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)。

第三章糖和苷类分析

第三章糖和苷类分析

先用水 饱和
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)
9
2、分离
经初步提取得到的苷类通常极性较大,且多为非
结晶性物质,同时不同程度地混有其他物质,分离 困难,一般需先除去杂质,再进一步分离纯化。
除杂:可用溶剂沉淀法,也可用大孔树脂吸附法来富集、
硅胶——生物碱 碱性氧化铝——黄酮、蒽醌等
半化学吸附:氢键,选择性较弱,多可逆
聚酰胺
12
物理吸附的基本规律:极性相似者易于吸附
极性吸附剂:硅胶、氧化铝
对极性物质亲和力强 溶剂极性 非极性吸附剂:活性炭
对非极性成分吸附强
溶剂极性 吸附剂对溶质的吸附力
吸附剂对溶质的吸附力
A.吸附剂:30~60倍,有时100~200倍
径高比(d/h)1:15~1:20
干法装柱/湿法装柱 干法上样/湿法上样 等度/梯度(洗脱剂极性递增) 化学吸附:硅胶—碱性成分 Rf=0.2~0.3 洗脱剂中加入碱
氧化铝—酸性成分 洗脱剂中加入酸
F.洗脱系统的选择: TLC
16
3)聚酰胺柱色谱
性 质
甲醇(31.2)
氯仿(5.20)
水(81.0)
乙酸乙酯(6.11) 乙醇(26.0)
14
1)简单吸附法用于物质的浓缩与精制
活性炭吸附法
结晶、重结晶中脱色、脱臭
从大量稀水液中浓缩微量物质
15
2)吸附柱色谱法
硅胶吸附柱色谱
B.装柱:
C.上样: D.洗脱: E.托尾:
氧化铝吸附柱色谱
(适于分子量不同的苷类,如蒽醌、二蒽酮类)

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

糖和苷类分析

糖和苷类分析

醇中最弱———常以浓度渐高的含水醇梯度洗脱
强 弱
EtOH-H2O最常用
的 各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力
因 素
▪ 水 甲醇 乙醇 氢氧化钠水溶液 甲酰胺 二甲基甲酰胺 尿素水溶液


21
▪ 醌类、黄酮类等酚性的制备和分离。 应 ▪ 脱鞣处理 用 ▪ 生物碱、萜类、甾类、糖类、氨基酸等极性
与非极性化合物的分离也有用途
22
4)大孔吸附树脂
性质
▪ 高分子聚合物 ▪ 白色球形颗粒 ▪ 多孔网状结构 ▪ 不溶于酸、碱、有机溶剂
原理
▪ 吸附原理:分子间
力、氢 ▪ 树脂的性质:非极性树脂 易吸附非极性化合物
吸 附
极性树脂 易吸附极性化合物
力 ▪ 溶剂的性质:
强 弱 物质在溶剂中的溶解度大,树脂对此物质的吸附力就
石油醚提取
水沉
石油醚部分 (多为油脂)
残留物
Et2O 或 CHCl3 提取
水层
Et2O 或 CHCl3 提取物(苷元)
残留物 EtOAc 提取
先用水 饱和
EtOAc 提取液
残留物
(含单糖苷或含糖较少的苷)
n-BuOH 提取
n-BuOH 提取液(含糖较多的苷)
9
2、分离
➢ 经初步提取得到的苷类通常极性较大,且多为非
附 ▪ 形成氢键的基团所处的位置:
力 的
处于易形成分子内氢键者,减弱。
因 ▪ 分子中芳香化程度:高,增强。

