第三章__糖和苷类化合物

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天然产物课件第三章 糖和苷类化合物

天然产物课件第三章 糖和苷类化合物

O O O OH OH HO HO HO HO
毛茛苷
红景天苷
3.2 糖苷的分类
2、糖苷的结构 a、苷键:苷中的苷元与糖之间的化学键称为苷键。 b、苷原子: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。苷键原子通常是氧原子,也有硫原子、氮原子;少数 情况下,苷元碳原子上的氢与糖的半缩醛羟基缩合,形成碳-碳直 接相连的苷键。 c、苷的构型:由于单糖有α及β二种端基异构体,因此在形成苷 类时就有二种构型的苷,即α-苷和β-苷。在天然的苷类中,由D型糖衍生而成的苷多为β-苷,而由L-型糖衍生而成的苷多为α-苷 。 苷键原子 OH
6
5
苷元
苷键
O OR
1 2
4
OH
3
HO
端基碳原子
3.2 糖苷的分类
二.糖苷的分类
1.按苷键原子分类 根据苷键原子的不同,苷类可以分为氧苷、硫苷、氮苷 和碳苷。 (1)氧苷 苷元通过氧原子和糖相连接而成的苷称为 氧苷。氧苷是数量最多、最常见的苷类。根据形成苷键的 苷元羟基类型不同,又分为醇苷、酚苷、酯苷和氰苷等, 其中以醇苷和酚苷居多,酯苷较少见。 ① 醇苷 是苷元的醇羟基与糖缩合而成的苷。
D-甘露糖
CH2OH
D-葡萄糖
CH2OH
D-半乳糖
差向异构体:含有多个手性碳原子的对映异构体相应的手性碳中只有
一个手性碳原子的构性不同,其余的手性碳原子的构型都相同的两个异
构体称为差向异构体。
3、糖的环状结构哈武斯(Haworth)式(异头异构)
书写方法:
CHO 放成水平 HOH2C CH2OH CH2OH 以C4-C5键 为轴旋转120度
糖的定义和分类
定义: 糖类是一类多羟基醛(或酮),或通过水解能产生这些醛酮的物质。 也称碳水化合物(Carbohydrates)。

中药化学-3.糖和苷

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 #

第三章 糖和苷类

第三章 糖和苷类
R-CHO + AgNO3 + NH3 H2O R-COONH4 + Ag
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

中药一 第三章 2糖和苷

中药一 第三章 2糖和苷

糖和苷1、单糖✧五碳醛糖:阿拉伯糖、木糖、核糖阿拉不喝五碳糖✧六碳醛糖:半乳糖、甘露糖、葡萄糖给我半缸葡萄糖✧甲基五碳醛糖:鸡纳糖、鼠李糖、夫糖鸡鼠夹击夫要命✧六碳酮糖:果糖果然留痛在一身✧糖醛酸:葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸2、二糖✧冬绿糖、昆布二糖、槐糖、蚕豆糖、芸香糖、龙胆二糖、麦芽糖、新橙皮糖✧海藻糖、蔗糖——非还原糖✧话说孙悟空冬天遮着块布,怀里兜着蚕豆,踏着筋斗云,跨海寻找龙脉的新征程。

3、苷的分类✧根据苷键原子的不同,可分为O-苷、S-苷、N-苷、C-苷。

氧苷—(1)醇苷(具醇羟基):獐牙菜苷、毛茛苷、红景天苷(2)酚苷(具酚羟基):天麻苷、水杨苷(3)氰苷(具有α-羟腈):苦杏仁、桃仁、郁李仁(4)酯苷(具羧基):土槿甲酸和乙酸、山慈菇苷A (5)吲哚苷(具吲哚醇):靛苷硫苷—巯基,萝卜苷、芥子苷氮苷—巴豆苷、腺苷碳苷—芦荟苷(蒽酮碳苷)、牡荆素、葛根素4、糖和苷的化学性质✧氧化反应——银镜反应、斐林反应、溴水氧化✧羟基反应——醚化反应、酰化反应、缩醛和缩酮化反应、硼酸络合反应✧羰基反应✧酸催化水解—(1)按苷键原子的不同,酸水解的难易顺序:N-苷>O-苷>S-苷>C-苷(注意用其代表化合物出题)。

