第二章-糖和苷1课件.ppt

1、学习本章要求：1.掌握糖的分类，单糖、低聚糖、多糖的结构特点及命名。2.能写出常见糖的结构（Fischer 式；Haworth式和优势构象）从结构式能写出糖的名称。3.掌握糖的理化性质：（1）过碘酸氧化反应及其在糖苷 结构鉴定中的应用；（2）糠醛反应，甲基化，乙酰化 反应；1.单糖的立体化学 单糖（monosaccharide）是多羟基醛或多羟基酮类化合物，是组成糖类及其衍生物的基本单元。单糖的结构表示方法有三种：（1）Fischer投影式 （2）Haworth投影式 （3）优势构象式以葡萄糖为例子：（分子式）CCCCHOHOHHHOHHOCCH2OHOH.CHOCCCCCH2OHHOHOHH

2、HOHHOHD-glucose-D-glucoseHaworth式优势构象式OOHHHOHOHHCH2OHOHHCCCCHOHOHHHOHHCCH2OHHOOH.OO-D-glucoseOHHHOHHOHOHCH2OHOHOO D-glucose Haworth式优势构象式 D-glucose-D-glucose2.糖和苷的分类一、单糖类（一）五碳醛糖（aldopentose）L阿拉伯糖(Larabinose,Ara)D木糖(Dxylose,xyl)OOOHOHOHOHOHH.OHOHH.OH（二）、六碳醛糖（aldohexoses）Dglucose,GlcOH.O H（三）六碳酮糖（Keto

3、hexose,hexulose）CH2OHCCCCCH2OHOOHHHOHHOHOOHOHOHHHCH2OHHOH2C D 果糖（Dfructose,Fru)D果糖 (Dfructose,Fru)（四）甲基五碳糖CHOCCCCCH3HOHHOHOHHOHH L-鼠李糖（L-rhamaose,Rha）OOHCH3H,OH L鼠李糖(Lrhamaose,Rha)（五）氨基糖（amino sugar）氨基2去氧D葡萄糖 （Dglucosamine）H,OHOOHNH2OH（六）糖醛酸（uronic acid）H,OHD葡萄糖醛酸（Dglucuronic acid）OCOOHOHOHOH D葡萄糖醛酸

4、(D glucuronic acid)二、低聚糖类 由29个单糖通过苷键结 合而成的直链或支链聚糖，称为低聚糖。（oligosaccharides）蔗糖（非还原糖）OOOCH3OH，OH芸香糖（还原糖）O 蔗糖(非还原糖)芸香糖 (还原糖)三、多聚糖类（多糖类）由十个以上单糖通过苷 键连接而成的糖称为多 糖（polysaccharides）。多糖中的单糖在100个以 上，甜味及还原性消失。（一）植物多糖1.淀粉（starch）2.纤维素（cellulose）3.树胶（gum）4.粘液类（mucilage）和 粘胶质（pectic substance）（二）动物多糖 1.糖原（glycogam）

5、2.甲壳素（chitin）3.肝素（heparin）4.硫酸软骨素（chondrotin sulfate）5.透明质酸（hyaluronic acid）含多糖的中药有：人参、黄芪、枸杞、刺五加、当归、猕猴桃、灵芝、银耳、茯苓等含有的多糖是具有抗肿瘤，增强免疫，降血脂，降血糖，抗肝炎，抗衰老等生物活性。四.苷类（glycosides）(一)定义 苷类又称配糖体，是糖或糖的衍生物与另一非糖物质（苷元或配糖体）通过糖的端基碳原子连接而成化合物。黄芩苷OOHOHOHCOOHOOHOHOO黄芩苷#按连接单糖基的个数分为 单糖苷、双糖苷。#按连接糖链数分为单糖链 苷，双糖链苷，三糖链苷等。(二)苷的结构分

6、类#原生苷和次级苷。#按苷键原子不同分为氧苷、硫苷、氮苷、碳苷。#按苷的特殊性质及物理活 性分为皂苷、强心苷。#按苷元化学结构类型分为 黄酮苷、蒽醌苷、生物碱 苷、三萜苷等。重点介绍按苷键原子分类：1.氧苷（O苷）醇苷 通过苷元上醇羟基与 糖或糖的衍生物的半 缩醛或半缩酮羟基脱 掉一分子水缩合而成 的化合物。OOH红景天苷(rhodioloside)1.来源：中药红景天2.生物活性：抗衰老O 红景天苷(rhodioloside)1.来源:中药红景天 2.生物活性:抗衰老 酚苷 由苷元酚羟基与糖分子端基羟 基脱水缩合而成。天麻苷（gastrodin）1.来源：中药天麻2.生理活性：镇静、止痛。C

