天然药物化学 Nature Medicinal chemistry

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1 天然药物化学 Nature Medicinal chemistry
Carbohy 武汉理工大学制药工程系

2 本章基本内容 一、概述 二、结构类型 三、糖苷分类 四、糖和苷的物理性质 五、糖的化学性质 六、苷键的裂解 七、糖的提取分离
八、糖的鉴定和糖链结构的测定

3 一、概述 糖类又称碳水化合物（carbohydrates），是植物光合作用的初生产物，是一类丰富的天然产物，如：蔗糖、粮食(淀粉)、棉布的棉纤维等。 糖类、核酸、蛋白质、脂质 ——生命活动所必需的四大类化合物。 化学结构：多羟基内半缩醛(酮)及其缩聚物。根据其分子水解反应的情况，可以分为单糖、低聚糖和多糖。

4 一、概述 单糖：不能水解的最简单的多羟基内半缩醛(酮)。 如葡萄糖等。 低聚糖：水解后生成 2 ~ 9 个单糖分子的糖。 如：蔗糖（D-葡萄糖-D果糖） 麦芽糖（葡萄糖1→4葡萄糖） 多糖：水解后能生成多个单分子的，称为多糖。 如：淀粉、纤维素等

5 二、结构类型 ㈠糖的表示式 单糖是多羟基醛或酮。从三碳糖至八碳糖天然界都有存在。以Fischer式表示如下：

6 二、结构类型 单糖在水溶液中形成半缩醛环状结构，即成呋喃糖和吡喃糖。 具有六元环结构的糖——吡喃糖（pyranose） 具有五元环结构的糖——呋喃糖（furanose） 糖处游离状态时用Fischer式表示 苷化后成环用Haworth式表示

7 二、结构类型 ㈡Fischer与Haworth的转换及其相对构型

8 二、结构类型 Fischer式：（C1与C5的相对构型） C1-OH与原C5（六碳糖）或C4（五碳糖）-OH， 顺式为α，反式为β。 Haworth式： C1-OH与C5（或C4）上取代基之间的关系： 同侧为β，异侧为α。

9 二、结构类型 ㈢糖的绝对构型（D、L） 以α-OH甘油醛为标准，将单糖分子的编号最大的不对称碳原子的构型与甘油醛作比较而命名分子构型的方法。

10 二、结构类型 Fischer式中最后第二个碳原子上-OH向右的为D型，向左的为L型。 Haworth式中C5向上为D型，向下为L型。

11 二、结构类型 戊醛糖和已酮糖的绝对构型判断： 吡喃型Haworth式，由于原构型标准（C4-OH和C5-OH）不参与成环，故可直接根据它们的位置判断构型。

12 即：戊醛糖的C4或已酮糖的C5-OH处于环上者为L构型；环下者为D构型。
二、结构类型 即：戊醛糖的C4或已酮糖的C5-OH处于环上者为L构型；环下者为D构型。 D-木糖 （D-xylose） D-果糖 （D-fructose） 4 5 习惯上将D型糖中C1-OH处环上者为体，环下者为体。在L型糖中相反。

13 同样，将D型糖中C1-OH处环上者为体，环下者为体。在L型糖中相反。
二、结构类型 已醛糖由Fischer转成呋喃型的Haworth，由于C5-C6部分成为环外侧链，判断构型时仍以C5为标准，C5-R者为D型糖；C5-S者为L型糖。 R D-呋喃半乳糖 同样，将D型糖中C1-OH处环上者为体，环下者为体。在L型糖中相反。

