2 Hz,-D-葡萄糖苷 -L-鼠李糖苷J12 = Jaa = 69 Hz J12 = Jae = 2 Hz,测定项目 MS 1H-NMR 13C-NMR糖种类 糖各质子的、J 糖的碳信号(与标准糖对照) (与标准糖对照)糖数目 分子量之差 端基质子信号数 端基碳信号数 ( 苷-苷元) (位于低场) (90112ppm)衍生物信号数 碳信号之差 (甲氧基特征 ) (苷-苷元信号差)(乙酰氧基特征),波谱分析在糖苷结构测定中的应用总结:,苷元与糖 苷化位移规律 连接位置 (苷与苷元碳谱相比较)糖与糖 苷化位移规律 连接位置 (苷与各糖碳谱相比较)糖
33、与糖 各糖碎片离子峰 自旋-弛豫时间 连接顺序 (与特征性末端糖 (末端糖的NT1最大)双糖数据相比较)苷键构型 端基质子J1-2 端基碳-型23Hz (、相差4ppm)-型69Hz 端基碳JC-H (H-2为键) -甲苷 170Hz-甲苷 160Hz (10ppm),测定项目 MS 1H-NMR 13C-NMR,第三章 主要内容总结,糖苷的结构特点、糖苷中常见单糖及糖苷的分类 糖苷的性质 苷键的裂解原理、方法及其应用范围 糖苷的检识 糖苷(原生苷、次生苷)的提取分离 糖苷的结构研究(糖的种类、数目、苷元与糖、糖与糖的连接位置、多糖链糖苷中糖与糖之间的连接顺序、苷键构型),思考题,1.苷键具有
34、什么性质?常用哪些方法裂解?各有何优缺点及应用范围? 2.苷键的酶催化水解有什么特点?有何应用? 3.写出Smith裂解反应的方程式. 4.糖苷键酸水解的原理是什么? 有哪些规律? 5.提取原生苷时抑制或破坏酶解的方法有哪些? 6.简述以提取苷元为目的时应该采取的措施及提取方法。 7.简述提取糖苷的一般方法流程。,8.简述糖和糖苷理化检识的方法及特点 9.简述色谱法检识糖和苷的原理、条件和方法。 10.简述常用的乙酰解试剂、方法及在低聚糖苷结构研究中的作用。 11.简述酶解法用于苷键构型判断的依据和方法。 12.简述用开勒经验公式计算判断苷键构型的方法。 13.简述糖苷的结构研究的程序和方法步骤。,全甲基化,回流,+,+ ROH,全甲基化 苷元,9%HCl- MeOH,2,4,6-三-O-甲基吡喃葡萄糖甲甘,2,3,4-三-O-甲基吡喃木糖甲甘,