7、H2OHOO 天麻苷(gastrodin)1.来源:中药天麻 2.生理活性:镇静、止痛 氰苷（cyanogenic glycoside）主要指一类具有羟基腈 基的苷元与糖组成的氧苷。O苦杏仁苷（amygdain）1.来源：中药杏仁2.生理活性：镇咳OCHCNOOCHCNO野樱苷（prunasin）O 苦杏仁苷（amygdain）1.来源：中药杏仁 2.生理活性：镇咳野樱苷（prunasin）酯苷 由苷元羧基和糖的半缩 醛羟基脱水连接而成。OCH2OHRCH2OO山慈姑苷 A R=H山慈姑苷 B R=OH1.来源：中药山慈姑2.生理活性：抗酶菌三慈姑苷 A R=H 1.来源：中药三慈姑三慈姑苷

8、B R=OH 2.生理活性：抗霉菌硫苷（S苷）由苷元上巯基与糖分子 端基羟基脱水缩合而成。OCCCH2CH2CHCHSOCH3SNOSO3萝卜苷萝卜苷氮苷（N苷）是由苷元上氮原子与糖 分子的端基碳直接相连 而成。NNNH2OHNNO巴豆苷（crotonside）1.来源：中药巴豆2.生理活性：抗菌巴豆苷（crotonside）1.来源：中药巴豆2.生理活性：抗菌碳苷（C苷）苷元碳上的氢原子与糖的 半缩醛羟基脱水缩合而成。OHOOHCH2OHHO芦荟苷1.来源：中药芦荟2.生理活性：致泻 芦荟苷1.来源：中药芦荟2.生理活性：致泻3 糖的化学性质1.氧化反应：（过碘酸氧化反应）2.糠醛形成应：（

9、糠醛与许多胺类，酚类试剂 反应，如：萘酚和硫酸）3.羟基反应：醚化反应：(甲醚化，三甲基硅醚化，三苯甲醚化）酰化反应：（乙酰化，甲苯磺酰化）缩醛缩酮反应硼酸络合反应一.酸催化水解酸水解易难顺序为：N-苷O-苷S-苷C-苷酮糖较醛糖易水解4 苷的裂解吡喃环上C5上取代基越大 越难水解，其水解速度为：五碳糖甲基五碳糖六碳糖 七碳糖糖醛酸去氧糖羟基糖氨基糖乙酰化OOAcOAcOAcOROAcHOOR二.乙酰化反应（acetolysis）常用试剂：醋酐和酸常用的酸：硫酸和高氯酸乙酰化三.酶催化水解反应 常用于苷键水解的酶有：2.麦芽糖酶（maltase）水解-D葡萄糖苷1.转化糖酶（invertase

10、）水解-果糖苷键5.蜗牛酶 水解-苷键4.纤维素酶（cellulase）-D葡萄糖苷3.杏仁苷酶（emulsin）-D六碳醛糖OH.OHOOOH.OH.CH2O 纤维素酶 室温4天OOOH.OH.CH2OH+穿心莲内酯19 D葡萄糖苷穿心莲内酯纤维素酶室温4天穿心莲内酯穿心莲内酯19D葡萄糖苷四.过碘酸裂解反应 （smith降解法）常用试剂：NaIO4、NaBH4、HClIO4-OOROOHCOHCORBH4OHOH2CHOH2CORH+ROHCH2OHCHOHCH2OHCHOCH2OHOHglcglc o6glcglc o2HOAc IO4-BH4-H+OHOHHO20（S）原人参二醇OHg

11、lcglc o2OH20（R）次皂苷 HClt-Buo-H+20（S）20（R）人参二醇OHOHO20（s）原人参二醇20（R）次皂苷20（S）20（R）人参二醇 三.单糖的鉴定（1）用25mol/L HCl或H2SO4 将聚糖水解成单糖。（2）有PC或TLC与已知糖对照，可决定单糖的种类。（3）用薄层扫描法测定糖的相对 含量。（4）用GC或HPLC对各单糖进行 定性定量分析。四.糖连接位置的测定 1.甲基化法的方法与步骤：（1）全甲基化。（2）用H+水解。（3）用TLC法与已知单糖的各 种不同位置的甲基化衍生 物对照鉴定。（4）用 GC 对水解物进行定性 定量分析。OR，OOR，OOOOR，

12、OOOMe OMe OMe OMe MeOMeOOOMe OMe MeOOHH,OHOMe OOMe MeOH,OH全甲基化6%HCl/MeOH回流水解+全甲基化回流水解 五.糖链连接顺序的测定 常用的方法有部分水解法和 质谱法。（1）糖苷 各种低聚糖 各种抵聚糖H+水解柱层分离拼凑 确定糖链顺序。分别测定（1）糖苷 各种低聚糖 各种低聚糖 拼凑 确定糖链顺序H+水解柱层分离分别测定（2）用二维核磁技术：如用NOECOSY谱，可以不 仅经水解分离，直接测定糖 和糖连接顺序。（3）用M.S谱 可以根据MS中裂解规律 和裂解碎片，推测低聚糖、糖与糖、糖与苷连接顺序。举例：皂苷I经酸水解，测得其糖