(2)呋喃糖(果糖、核糖)>吡喃糖(葡萄糖、半乳糖、甘露糖)(3)酮糖(呋喃糖结构)>醛糖(4)去氧糖>羟基糖>氨基糖(5)吡喃糖:五碳糖>甲基五碳糖>六碳糖>七碳糖>含-COOH糖(6)芳香苷(酚苷)>脂苷(萜苷、甾苷)(7)小基团:横键>竖键大基团:竖键>横键✧碱催化水解—对稀碱稳定,不易被碱催化水解。

具酯性质,遇碱水解——藏红花苷✧酶水解—(1)常用酶:β果糖苷水解酶—转化糖酶β葡萄糖苷水解酶—杏仁苷酶、纤维素酶α葡萄糖苷水解酶—麦芽糖酶✧植物本身含有的酶对苷进行水解,因此为抑制酶的活性,可在沸水、甲醇、乙醇中提取苷类。

5、显色反应——Molish反应(浓硫酸+α-萘酚),检测糖和苷类化合物的重要反应。

天然药物化学第三章糖和苷类

天然药物化学第三章糖和苷类

最简单的糖,不能再被水解成更小的分子。
按苷类在植物体内存在的形式:原生苷、次生苷。
氰苷:是指具有α-羟基腈的苷。经酶水解生成的苷 (四)碳苷:是一类不通过苷键原子,苷元直接以碳原子与糖的端基碳连接而成的苷类。
酯苷:是苷元的羧基和糖的端基羟基脱水缩合而成。
酯苷:是苷元元的羧不基和糖稳的端定基羟,基脱立水缩即合而分成。解为醛(酮)和氢氰酸。
天然药物化学第三章糖和苷类
第一节 糖 类
概念:糖是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物 、聚合物的总称。
结构:碳水化合物 分布:糖类在自然界分布极为广泛 生物活性:香菇多糖、灵芝多糖具有抗肿瘤
活性,黄芪多糖具有增强免疫功能的作用。
糖的分类

单糖 低聚糖 高聚糖
由最2简-9单个由的单10糖糖个,分以不子上能脱的再单被糖 水水解缩成分合更子而小脱成的水。分缩子合。而
醇苷
氧苷
酚苷
氰苷
酯苷
吲哚苷
醇苷:是由苷元醇羟基与糖端基羟基脱水缩合而
成。
红景天苷
脱水缩合过程
酚苷:是由苷元酚羟基与糖端基羟基脱水缩合而
成。
HOH 2C
OH
OO
HO
OH OH
天麻苷
脱水缩合过程
(四)碳苷:是一类不通过苷键原子,苷元直接以碳原子与糖的端基碳连接而成的苷类。
生物活性:香菇多糖、灵芝多糖具有抗肿瘤活性,黄芪多糖具有增强免疫功能的作用。
(一)单糖
L-阿拉伯糖
HO
O
CH3 H,O H
OH OH
D-葡萄糖
O HO HO
OH
L-鼠李糖
(OH)CH2OH
D-果糖
(二)低聚糖(寡糖)

糖和苷类化合物

糖和苷类化合物

D-木糖——D-鸡纳糖——D-木糖
—— 2-β1
1β-3
D-葡萄糖甲醚——D-葡萄糖
(AcO)2O 四乙酰木糖+四乙酰鸡纳糖
ZnCl2
+乙酰化三糖+乙酰化四糖
O OH HO
HO
Me
O
OH O
OH OH O
OMe
HO HO
O OR OH O
OH O O
O HO
HO
五糖苷(R=苷元基)
O OAc H,OAc
原人参二醇(20R)
HO O
人参二醇
HO
对难水解的碳苷,用此法水解,以避免使用 剧烈的酸,可获得连有一个醛基、但其它结 构保持不变的苷元。
OH OR
OH
HO HO
CH2OH
CHOH +
CH2OH
R CHOH CH2OH
+ R-CHO HCOOH
课后练习
写出下列糖氧化开裂的产物?
O OR
O OR CH3
葡萄糖酸钠
凡能被多伦试剂和费林试剂氧化的糖叫做还原糖 。 不能被氧化的糖叫做非还原糖。 单糖:都是还原糖。
双糖:麦芽糖、乳糖为还原糖。蔗糖为非还原糖
可以利用这两个反应来区别还原糖和非还原糖。
苷的检识
理化检识的应用
水解