14 二、结构类型 ㈣环的构象

15 二、结构类型 Angyal用总自由能来分析构象式的稳定性，比较二种构象式的总自由能差值，能量低的是优势构象。 如：葡萄糖的二种构象式的比较：

16 三、糖苷分类 ㈠糖匀体 均由糖组成的物质。如单糖、低聚糖、多糖等。 1．常见单糖

17 三、糖苷分类

18 三、糖苷分类 2．氨基糖 是指单糖的伯或仲醇基置换成氨基的糖类。

19 三、糖苷分类 3．糖醇 单糖的醛或酮基还原成羟基后所得的多元醇。 4．去氧糖 单糖分子的一个或二个羟基为氢原子代替的糖。

20 三、糖苷分类 5．糖醛酸 单糖分子中伯醇基氧化成羧基的化合物。

21 三、糖苷分类 ㈡糖杂体 糖与非糖组成的化合物——苷 苷的分类： 1．按苷原子不同分类 ⑴氧苷 如：红景天苷

22 三、糖苷分类 ⑵氮苷：如腺苷 。 ⑶硫苷：如萝卜苷。 ⑷碳苷：如牡荆素。

23 三、糖苷分类 2．按苷元不同分类 如：黄酮苷、蒽醌、香豆素、强心苷、皂苷等 3．按苷键不同分类 ⑴醇苷：是通过醇羟基与糖端基羟基脱水而成的苷。如红景天苷。 ⑵酚苷：是通过酚羟基而成的苷。如天麻苷。 ⑶酯苷：苷元以-COOH和糖的端基碳相连接的是酯苷。如山慈菇苷A。 ⑷氰苷：是指一类α羟腈的苷。如野樱苷。

24 三、糖苷分类

25 三、糖苷分类 4．按端基碳构型分 α苷，多为L型； β苷，多为D型。 5．按连接单糖个数分 1个糖——单糖苷 2个糖——双糖苷 3个糖——叁糖苷

26 三、糖苷分类 6．按糖链个数分 1个位置成苷——单糖链 2个位置成苷——双糖链 7．按生物体内存在分 原级苷——在植物体内原存在的苷； 次级苷——原级苷水解掉一个糖或结构发生 改变。

27 四、糖和苷的物理性质 ㈠溶解性 糖——小分子极性大，水溶性好 聚合度增高 水溶性下降。 多糖难溶于冷水，或溶于热水成胶体溶液。 单糖极性 > 双糖极性 （与羟基和碳的分担比有关，即按-OH/C的分担情况而定） 苷——亲水性（与连接糖的数目、位置有关） 苷元——亲脂性

28 四、糖和苷的物理性质 ㈡味觉 ①单糖~低聚糖——甜味。 ②多糖——无甜味 （随着糖的聚合度增高，则甜味减小） ③苷类——苦、甜等 （人参皂苷）（甜菊苷）

29 四、糖和苷的物理性质 ㈢旋光性及其在构型测定中的应用 具有多个不对称碳原子——用于苷键构型的测定（即α、β苷键）。 多数苷类呈左旋。 利用旋光性 → 测定苷键构型 Klyne法： 将苷和苷元的分子旋光差与组成该苷的糖的一对甲苷的分子旋光度进行比较，数值上相接近的一个便是与之有相同苷键的一个。

30 五、糖的化学性质 ㈠氧化反应 ㈠氧化反应 单糖的分子有醛（酮）、伯醇、仲醇和邻二醇等结构，氧化条件不同其产物也不同。 如：

31 五、糖的化学性质 ㈠氧化反应 糖分子化学反应的活泼性： 端基碳原子 > 伯碳 > 仲碳 （即C1-OH、C6-OH、C2 C3 C4-OH） 以过碘酸反应为例来了解糖的氧化反应的应用 过碘酸反应 主要作用于： 邻二醇、α-氨基醇、α-羟基醛（酮）、邻二酮和某些活性次甲基等结构。

32 五、糖的化学性质 ㈠氧化反应 邻羟基：

33 五、糖的化学性质 ㈠氧化反应 -羟基酮： -氨基醇： 邻二酮：

34 五、糖的化学性质 ㈠氧化反应 反应特点： ①反应定量进行（试剂与反应物基本是1:1）； ②在水溶液中进行或有水溶液（否则不反应）； ③反应速度：顺式 > 反式 （因顺式易形成环式中间体）； ④游离单糖产物及消耗过碘酸用Fischer式计算; 成苷时糖产物及消耗过碘酸用Haworth式计算; ⑤在异边而无扭转余地的邻二醇不起反应。

