苷的结构和分类
中药化学-3.糖和苷
个新的手性碳原子。
该碳原子形成的一对异构体为端基差向异构体 （anomer），有α、β两种构型。 端基碳上H被称为端基H，OH被称为端－OH
#
Fischer投影式： 新形成的羟基与距离羰基最远的手性碳原子上 的羟基在同侧时为α构型，在异侧时为β构型。
H H HO H H CH2OH OH OH H OH O
苷—亲水性（与连接糖的数目、位置有关）。一般随着糖基 的增多而增大。大分子苷元（如甾醇等）的单糖苷常可 溶解于低极性的有机溶剂，如果糖基增多，亲水性增加， 在水中的溶解度也就增加。
#
因此，用不同极性的溶剂顺次提取药材时，
在各提取部分都有发现苷类化合物的可能。 碳苷与氧苷不同，无论在水中还是在其他溶 剂中溶解度一般都较小。
由半缩醛或半缩酮上的羟基通过脱水缩合而成的聚糖没
有还原性，为非还原糖。
#
O HOH O O
O O O
β-D-Glcp-(1→2)-D-glcp
槐糖（还原糖)
α-D-Fruf-(1→1)-α-D-Glcp
蔗糖（非还原糖)
#
植物中的三糖大多是以蔗糖为基本结构再接上其它单 糖而成的非还原性糖，四糖和五糖是三糖结构再延长，也 是非还原性糖。 O
1、植物多糖： （1）纤维素：直链葡聚糖。不易被稀酸或碱水解。 （2）淀粉： ������ 直链的糖淀粉：1α 4连接的D-葡萄吡喃糖，聚 合度300-350，可溶于热水成透明溶液。 ������ 支链的胶淀粉：1α 4连接的D-葡萄吡喃糖，但 有1α 6的分支链，平均支链长25个单位，不溶于冷 水，溶于热水成粘胶状。 ������ 糖淀粉遇碘显兰色，胶淀粉显紫色。 ������ 淀粉在制剂中作赋形剂，工业上作生产葡萄糖 的原料。 （3）植物树胶及粘液质 #
第3章 苷类化合物'
A
苷元
B
苷键
C
糖
非糖的物质，常 见的有黄酮，蒽 醌,三萜等。
将二者连接起来 的化学键，可通 过O,N,S等原子 或直接通过N-N 键相连。
或其衍生物，如 氨基糖，糖醛酸 等
二、分类
1 按苷中糖部分分类
2
按苷键原子分类
3
按苷元的结构分
（一）按苷中糖部分分类
按端基碳构型不同分
CHO CHO
CHO H CH 2OH C OH CH 3
知识链接与拓展
按原理分类 分类
按操作形式分类
按流动相分类
色 谱 法
吸附剂 吸附色谱的 三要素 展开剂 被分离成分 吸附色谱的 操作技术
薄层色谱的操作技术流程
第五节 提取与分离方法
一 、提取方法
中 药 EtOH EtOH 提取物 减压回收 EtOH 浓缩物 石油醚提取
石油醚部分 （多为油脂）
苷键裂解方式 酸催化 乙酰解
氧化开裂
碱催化 酶催化
㈠酸催化水解反应
质子化 中间体 溶剂化
H
+
O O R
+
H
+
O O R
- R O H
中 间 体
+
H 2O
O O H
+
2
- H
+
O
H,O H
O
O
+
H
H
阳 碳 离 子
半 椅 式
酸水解的规律
1
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）
4．反应速率
⑴苷键邻位有电负性强的基团可 使反应变慢。
第三章 糖和苷类
章目录
3.Molisch反应的机理：
Molisch反应
章目录
第三节
苷键的裂解
章目录
一、酸催化水解
酸催化水解反应一般在水或乙醇溶液中进行。常用的酸： 稀盐酸、稀硫酸、8%～10%甲酸、40%～50%醋酸等。 酸水解：反应剧烈
O OH
O
D-葡萄糖醛酸
D-洋地黄毒糖（甲基五碳糖； 2、6去氧糖）
D-呋喃果糖（五元环、六元环 为吡喃糖） 章目录
（二）低聚糖
由2-9个单糖聚合而成，
（三）多糖
由10个以上单糖分子聚
合而成。分为均多糖和杂多
分为还原性低聚糖与非还
原性低聚糖。
OH O OH OH OH O O OH CH3 OH
糖。
OH
OH
H
苷键原子质子化
阳碳离子中间体
CH2OH O OH OH
H2O OH
CH2OH O OH2+ -H+ OH OH OH
H,OH
阳碳离子溶剂化
失去质子形成糖 章目录
难点释疑
1、苷键原子不同：在形成苷的N、O、S 、C四个原子中，N的电子云
密度最高，最容易质子化。而C上无共用电子对，电子云密度最小， 最难质子化。
O
C H 1
2 3
5
O
OH
C1