糖 + 苷元 (鉴别特点和意义)
菲林试剂 (-) 多伦试剂 (-) Molish反应(+) (a-萘酚、浓硫酸)
室温,条件温和,可得到原生苷元。 C-苷难以酸水解,可用Smith裂解水解。
机理
用过碘酸氧化糖苷,使之生成二元醛以及甲酸
四氢硼钠还原成二元醇(二元醇具有简单的缩醛结 构,比苷的稳定性差得多)

第三章 糖类和苷类

第三章 糖类和苷类
糠醛衍生物和许多芳胺、酚类可缩合成有色物质,可 用于糖苷类的检测。如Molisch试剂是浓硫酸和α-萘酚, 现象为:两相液层交界面呈紫红色环。
三、苷键的裂解
*酸催化水解 *碱催化水解
*酶催化水解
*氧化开裂反应
(一)酸催化水解 端基碳为缩醛结构对酸不稳定易裂解 试剂:稀酸(盐酸、硫酸、乙酸等) 溶剂:水或稀醇 产物:苷元和糖
3、凝胶色谱 根据分子大小不同而分离。 吸附剂:葡聚糖凝胶(LH20 ) 4、聚酰胺色谱 以氢键缔合产生吸附作用 “双重色谱”性能 5、多种色谱的配合 HPLC,离心薄层色谱,柱色谱等
The End
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) 残留物 Et2 O 或 CHCl3 提取
3. 系 统 溶 剂 提 取 法
Et2 O 或 CHCl3 提取物(苷元)
残留物 EtOAc 提取
EtOAc 提取液 (含单糖苷或含糖较少的苷)
残留物
n-BuOH 提取 n-BuOH 提取液(含糖较多的苷)
肝糖原(glycogan):与淀粉相似,分枝更甚, 遇碘不呈蓝色而呈红褐色。 甲壳素(chitin):似纤维素。 肝素:具有强抗凝血作用,用于防治血栓形成
透明质酸(hyaluronic acid):是一种酸性粘
多糖,为动物皮肤中的天然成分,近年多用于护
肤霜基质。
本 章 内 容
第一节 糖类
一、单糖立体化学 二、糖的分类
O O
O
蔗糖 (非还原糖)
3. 多聚糖(polysaccharides, 多糖) 是由10个以上的单糖基通过苷键连接而成。
聚合度:100以上至几千 性质:与单糖和寡糖不同,无甜味,非还原性

糖和苷类化合物

糖和苷类化合物

三、多糖的主要理化性质 1、性状:非晶形,无甜味,难溶于冷水,可溶于热水成
胶体溶液,不溶于乙醇等有机溶剂。无还原性。 2、主要化学反应 (1)molish (2)水解反应 1) 乙酰解:多糖经过乙酰解可以生成乙酰化的单糖 和乙酰化的寡糖。从而推断多糖的结构。 方法:将多糖或乙酰化多糖溶解于醋酐或醋酐与 冰醋酸的混合溶液里,并加入浓硫酸少许,于室温放 置1-10天,然后置冰水中,加碳酸氢钠中和至PH3-4, 氯仿提单糖和寡糖,柱色谱分离。
1、植物多糖: (1)纤维素:直链葡聚糖。 (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。