35 五、糖的化学性质 ㈠氧化反应 Fischer式和Haworth式消耗过碘酸的计算：

36 五、糖的化学性质 ㈠氧化反应 在异边无扭转余地的邻二醇：

37 五、糖的化学性质 ㈠氧化反应 用途： ①推测糖中邻二-OH多少； （试剂与反应物基本是1:1）； ②同一分子式的糖，推测是吡喃糖还是呋喃糖；

38 五、糖的化学性质 ㈠氧化反应 ③推测低聚糖和多聚糖的聚合度； ④推测1,3连接还是1,4连接 （糖与糖连接的位置）

39 五、糖的化学性质 ㈡糠醛形成反应 ㈡糠醛形成反应（Molish反应）

40 五、糖的化学性质 ㈡糠醛形成反应 Molish反应： 样品 + 浓H2SO4 + α-萘酚 → 棕色环 多糖、低聚糖、单糖、苷类——Molish反应= ？

41 五、糖的化学性质 ㈢羟基反应 ㈢羟基反应 糖的-OH反应——醚化、酯化和缩醛（酮）化。 反应活性： 最高的半缩醛羟基（C1-OH） 其次是伯醇基（C6-OH） 仲醇次之。 （伯醇因其处于末端的空间，对反应有利，因此活性高于仲醇。）

42 五、糖的化学性质 ㈢羟基反应 1．醚化反应（甲基化） ①Haworth法（不常用） 含糖样品 + Me2SO4 + 30%NaOH → 醇-OH全甲基化 （需反复6~8次） 判断反应是否完全的方法： 甲基化物可用红外光谱测试，直到无-OH吸收峰为止。 制备成甲苷—— 用限量试剂，即克分子比1∶1时，可得甲苷。

43 五、糖的化学性质 ㈢羟基反应 ②Purdie法 样品 + MeI + Ag2O → 全甲基化（醇-OH） 只能用于苷，不宜用于还原糖（即有C1-OH的糖）。因Ag2O有氧化作用，可使C1-OH氧化。 ③Hakomori法（箱守法） 样品 + DMSO + NaH + MeI → 全甲基化 （一次即可） 该反应是在非水溶剂中，即二甲基亚砜（DMSO）溶液中进行反应。

44 五、糖的化学性质 ㈢羟基反应 ④重氮甲烷法（CH2N2） 样品 + CH2N2 / Et2O + MeOH → 部分甲基化 （-COOH、-CHO等） 2．酰化反应（酯化反应） 羟基活性与甲基化反应相同，即 （C1-OH、C6-OH、C3最难） （由于C2位取代后，引起的空间障碍，使得C3最难被酰化。） 利用酰化可判断糖上-OH数目、保护-OH等。

45 五、糖的化学性质 ㈢羟基反应 3．缩酮和缩醛化反应 酮或醛在脱水剂如矿酸、无水ZnCl2、无水CuSO4等存在下可与多元醇的二个有适当空间位置的羟基易形成环状缩酮（ketal）和缩醛（acetal）。 酮类易与顺邻-OH生成 —— 五元环状物 醛类易与1,3-双-OH生成 —— 六元环状物

46 五、糖的化学性质 ㈢羟基反应 糖 + 丙酮 → 五元环缩酮 (异丙叉衍生物) 糖 + 丙酮 → 六元环缩酮 (双异丙叉衍生物) 例：当糖具有顺邻-OH时，其生成五元环状物（异丙叉衍生物）：

47 五、糖的化学性质 ㈢羟基反应 当糖结构中无顺邻-OH时，则易转变为呋喃糖结构，再生成五元环状物（异丙叉衍生物） 。

48 五、糖的化学性质 ㈢羟基反应 糖 + 苯甲醛 → 六元环状缩醛 （苯甲叉衍生物） 例如： 葡萄糖甲苷 + 苯甲醛 ⇒ (具1,3-OH结构) 以上方法主要目的是保护-OH。

49 五、糖的化学性质 ㈣羰基反应 ㈣羰基反应 还原糖 + 苯肼 → 糖腙 （多为水溶性的） 还原糖 + 3分子苯肼 → 糖脎 （较难溶于水）  2-去氧糖不能成脎（因C2上无-OH）。 应用——糖的鉴定、分离和纯化。