OH OH
OH OH
OH
OH
C5上羟基进攻C1醛基生成半缩醛结构
D-葡萄糖 (多羟基醛) 章目录
CH2OH
1 2 3
C HO H C
O H
HO
苷类
O CH2OH OO OH HO OH
具有抗霉菌作用
R CH2OH O
R=H 山慈菇苷A R=OH 山慈姑苷B
（4）氰苷
• 氰苷是由糖的端基羟基与氰醇衍生物分子中的羟基脱水形成 的苷，且多为α-氰基。氰基性质不稳定，易为稀酸和酶水解， 其苷元α-羟氰性质也不稳定，易分解为醛和酮，并释放出易 引起中毒的氢氰酸。
尤以黄酮碳苷最多。
OH O OH
OH O
O
OH OH
CH2 OH OH OH OH
H
CH2OH
OH OH
OH OH
O
OH
芦荟苷
碳苷（单糖苷）
原生苷和次生苷
OH O OH CN O CH O OH OH OH O OH OH
原生苷 苦杏仁苷酶
CN O CH O OH
OH O
+ HO,H
OH
OH OH OH
OH OH
次生苷（野樱苷）
苷的理化性质
– 性状
• 形态 苷类多为固体，糖基少的易形成结晶，糖基多的多呈具吸湿性 的无定形的粉末。 • • 颜色 苷类有的无色，有的如黄酮、蒽醌苷呈深浅不同的黄色、橙色。 味 一般无味或稍具苦味，也有很苦（龙胆苦苷）或很甜（甜菊苷
• 旋光性
苷有旋光性，且多为左旋，但水解后变为右旋。另外，苷无 还原性，但水解后的单糖却有还原性。故比较苷类水解前后 旋光性和还原性的改变，均有助于检识苷类的存在。 • 溶解性 一般来说，苷类具亲水性，可溶于水、甲醇、乙醇等极性 有机溶剂，不溶于乙醚、苯、石油醚等极性小的有机溶剂。 而苷元具亲脂性，可溶于有机溶剂，不溶于水。
越易质子化，也就越易水解。
第二篇_苷类_New_Structure_
N OSO3-
S C CH2CH2 CH CH S CH3 O
O
N O SO3-K+ 萝卜苷
N O SO3-K+
RC
CH2 CH CH2 C
S glc
S glc
芥子苷通式
黑芥子苷
N CH2 C
S
O SO3glc
CH3
O
N CH2 CH2 O C CH CH
OH HO
OH
glucose
H
H
H
OH
O
glc O
HO
OH
glc OH
glc
glc
HO
O
HO
O
HO
O
OH
OH
OH
OH O
牡荆素
glc OH O
异牡荆素
glc OH O
三色堇素
O
HO
O
OH
HO
O
OH
O
OH
OH O
OH
OH O
芒果苷
异芒果苷
OH
O
OH
OH
O
OH
CH2OH
H
OH
CH2OH
H
OH
O OH
O-D-glc←2 L-Rha
O-D-glc←2 L-Rha
COO OH
OO OH OH
OH
dulcoside A
O
OH-
O
+
OH
OH
OH
COOH
1,6葡萄糖酐
β-消除反应
键β-位有吸电子基团的苷，在碱催化水解发生 β-消除反应。
第二章_苷类_New_Structure_
纤维素酶水解β-葡萄糖苷键
O O HO O HO
O
纤维素酶 室温,4天
O +
H,OH
HO CH2 O O HO CH2OH
穿心莲内酯
苦杏仁苷酶水解苦杏仁苷
O O
CH CN OO
CH CN OO CH OH CN CHO
+
HCN
苦杏仁苷
野樱苷
苯羟乙腈
苯甲醛
PH值对芥子苷酶水解的影响
N R N R C S glc O SO3K
OCH3 H3CO OH O Kakkalidone
Kakkalide
HO
O
OCH3 H3CO
irisolidon
OH
O
3、氰苷
一般具有α-羟基氰的苷，该类苷的特点多数水溶性，不易结 晶，易水解（酸、酶）。不同水解条件，降解产物不同。
R1 糖 + HCN + R2 C O 稀酸 R1 C R2 CN O 酶 糖 R2 R1 C O + 糖 + HCN
HO OH
20(S)原人参二醇
① IO4② BH4③ H+ glc→ glc O HO
5、吲哚苷 由吲哚醇中的羟基与糖缩合而成的苷。
O O glc H+ N H
靛苷
OH O N H N H O
H N
靛蓝
O O C O N H 大青素B OH OH HO OH
OH HOOC OHN H + O OH OH HO 果糖酮酸 O H
二、硫苷
苷元通过硫原子与糖相连，称为S-苷。例如： 芥子苷、萝卜苷等。