(二)分离纯化 1、分级沉淀法: 不同浓度的低级醇梯度加入,使含 醇量达到15%,30%,40%,50%, 60%,使不同分子量的多糖分步沉淀。 也可改变pH值、温度或加入无机盐。主 要是除去非糖物质。 2、色谱法: 葡聚糖凝胶色谱、琼脂糖凝胶、聚 丙烯酰胺凝胶。 3、超速离心法:沉积速率不同。
多糖为大分子极性化合物,多数采用不同 温度的水提取,也可用稀醇、稀碱、稀盐等, 避免用酸提取。 可在提取液中加乙醇、甲醇、丙酮,使多 糖沉淀进行初步纯化,得粗多糖。 粗多糖除杂:蛋白质、色素。 1、除蛋白:1%鞣质、酶解或用正丁醇: 氯仿(4:1)处理使蛋白质变 性沉淀出来。 2、除色素:活性炭或氧化脱色。
2) 过碘酸及其盐的氧化 作用于 1 , 2- 邻二醇或 1 , 2 , 3- 邻三 醇。通过反应后测定过碘酸盐的消耗, 甲酸的生成和剩余糖的比例,可确定多 糖中各种单糖的键型及其比例。 3) Smith降解 4) 碱降解 5) 酶解 6) 酸水解
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苦杏仁苷
(一)氧苷:
依苷元羟基的类型分为 : 醇苷,酚苷,酯苷,氰苷,吲哚苷 4.酯苷:苷元提供羧基
山慈菇苷
(二)硫苷:
苷元提供巯基:
黑芥子苷
(三)氮苷:
苷元提供氨基:
巴豆苷
(四)碳苷:
苷元和糖直接以C-C键相连:
芦荟苷
二、苷类化合物的理化性质
苷类由苷糖、苷键、苷元三部分组成
(一)一般性质 一般为无色、无还原性的无定形粉末,有 一定引湿性。一般无味,有的具苦味、辛辣味 或甜味。且多呈左旋光性。水解后生成糖而呈 右旋光性,同时具有还原性。 通过比较水解前后旋光性的变化、还原性的 有无,可以初步判断苷类成分的存在。
二、糖的理化性质和检识
3.Molish反应:
检识糖和苷类的重要反应
第二节 苷类化合物
一、苷的概念与分类 1、概念: 苷的含义:是指糖或糖的衍生物端基碳原子上的半缩醛羟 基与非糖物质脱水缩合而形成 一类化合物。苷中的非糖 部分称为苷元。也可以表述为:通过水解能生成糖或糖 的衍生物和非糖物质的化合物称为苷。又称配糖体。
二、苷类化合物的理化性质
1、酸催化水解 双相酸水解法: 即在水解液中加入与水互不相溶的有机溶剂,使水 解得到苷元马上转溶于有机溶剂中,从而避免与酸 长时间接触,以获得真正的苷元。
二、苷类化合物的理化性质
2、酶催化水解
水解特点:水解条件缓和,对水解部位有较高的专 属性(一种酶只能水解一种苷键) 水解产物:次级苷和单糖,也可得到苷元和低聚糖。 酶的活性通常在30~40℃最高,不能高于50℃。 工业: 30~40℃发酵24小时
OH HOH2C CHO HO OH OH
HO
H OHOH
CH2OH CHO OH
HO
CH2OH OH OH CHO OH
CH2OH O OH HO OH
α-型
+ OH HO
CH2OH O OH OH OH
β-型
第一节 糖类
一、糖的分类 根据能否水解以及水解后获得单糖数目的不同,分 为单糖、低聚糖、多糖三大类。 1.单糖 糖的最小单元,不能水解。 常见:五碳糖、六碳糖
1.单糖 糖的最小单元,不能水解。 常见:五碳糖、六碳糖
OH O OH OH OH
HO OH
O OH OH
2.低聚糖 2~9个单糖分子的缩聚物,能水解。 常见二糖、三糖 如:蔗糖、麦芽糖 2.多糖 由10个以上单糖通过糖苷键连接而成的线性或分支 的聚合物。 如:淀粉、纤维素
二、糖的理化性质和检识 (一)理化性质 1.单糖多是白色或无色结晶,有甜味,具有还原 性,右旋光性。 2.溶解性:单糖因分子小,羟基多,所以极性大, 易溶于水,难溶于乙醇,不溶于亲脂性有机溶剂。