50 五、糖的化学性质 ㈤硼酸络合反应 ㈤硼酸络合反应 糖的邻二-OH可与许多试剂生成络合物，借生成络合物的某些物理常数的改变，可以有助于糖的分离、鉴定和构型推定。 重要的如：硼酸络合物、钼酸络合物、铜氨离子络合物等。 糖 + 硼酸 → 络合物 （酸性增加、可离子化） （H3BO3是接受电子对的Lewis酸）

51 五、糖的化学性质 ㈤硼酸络合反应 硼酸络合反应的应用： ①络合后，中性可变为酸性，因此可进行酸碱中和滴定； ②可进行离子交换法分离； ③可进行电泳鉴定； ④在混有硼砂缓冲液的硅胶薄层上层析。

52 六、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。 ㈠酸催化水解反应 ㈡乙酰解反应 ㈢碱催化水解和β消除反应 ㈣酶催化水解反应 ㈤氧化开裂法（Smith降解法）

53 六、苷键的裂解 ㈠酸催化水解反应 ㈠酸催化水解反应 苷键属于缩醛结构，易为稀酸催化水解。水解反应是苷原子先质子化，然后断键生成阳碳离子或半椅型的中间体，在水中溶剂化而成糖。

54 六、苷键的裂解 ㈠酸催化水解反应 酸水解的规律： ⑴苷原子不同，酸水解难易顺序：N > O > S > C （C-苷最难水解，从碱度比较也是上述顺序） ⑵呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解。 因五元呋喃环的颊性使各取代基处在重叠位置，形成水解中间体可使张力减小，故有利于水解。 ⑶酮糖较醛糖易水解 酮糖多为呋喃结构，而且酮糖端基碳原子上有-CH2OH大基团取代，水解反应可使张力减小。

55 六、苷键的裂解 ㈠酸催化水解反应 ⑷吡喃糖苷中： ①吡喃环C5上取代基越大越难水解，水解速度为：五碳糖 > 甲基五碳糖 > 六碳糖 > 七碳糖 ②C5上有-COOH取代时，最难水解 （因诱导使苷原子电子密度降低） ⑸氨基取代的糖较-OH糖难水解，-OH糖又较去氧糖难水解。 2,3-二去氧糖 > 2-去氧糖 > 3-去氧糖 > 羟基糖 > 2-氨基糖

56 六、苷键的裂解 ㈠酸催化水解反应 ⑹在构象相同的糖中: a键(竖键)-OH多则易水解。 ⑺芳香属苷较脂肪属苷易水解。 如：酚苷 > 萜苷、甾苷 （因苷元部分有供电结构，而脂肪属苷元无供电结构） ⑻苷元为小基团苷键横键比竖键易水解( e > a ) （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）

57 六、苷键的裂解 ㈡乙酰解反应 ㈡乙酰解反应 1．常用试剂：醋酐 + 酸 所用酸如：H2SO4、HClO4、CF3COOH或Lewis酸（ZnCl2、BF3）等。 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，Ac）为进攻基团。

58 六、苷键的裂解 ㈡乙酰解反应 ※乙酰解反应易发生糖的端基异构化。

59 六、苷键的裂解 ㈡乙酰解反应 4．反应速率： ⑴苷键邻位有电负性强的基团（如环氧基）可使反应变慢。 ⑵β-苷键的葡萄糖双糖的反应速率： （乙酰解易难程度） （1→6）>>（1→4）>>（1→3）>>（1→2）

60 六、苷键的裂解 ㈡乙酰解反应 5．用途 ⑴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。 ⑵乙酰解法可以开袭一部分苷键而保留另一部分苷键。

61 六、苷键的裂解 ㈢碱催化水解 ㈢碱催化水解和β消除反应 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 β-吸电子基取代的苷