白芥子苷
三、氮苷
糖上端基碳与苷元上氮原子相连的苷。
中药化学《苷类》重点总结及习题
中药化学《苷类》重点总结及习题本章复习要点：1．了解糖和苷类化合物的含义、结构分类及分布。
2．掌握苷的一般性质：溶解性、旋光性、显色反应和色谱检识。
3．掌握苷的常用提取、分离方法。
4．熟悉糖和苷的结构研究程序和方法。
第一节苷的结构和分类【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端基碳原子连结而成的一类化合物。
【结构类型】1.糖的结构类型单糖：为最小糖单位，如葡萄糖、鼠李糖等糖的类型低聚糖：2-9分子单糖聚合而成，如蔗糖、芸香糖、龙胆二糖等多糖：10分子以上单糖聚合而成，如人参多糖、黄芪多糖等★糖的绝对构型：在糖的哈沃斯式中，用六碳吡喃糖上5位（五碳呋喃糖上4位）取代基取向来判定糖的D-型或L-型，向上为D-型，向下为L-型；端基碳原子的相对构型α或β是指：用端基C的绝对构型（R或S）和离端基最远端的手性碳原子的绝对构型（R或S）比较，一致就是β构型，不同就是α构型。
2.苷的结构分类（1）按苷键原子分醇苷：红景天苷氧苷酚苷：天麻苷、白藜芦醇苷酯苷：山慈姑苷A、B苷氰苷：苦杏仁苷硫苷：萝卜苷氮苷：腺苷碳苷：牡荆素、芦荟苷按苷元类型：黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷按植物体内存在状态：原生苷、次生苷按苷特殊性：皂苷（2）其他分类方法按生理作用：强心苷按糖的种类和名称：木糖苷、葡萄糖苷按单糖基的数目：单糖苷、双糖苷按糖链的数目：单糖链苷、双糖链苷、三糖链苷第二节苷的性质【性状】1.形态苷类均为固体，其中含糖基少的苷类可能形成完好晶形的结晶，而含糖基多的苷多是无定型粉末，有引湿性。
2.颜色苷类是否有颜色取决于苷元（共轭系统的大小及助色团的有无）。
3.气味苷类一般是无味的；个别有苦味或对黏膜有刺激性（如皂苷、强心苷）。
【旋光性】苷都有旋光性（糖和/或苷元），且多呈左旋。
糖为右旋。
【溶解性】溶解性：水甲（乙）醇乙醚（苯）石油醚苷元（亲脂性）： - + + +（-）苷（亲水性）： + + - - 【苷键的裂解】1.目的：有助于了解苷元的结构、糖的种类和组成，确定苷元与糖、糖与糖之间的连接方式等。
苷的结构与分类
一、苷的结构与分类★★★苷类亦称配糖体，是由糖或糖的衍生物，如氨基酸、糖醛酸等与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。
其中糖部分称为苷元或配基，连接的键称为苷键。
由于单糖有α及β两种端基异构体，因此形成的苷分为α-苷及β-苷。
由D型糖衍生的苷为β-苷（如β-D-葡萄糖苷），由L型糖衍生的苷，多为α-苷（如α-L-鼠礼糖苷）医学教育网收集整理。
1.根据苷元化学结构的类型可将苷分为黄酮苷、蒽醌苷、苯丙素苷、生物碱苷、三萜苷等。
医学教育网2.根据苷在生物体内是原生的还是次生的可将苷分为原生苷和次生苷3.根据苷键原子又可将苷分为氧苷、氮苷、硫苷、碳苷等。
二、苷类化合物的一般性状、溶解度和旋光性★★★1.一般性状苷类多是固体，其中糖基少的可结晶，糖基多的如皂苷，则多呈具有吸湿性的无定形粉末。
苷类一般是无味的，但也有很苦的和有甜味的。
2.溶解性苷类的亲水性和糖基的数目有密切的关系，其亲水性往往随糖基的增多而增多大，大分子苷元如甾醇等的单糖常可溶于低级极性有机溶剂，如果糖基增多，则苷元所占比例相应变小，亲水性增加，在水中的溶解度也就相应增加。
因此用不同极性的溶剂依次提取时，在各提取部位都有发现苷的可能性。
C-苷与O-苷不同，无论在水中或其他溶剂中的溶解度一般都较小。
3.旋光性多数苷类呈左旋光性，但水解后，由于生成的糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋光性，比较水解前后旋光性的变化，可以检识苷类的存在。
医学教育网三、苷的理化性质及提取★★★1.苷键的裂解(1)酸催化裂解: 酸催化水解常用的试剂是水或稀醇，常用的催化剂是稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸等。