13、为D核糖、L鼠李糖、D葡萄糖，分子比为1：1：1。在FABMS谱中，主要碎片峰有 M/Z：855（M+1）、721、575、413、397。OOOO413397OOOCH3O575721皂苷皂苷I7 糖及苷的提取分离 一、提取（extrction）:1.单糖、低聚糖、苷类化合物的 提取。常用溶剂：H2O、稀醇 2.原生苷的提取：在提取过程中尽量避免 酸、碱接触，以免苷类 水解。常用方法是在中 药中加入一定量的碳酸 钙。3.次生苷或苷元的提取：在提取溶剂中，加入12%稀酸（HCl或H2SO4)4.多糖的提取：常用溶剂：H2O 、0.1 mol1mol/L NaOH (KOH)、1%HAc 提取方

14、法：热提二、分离 1.季铵盐沉淀法 常用的季铵盐有CATOH （氢氧化物）CTAB（十六烷基三甲胺的溴化物）CPOH（十六烷基吡啶）常用浓度：110%季铵盐可与酸性多糖产生 沉淀。可与中性多糖不产 生沉淀。2.分级沉淀法 常用的分级沉淀法是在混 合多糖的浓水溶液中，逐 步按比例由小到大的浓度 加入乙醇（甲醇、丙酮）。收集不同浓度下析出的沉淀。中性多糖PH调至7 酸性多糖PH调至243.离子交换色谱法（层析法）常用的阳离子交换纤维素有：CMcellulose、SE cellulose、Pcellulose、SMcellulose；阴离子交换纤维素有：DEAEOLAcellulose、PABcel

15、lulose、ECTEOLAcellulose、TEAEcellulose。阳离子交换纤维素分离酸性多 糖、中性多糖、粘多糖较好。4.纤维素柱层析：常用洗脱剂：水和不同浓度的乙醇水溶液。流出柱体顺序：水溶性大的先流出柱，水溶性 小的后流出柱。5.凝胶柱层析：常用的凝胶有：（1）葡萄糖凝胶 （sephadex G）（2）琼脂糖凝胶 (sepharose Biogel A)（3）聚丙烯酰胺凝胶 (Biogel P)常用洗脱剂：各种浓度的盐酸溶液及缓冲液.流出柱的顺序：大分子先流出柱，小分子后 流出柱。分离分子量小的物质：用交链度大，网孔小（孔隙小）的凝胶。分离分子量大的物质：用交链度小，网孔大（孔

16、隙小）的凝胶。分离低聚糖、苷类：用孔隙小的 sephadex G25,G50。纯化多糖：用孔隙小的 sephadex G15,G25，去除无机盐和 小分子化合物。分离多糖：用孔隙大的 sephadex G200。注：商品凝胶的型号是按交链度的大小分类的，以每克干凝胶吸水量10倍的数值来表示，如G25型凝胶表示为每克吸水2.5ml 的葡萄糖凝胶。6.制备性区域电泳 适合分子大小，负电荷不 同的多糖分离。电泳常用载体：玻璃粉 操作方法：1.用水将玻璃粉调拌成胶状，装柱。2.用电泳缓冲液（0.05mol/L 硼砂水溶液，PH9.3）平衡3天。3.将多糖加于柱上端，接通电源。4.电泳时间为512小时。

17、5.电泳完毕后将玻璃粉载体推出 柱外，分割后分别洗脱。6.检测。三.分离实例 1.苷类常用提取方法：中药 EtOH提取 EtOH提取物 减压回收EtOH 浓缩物 石油醚提取 石油醚 残留物 （油脂类）Et2O或CHCl3提取 Et2O或CHCl3提取 Et2O或CHCl3 残留物（提取物为苷元）EtOAc提取 EtOAc提取物 残留物 （含糖较小的苷）nBuOH提取 nBuOH提取物 （含糖较多的苷）2.香菇多糖的分离实例：从香菇(lentinus edodis(Berk)Sing)分离出6种多糖。其中香菇多糖（lentinan）及 LC11的肿瘤抑制率较高。香菇200Kg 热水提取 提取物

18、1EtOH沉淀 3 EtOH 溶液 沉淀物L 水溶液 0.2mol/L CTAOH,PH 2.8 沉淀 20%HoAc 不溶物LC3 溶液 6%NaOH 3 EtOH 溶液部分 沉淀LC1（30g）3 EtOH H2O离心 沉淀 上清液 seveg 法去蛋白质 CATOH 0.2mol/L 香菇多糖 渐增PH，分步沉淀 （接下页）LC1A LC1B DEAE 纤维素 LC11 4.1g 香菇多糖为13葡聚糖 LC11为14，16葡聚糖本思考题：1何谓酯苷、硫苷、氰苷、醇苷、氮苷、原生苷、次生苷？2、酶水解有何专属性？3、苷键有哪些构型？4、苷由哪几部分组成？5、何谓低聚糖、多糖、还原糖、非还原糖、苷、苷元、苷键？6、如何判断某一中药是否含有糖和苷类成分？精品课件精品课件！精品课件精品课件！7、糖类化合物进行TLC、PC时条件如何？8、糖、苷常用提取与分离方法有哪些？9、如何从中药提取液中除去多糖？10、从新鲜植物中提取原生苷是应注意些什么？11、苷类在酸性条件下水解，各类苷键水解的易难程度？12、糖类PC、TLC常用的展开剂？