62 六、苷键的裂解 ㈢碱催化水解 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

63 六、苷键的裂解 ㈢碱催化水解 β-消除反应： 苷键的β-位有吸电子基团者，使α-位氢活化，在碱液中与苷键起消除反应而开裂，称~。 作用机理： 在1→3或1→4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α-羟基糖酸。

64 六、苷键的裂解 ㈢碱催化水解 β-消除反应作用过程：

65 六、苷键的裂解 ㈢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

66 六、苷键的裂解 ㈣酶催化水解反应 ㈣酶催化水解反应 用酶水解苷键可以获知苷键的构型，可保持苷元结构不变的真正苷元。 酶专属性高，选择性地催化水解某一构型的苷。 如： 苦杏仁酶（emulsin）——水解——β-葡萄糖苷键 纤维素酶（cellulase）——同上 麦芽糖酶（maltase）——水解——α-葡萄糖苷键

67 六、苷键的裂解 ㈤氧化开裂法 ㈤氧化开裂法（Smith降解法） 可得到原苷元 （除酶解外，其它方法可能得到的是次级苷元） 试剂：过碘酸(HIO4)、四氢硼钠(NaBH4)、稀酸 反应过程：

68 七、糖的提取分离 ㈠提取 ㈠提取 主要为溶剂法——水、稀醇（单糖、低聚糖、多糖） 糖类的提取可根据它们对乙醇和水的溶解度不同，而采用冷热水、冷热稀醇等条件。 苷类分子的极性随着糖基的增多而增大。可根据其极性大小，来选择相适应的溶剂。 破坏或抑制植物体内酶的方法： 采集新鲜材料——迅速加热干燥——冷冻保存等

69 七、糖的提取分离 ㈡分离 ㈡分离 1．活性炭柱色谱 2．纤维素色谱 3．离子交换柱色谱 4．凝胶柱色谱 5．季铵氢氧化物沉淀法 6．分级沉淀或分级溶解法 7．蛋白质除去法

70 七、糖的提取分离 ㈡分离 1．活性炭柱色谱 ⑴概述 用途——分离水溶性物质较好 如：氨基酸、糖类及某些苷类。 特点：（对于活性炭柱色谱） ①上样量大，分离效果较好，适合大量制备； ②来源容易，价格廉； ③缺点：无测定其吸附力级别的理想方法。

71 七、糖的提取分离 ㈡分离 分类： ①粉末状活性炭——颗粒细，总表面积大，吸附力及吸附量大。 ②颗粒状活性炭——颗粒较上者大，吸附力及吸附量也较上者次之。 ③绵纶-活性炭——以锦纶为粘合剂，将粉末状活性炭制成颗粒，吸附力最弱。

72 七、糖的提取分离 ㈡分离 ⑵活性炭对物质的吸附规律 对分子量大的化合物吸附力大于分子量小的化合物，即：多糖 > 单糖 活性炭在水溶液中的吸附力最强，在有机溶剂中吸附力较弱。洗脱顺序： H2O、10%、20%、30%、50%、70%乙醇液 无机盐 →二糖 →三糖 →多糖 单糖等

73 七、糖的提取分离 ㈡分离 2．纤维素色谱 原理与PC相同，属分配层析。 溶剂系统：水、丙酮、水饱和的正丁醇等。 用水溶性的溶剂如HAc：H2O进行展开时，其原理属吸附层析。

74 七、糖的提取分离 ㈡分离 3．离子交换柱色谱 ①除水提液中的酸、碱性成分和无机离子； ②制成硼酸络合物——强碱性阴离子交换树脂（不同浓度硼酸盐液洗脱）

75 七、糖的提取分离 ㈡分离 4．凝胶柱色谱 常用商品名称及型号： 葡聚糖凝胶（商品名：Sephadex G） G-10、G-15、G-200等 [10—表示吸水量乘以10，即1.0ml/g的吸水量] 琼脂糖凝胶（Sepharose，Bio-Gel A） 聚丙烯酰胺凝胶（Bio-Gel P） 羟丙酰基交联葡聚糖凝胶（Sephadex LH-20） （亲脂性，可在有机溶剂中进行分离的分子筛）