其反应机理是苷键原子先被质子化，然后苷键断裂形成糖基正离子或半椅型的中间体，该中间体再与水结合形成糖，并释放催化剂质子。
凡有利于苷键原子质子化和中间体形成的一切因素均有利于苷键的水解。
通常苷水解的难易程度有以下规律：医学教育网收集整理①在形成苷键的N、O、S、C四个原子中，水解的难易程度是C-苷>S-苷>O-苷>N-苷。
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按单糖基的数目：单糖苷、双糖苷
按糖链数目：单糖链苷、双糖链苷、三糖链苷
15
一、性状：
第二节
苷的性质
形态 — 均为固体，含糖基少 ― 可成结晶
含糖基多 ― 无定型粉末，有引湿性。
颜色 — 取决于苷元（共轭系统大小及助色团
有无）
气味 — 一般无味；个别对黏膜有刺激性（皂苷）
16
二、旋光性
苷都有旋光性（糖和/或苷元），
空间环境 （有利于接受质子， 水解就容易）
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） （分子平面性，张力大）
20
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） （大） 4．2—氨基糖苷< 2—羟基糖苷 < 2—去氧糖苷< （竞争性吸引质子） （无） 5． 芳香族苷 （苷元供电性） > 脂肪族苷 2，3—去氧糖苷 （无）
各种单体成分
30
第四节 苷的检识
一、化学检识
苷 水 解 菲林试剂 多伦试剂 阴性（-） 阴性（-） 糖 + 苷元 （鉴别特点和意义） 还原糖特有 还原糖特有
阳性（+） （-） 阳性（+） （-）
Molish反应 阳性（+） 阳性（+） （-） 苷与苷元的鉴别 （ａ-萘酚、浓硫酸）
31
二、色谱检识
苷元
β-D-葡萄糖苷 过碘酸 二元醛 四氢硼钠 二元醇 稀酸室温 （O-苷） （氧化邻二醇） （还原） （稳定性差） （温和）
OH
O
R
1 2
OH
OH
IO4BH4 H
+
CH2OH CHOH CH2OH
R
+
CHOH CH2OH
IO 4
OH
3
R-CHO
+
HCOOH
β-D-葡萄糖苷（C-苷）
带醛基的苷元
23
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：红景天苷 酚苷：天麻苷、白藜芦醇苷 酯苷：山慈姑苷A、B 氰苷：苦杏仁苷
11
HO
O
O OH
OH 红景天苷（醇苷）
OH
OH
HO
O O
CN OH
O O
CH
OH
OH OH OH OH
苦杏仁苷 （氰苷）
12
OH
CH2OH glc O
13C-NMR谱法：利用苷化位移规律，将苷
与相应单糖的碳谱数据相比较即可鉴别 。
43
糖与糖相连，内侧糖连接糖的碳原子移
向低场（δ4～7 ppm）
相邻碳原子移向高场（δ
-1～-4 ppm）
44
5.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
39
全乙酰化或全甲基化物乙酰氧基、甲氧基信
号（δ、 J）的数目
13C-NMR谱:
端基碳原子信号（δ90～
112ppm）的数目
苷分子总碳信号数目减去苷元的碳信号数目,
推算糖的数目
40
4.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，
第三章
苷 类
1
第一节 苷的结构和分类
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端基碳原 子连结而成的一类化合物。以葡萄糖为例。
2
OH
6
5
苷键原子 苷元
O OR
1 2
β―D―葡萄糖苷
4
OH
3
苷键
HO
OH
端基碳原子
3
苷 元
+
糖
苷
糖的构型 端基碳原子的相对构型 绝对构型 依C1-OH与 C5-R相对位置 依C5-R取向
OH
OH
OH OH
HO
O O
CH2 CH2OH O OH R OH
腺苷（氮苷）
OH
山慈姑苷A R=H 山慈姑苷B R=OH (酯苷)
14
其他分类方法：
按苷元类型：黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷
按植物体内存在状态：原生苷、次生苷
按苷特殊性：皂苷
按生理作用：强心苷