因有苷键,在酸或酶的催化作用下能发生水解反应。 1、酸催化水解 反应环境:稀酸水溶液,稀酸醇溶液 常用的酸:稀盐酸、稀硫酸、8%~10%甲酸、 40%~50%醋酸。 水解特点:对水解部位无严格的选择性,各类苷键都 可以被酸水解而断裂,反应剧烈而彻底 水解产物:苷元和单糖 水解难易顺序:碳苷>硫苷>氧苷>氮苷
糖+非糖物质=苷 苷糖:苷中的糖 苷元:苷中的非糖物质 苷键:连接糖和苷元的化学键
苷键原子:组成苷键的原子
1、概念:
苷的含义:是指糖或糖的衍生物端基碳原子上的半缩醛羟 基与非糖物质脱水缩合而形成 一类化合物。苷中的非糖 部分称为苷元。
2、苷的结构类型(常用的分类方法)
通常根据形成苷的苷键原子的不同分为四大类
三、苷化合物的提取与检识
(一)原生苷的提取 溶剂:多以水或乙醇 水:提取液中往往含有较多的糖类、蛋白质等水溶 性杂质,可以用乙醇沉淀法除去。 乙醇:容易带入脂溶性杂质,可先浓缩提取液,再 用水沉淀法或亲脂性有机溶剂萃取法进行脱脂处 理。
三、苷化合物的提取与检识
(一)原生苷的提取 提取原生苷时,应采用适当的方法抑制或破坏共 存酶的活性,以防发生酶水解;同时还应始终保 持提取液为中性,以防止发生酸水解。 常用方法: ①沸水提取 ②甲醇或60%以上乙醇提取 ③将药材先用一定量碳酸钙拌匀后再用沸水提取。
三、苷化合物的提取与检识
(二)次生苷的提取 充分利用酶的活性。 溶剂:乙醇或乙酸乙酯
三、苷化合物的提取与检识
(三)检识反应
1.苷糖部分的检识 对苷进行酸催化水解即可得到游离单糖,可发生糖 的检识反应(斐林、多伦、莫里许反应)。 2.苷元部分的显色反应
二、苷类化合物的理化性质
(二)溶解性: 苷元:难溶于水,可溶于醇和亲脂性有机溶剂。
苷:可溶于水和醇,不溶于或难溶于亲脂性溶 剂。苷类分子的极性、亲水性随糖基数目的增 加而增大。C苷在所有溶剂中溶解度较小。
(一般认为,苷糖是苷的亲水部分,苷元是苷 的亲脂部分。)
二、苷类化合物的理化性质
(三)水解性
CH2OH O HO H H OH H OH CH2OH
D-果糖
D-葡萄糖
CHO HO H CH2OH
L-甘油醛
HO H HO HO
CHO H OH H H CH2OH
CHO H OH HO H HO H CH2OH
L-树胶糖
L-葡萄糖
Fischer投影式转换为Haworth透视式
HO
CHO OH OH OH CH2OH
第三章 糖和苷类化合物
第一节 糖类
糖是植物光合作用的产物,也是植物生命活动不可 缺少的能量物质。还是苷类成分结构中的重要组 成部分。 概念: 糖类又称碳水化合物,是多羟基醛或多羟基酮及其 缩聚物。
第三章 糖和苷类化合物
日光 C6H12O6 + 6O2 叶绿素
6CO2 + 6H2O
葡萄糖在植物体内还要进一步结合生成多糖——淀粉
氧苷:最多见
硫苷氧苷 伴存。
(一)氧苷:
依苷元羟基的类型分为 : 醇苷,酚苷,酯苷,氰苷,吲哚苷 1.醇苷:苷元提供醇羟基
红景天苷
(一)氧苷:
依苷元羟基的类型分为 : 醇苷,酚苷,酯苷,氰苷,吲哚苷 2.酚苷:苷元提供酚羟基
天麻苷
(一)氧苷:
依苷元羟基的类型分为 : 醇苷,酚苷,酯苷,氰苷,吲哚苷 3.氰苷:苷元多为氰醇衍生物
及纤维素。
第三章 糖和苷类化合物
己醛糖
CH2 CH CH CH CH CHO OH OH OH OH OH
* * *
*
*
*
*
己酮糖
CH2 CH CH CH C CH2 OH OH OH OH O OH
CHO H OH CH2OH
D-甘油醛
H HO H H
CHO OH H OH OH CH2OH
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