76 七、糖的提取分离 ㈡分离 操作过程： 除LH-20外，均在H2O中进行。 ①将凝胶在适当的溶液中浸泡（多为洗脱剂）； ②待充分膨胀后装入层析柱； ③用洗脱液洗脱； ④收集、回收溶液，干燥。

77 七、糖的提取分离 ㈡分离 洗脱溶剂的选择： 分离中性物质——水及电解质溶液 （酸、碱、盐溶液及缓冲液） 阻滞较大的组分——水+有机溶液 （水-甲醇、水-乙醇、水-丙酮等） LH-20可用有机溶液进行溶胀（如：CHCl3、丁醇、二氧六环等） (适用：有机物质的分离，如：脂类、固醇类等)

78 七、糖的提取分离 ㈡分离 5．季铵氢氧化物沉淀法 季铵氢氧化物是一类乳化剂。

79 七、糖的提取分离 ㈡分离 6．分级沉淀或分级溶解法 在糖的水溶液中，逐步加入乙醇，即逐渐增大EtOH浓度，可得到各部分的沉淀物。 为使多糖稳定，多糖通常在pH=7时进行 酸性多糖在pH=2~4时进行 处理酸性多糖时，为防酸水解苷键，操作宜迅速。

80 七、糖的提取分离 ㈡分离 7．蛋白质除去法 用分级沉淀法得到的多糖，常夹杂有较多的蛋白质，为除之，通常选择能使蛋白质沉淀而使多糖不沉淀的试剂来处理，如：酚、三氯乙酸、鞣酸等。 注意：处理时间要短，温度要低。 （避免多糖降解） 三氟三氯乙烷法和Sevag法（用氯仿：戊醇或丁醇4：1混合）在避免降解上有较好效果。

81 七、糖的提取分离 ㈡分离 ㈢糖的提取分离实例 地黄根中单糖和低聚糖的分离 取鲜根→热EtOH、H2O提→阴阳离子交换树脂（除酸碱成分）得中性成分 活性炭柱（15%HOAc处理） 以H2O、稀EtOH（5、10、15、 25% 顺次洗脱）,经PC检定，合并 D-葡萄糖 D-半乳糖 D-果糖 蔗糖 棉子糖 甘露三糖 水苏糖(四糖) 毛蕊糖(五糖)

82 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 ㈠糖的鉴定 1．纸层析 展开系统：常用水饱和的有机溶剂展开。 如：正丁醇：醋酸：水（4：1：5上层）BAW 水饱和苯酚等溶剂系统。 显色剂：邻苯二甲酸苯胺、硝酸银试剂(使还原糖显棕黑色)、三苯四氮唑盐试剂（单糖和还原性低聚糖呈红色）、3,5-二羟基甲苯盐酸试剂（酮糖呈红色） 等。

83 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 2．薄层层析 可用（硼酸液 + 无机盐）+ 硅胶 → 制板 吸附剂：硅胶 （用0.03M硼酸液或无机盐的水液代水制板） 常用的无机盐：0.3M磷酸氢二钠或磷酸二氢钠 0.02M乙酸钠 0.02M硼酸盐缓冲液 0.1M亚硫酸氢钠/H2O

84 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 硼酸与无机盐制板的特点： 增加糖在固定相中的溶解度，使硅胶薄层吸附能力下降，利于斑点集中，又可增加样品的承载量。 显色剂：除纸层析应用的以外，还用如： H2SO4/H2O或乙醇液 茴香醛-硫酸试剂 苯胺-二苯胺磷酸试剂 等

85 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 3．气相层析 将糖制备成三甲基硅醚（增加其挥发性） 将醛糖用NaBH4还原成多元醇（避免形成端基异构体）制成乙酰化物或三氟乙酰化物。 4．液相色谱 填充材料——化学修饰的硅胶 优：不必制备成衍生物。 适合分析对热不稳定、不挥发的低聚糖和多糖。 分析单糖和低聚糖，其灵敏度不及气相层析。