按糖的种类和名称：木糖苷、葡萄糖苷
OH +
OH -H+
O
OH
OH
OH
OH
OH
OH
H
+H2 O
+ O OH2 OH
OH
OH
OH
H,OH OH
H OH
OH
H OH
18
苷键原子质子化 苷键断裂
阳碳离子溶剂化
脱去氢离子
酸水解难易的关键
影响苷键原子质子化的因素
19
苷键原子周围的电子云密度 （ 电子云密度大，易于接受 质子，水解容易）
酸水解的规律
且呈左旋。糖为右旋。
三、溶解性
水 甲（乙）醇 乙醚（苯） 石油醚 苷元（亲脂性） + + +（-） 苷 （亲水性） + + 17
苷键的裂解（ 酸水解、酶解、碱水解、乙酰解、 氧化开裂法等）
OH
O OR + +H
（一）酸水解：反应机理（以葡萄糖为例）
OH H +OR O -ROH H OH OH
O
1． 薄层色谱（分配原理）
硅胶正相色谱 固定相 硅胶表面吸附的水 展开剂 正丁醇-乙酸-水 （4：1：5 ，上层） 氯仿-甲醇-水 （65：35：10，下层） （三元系统） 适用范围 大多数苷（极性偏大） 硅胶反相色谱 Rp-18、 Rp-8 氯仿-甲醇
甲醇-水
（二元系统） 极性较小的苷
32
2．纸色谱（分配原理）
5
糖醛酸：D―葡萄糖醛酸(glucuronic acid)；
D―半乳糖醛酸(galacturonic acid)
糖醇：
D―甘露醇(mannitol). （digitoxose）
去氧糖（强心苷多见）： D―洋地黄毒 氨基糖(动物和菌类）: 2―氨基―2―去氧 ―D―葡萄糖（2-amino-2-deoxy-glucose）
提取液 浓缩 浓缩液（含大量极性杂质）
28
简 单 回 流 装 置
29
溶剂法（溶剂沉淀-水液加丙酮或乙醚； 溶剂萃取法-乙酸乙酯、正丁醇） 大孔树脂法（先水洗-无机盐、糖、肽类， 不同浓度的乙醇洗苷类） 分离： 色谱方法（为主）
反相硅胶色谱：Rp-18、Rp-8（极性成分适用）； 水-甲醇或水-乙腈为流动相 葡聚糖凝胶色谱：SephedexLH-20(有机相适用) 不同浓度的乙醇为洗脱剂
D ― 半乳糖醛酸
8
O HO (OH)CH2OH HO OH
CH3
O
HO
O
H,OH
OH HO
H,OH NH2
HO OH
D―果糖（fru）
D―洋地黄糖 （digitoxose）
2―氨基―2―去氧―D―葡萄糖 （2-amino-2-deoxy-glucose）
HO
OH O
O
O
O
O
O
CH3
OH
H,OH
OH OH
推断
分析
45
（2）波谱分析法
质谱（MS）法 :主要利用质谱中归属于
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。
EI-MS (需作成全甲基化、乙酰化或三甲基
硅醚化物)常见各单糖及双糖的全乙酰化物、 TMS衍生物碎片离子峰见书.
46
FD-MS
或FAB-MS：常出现各种脱去不同
苷类结构研究的一般程序 1.物理常数的测定：Mp. [ａ]等。 2.分子式的测定——质谱分析法（广泛采用）
电子轰击质谱（EI-MS）：不易获得分子离
子峰（极性大）
35
化学电离质谱（CI-MS）
场解吸质谱（FD-MS）：常用
快原子轰击质谱（FAB-MS）：常用
高分辨快原子轰击质谱（HR-FAB-MS）：
OH
OH
H,OH OH
OH OH OH
芸香糖(rutinose)
OH OH
龙胆二糖(gentiobiose)
9
OH
O
OH
O
H,OH
OH HO HO CH3 OH OH O
O
OH HO OH O
O
H,OH
OH
OH
OH
槐 糖(sophorose)
10
新橙皮糖( neohesperidose )
苷的结构分类：
程度糖基的碎片离子峰。
核磁共振（NMR）法：13C-NMR谱碳原
子的自旋-弛豫时间（T1）的大小推断。 NT1 随糖链距离的增加而增大
47
HO
CH
CH
O
glc
白藜芦醇苷（酚苷）
天麻苷（酚苷）
2、硫苷：黑芥子苷、白芥子苷 3、氮苷：腺苷、鸟苷等，生化中多见。 4、碳苷：芦荟苷.
N CH2 CH CH2 C S glc OSO3K
黑芥子苷（硫苷）
13
NH2 N N HOCH2 O N N
HO
OH
O
OH
O
O
H
CH2OH
芦荟苷 （碳苷）
OH
第三节 苷的提取分离