86 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 5．离子交换层析 糖的硼酸络合物——可进行离子交换层析 优：不必制成衍生物，而直接用水溶液进行分离（与气相比较） 糖自动分析仪： 显 色：3,5-二羟基甲苯-浓硫酸 波 长：425nm 上样量：每种组成不超过1mg 洗脱剂：四硼酸钾的缓冲溶液

87 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 ㈡糖链结构的测定 主要解决的问题——单糖的组成、糖之间的连接位置和顺序、苷键构型 1．单糖的组成 2．单糖之间连接位置的决定 3．糖链连接顺序的决定 4．苷键构型的决定 5．13C-NMR在糖链结构测定中的应用

88 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 1．单糖的组成 低聚糖、多糖的结构分析，首先要了解由哪些单糖所组成，各种单糖之间的比例如何。 一般是将苷键全水解，用PC检出单糖的种类，经显色后用薄层扫描仪求得各种糖的分子比。 也可用GLC或HPLC对单糖定性定量。 GLC常以甘露醇或肌醇为内标，用已知单糖作标准。

89 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 2．单糖之间连接位置的决定 ①将糖链全甲基化→水解→甲基化单糖的定性和定量（气相层析） （甲基化单糖中游离-OH的部位就是连接位置） ②13C-NMR测定：主要归属各碳信号，以确定产生苷化位移的碳。

90 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 3．糖链连接顺序的决定 ①缓和水解法：将糖链水解成较小的片段，然后分析这些低聚糖的连接顺序。 ②质谱分析。 4．苷键构型的决定 ⑴分子旋光差（klyne法） ⑵酶催化水解方法 ⑶1H-NMR判断糖苷键的相对构型 ⑷其它

91 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 ⑶1H-NMR判断糖苷键的相对构型 在糖的1H-NMR中： 端基质子——δ5.0 ppm左右 其它质子——δ3.5~4.5 ppm 可通过C1-H与C2-H的偶合常数，来判断苷键的构型（α、β） 例如：D-葡萄糖

92 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 D-葡萄糖

93 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 用1H-NMR可判断一些糖的相对构型，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：

94 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 再如： ⑷其它 IR——α葡萄糖苷在770、780 cm-1有强吸收峰； MS——葡萄糖苷乙酰化物331碎片峰强度：α > β

95 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 5．13C-NMR在糖链结构测定中的应用 端基碳——δ97~106 ppm 一般在13C-NMR谱中： 如：D-葡萄糖

96 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 D-葡萄糖苷 C1——α型 97~101 ppm β型 103~106 ppm CH-OH (C2、C3、C4) 70~85 ppm CH2-OH (C6) 左右 CH < 20 ppm 用门控去偶技术，可判断呋喃糖的端基碳与端基质子的偶合常数。 α苷键JC-H≈170Hz β苷键JC-H≈160Hz

97 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 苷化位移（glycosidation shift） 糖苷化后，端基碳和苷元α-C化学位移值均向低场移动，而邻碳稍向高场移动（偶而也有向低场移动的），对其余碳的影响不大，这种苷化前后的化学变化，称苷化位移。

98 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 苷元β位有取代时的苷化位移： ①苷元α-碳手性和糖端基手性都为R（或S）时，苷化位移值与苷元为位无取代的环醇相同。 如：

99 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 ②苷元α-碳和糖端基碳手性不同时，端基碳和α-碳的苷化位移值比苷元为β-无取代的相应碳的苷化位移值大约为3.5ppm。

100 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 酯苷、酚苷的苷化位移： 当糖与-OH形成酯苷键或酚苷键时，其苷化位移值较特殊，端基碳和苷元α-碳均向高场位移。

101 八、糖的鉴定和糖链结构的测定 三萜类化合物——齐墩果酸：

102 本章重点内容 掌握常见几种单糖的结构（Haworth式）； 掌握化学反应的特点及应用； 掌握苷键裂解的各种方法及其特点；
（如：酸解、碱解、酶解、Smith降解等） 1H-NMR及13C-NMR在糖苷中的应用 （如：苷键构型的测定、化学位移值大致区间、糖端基碳的化学位移值、利用J值判断苷键构型、苷化位移（含酚苷和酯苷）等。）

103 The End