19
OH
OH
OH
HO
OH
OH
OH
OH OH OH
OH OH
20
化合物在不同溶剂中的吸附力,随溶剂极性增强而增强

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

苷类化合物专业知识

苷类化合物专业知识
失去甜味和还原性 溶解性变化
(3)分类
① 按构成份
均多糖:由一种单糖构成旳多糖 杂多糖:由两种以上单糖构成旳多糖 ② 按起源分
植物多糖 菌类 多糖 动物多糖
③ 按溶解性分
水不溶,是动、植物旳支持组织, 分子直链,如:半纤维素、纤维素、甲壳素等。
溶于热水成胶体溶液,是动植物旳储存养料,分子 支链,经酶解释放单糖供给能量。如:淀粉、肝糖 原等。
5. 芳香族苷 > 脂肪族苷
(苷元供电性)
难水解旳碳苷 苷元构造不太稳定旳氧苷(皂苷)
氧化开裂法 — Smith降解法;
两相酸水解法(样品+酸水+苯/氯仿)
取得真正苷元
OH
O OH
OR IO4-
OH OH
OHC
OH
OH
O OHC
OR BH4-
O
CH2OH CH2OH
OR H+
CH2OH CHO
CHOH +
第二节:苷类化合物
苷旳含义——糖和糖旳衍生物(如氨基糖、糖 醛酸等)与另一非糖物质经过糖旳端基碳原子 连结而成旳一类化合物。又称为配糖体,苷中 旳非糖部分称为苷元或配基。以葡萄糖为例。
OH
6
5
O OR
4 OH 1
HO 3
2
OH
β―D―葡萄糖苷
苷键原子 苷元 苷键 端基碳原子
苷旳构造分类
按苷键原子分类: 氧苷、硫苷、氮苷、碳苷
1. 反应过程:
OH
OH
OH
O OH
OR IO4-
OH OH
OHC
O OHC
OR BH4-
O
CH2OH CH2OH
OR + H
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适用范围
结果
Fehling试剂反应
Tollen试剂反应
Molish试剂反应 (糠醛形成反应)
第一节 糖类化合物
检识
名称
适用范围
结果
Fehling试剂反应 还原性糖
砖红色氧化亚铜 沉淀
Tollen试剂反应
Molish试剂反应 (糠醛形成反应)
第一节 糖类化合物
检识
名称
适用范围
结果
Fehling试剂反应 还原性糖
OH
o OH
去氧糖C-OOOHHo 被OHH取代 CH3 o OH
OH
OH
OH
NH2
葡糖胺
OH
OH
D-葡萄糖醛酸
OH
OH
D-洋地黄毒糖
第一节 糖类化合物
结构类型
单 单糖在水溶液中形成 五元氧环 呋喃型糖 糖 半缩醛环状结构 六元氧环 吡喃型糖
CH2OH
OH O
OH
OH
OH
β-D-葡萄呋喃糖
OH
o OH
第三章 糖和苷类化合物
➢导学 ➢第一节 糖类化合物 ➢第二节 苷类化合物
导学
学习目标: 掌握:苷的概念与分类。 熟悉:糖类化合物的检识方法,苷类化合物的理化性
质、提取方法及检识方法。 了解:糖的概念与分类。 重点难点: 糖的分类和检识方法,苷类化合物的概念、分类及其 溶解性。
第一节 糖类化合物
糖类
砖红色氧化亚铜 沉淀
Tollen试剂反应 还原性糖 Ag↓(银镜)
Molish试剂反应 (糠醛形成反应)
第一节 糖类化合物
检识
名称
适用范围
结果
Fehling试剂反应 还原性糖
砖红色氧化亚铜 沉淀
Tollen试剂反应 还原性糖 Ag↓(银镜)
Molish试剂反应 (糠醛形成反应)
糖、苷
交界面呈紫红色 环
如:纤维素、甲壳素
贮存养料 可溶于热水成胶体溶液, 多数分子呈支链型
如:淀粉、肝糖原
第一节 糖类化合物
理化性质 单糖 多为白色或无色结晶,有甜味, 低聚糖 有还原性、旋光性,易溶于水
多为无定形粉末,无甜味, 多糖 无还原性、旋光性
第一节 糖类化合物
检识
名称
适用范围
结果
第一节 糖类化合物
检识
名称
含义 结构类型 理化性质 检识
第一节 糖类化合物
糖类又称碳水化合物,是多羟基醛或多羟 基酮类化合物及其(分子间脱水而形成的 一系列)缩聚物的总称。 • 功能 • 活性 • 分布
第一节 糖类化合物
糖类又称碳水化合物 • 功能 是植物光合作用的初生产物,同时也
是绝大多数天然产物生物合成的初始原料。 作为植物的贮藏养料、骨架成分 • 活性 抗肿瘤、抗衰老、调节免疫力等 • 分布 广泛
第二节 苷类化合物
苷类
基本概念 结构类型 理化性质 检识
提取分离
第二节 苷类化合物
概念
苷,苷糖,苷元,苷键,苷键原子
脱水 糖 + 非糖物质 水解

苷糖
苷的组成
苷键 苷元
第二节 苷类化合物
概念
HO 6
5
R-OH 4 OH + OH 3
o OH
21
OH
HO 6
缩合 水解
5
4 OH
OH 3
oOR
1 2
OH
oO
CH3
OH
o OH
o
O O
OH OH OH
芸香糖
OH
蔗糖
第一节 糖类化合物
结构类型
均多糖 由同种单糖组成
多 按组成 如:淀粉、纤维素、糖原、甲壳素等

杂多糖 由2种以上单糖组成
如:半纤维素、树胶、黏液质等
第一节 糖类化合物
结构类型
多 按多糖在生 糖 物体内的功能
支持组织 不溶于水,分子呈直链型
第一节 糖类化合物
结构类型 单糖 低聚糖(2~9个单糖) 多糖(≥10个单糖)
第一节 糖类化合物
结构类型
醛糖
单 糖
按结构 酮糖
按碳原子数 从三碳糖到八碳糖都有,
以五碳糖(戊糖)和六碳糖
(己糖)最常见
第一节 糖类化合物
结构类型
氨基糖 -OH被-NH2取代
单 糖
衍生物
糖醛酸 -CH2OH被氧化成COOH
最稳定
第二节 苷类化合物
结构类型 氧苷(O-苷)
天麻苷
第二节 苷类化合物
结构类型 硫苷(S-苷)
萝卜苷
第二节 苷类化合物
结构类型 氮苷(N-苷)
NH2
N
N
HO
NN
HO O
HO OH
巴豆苷
第二节 苷类化合物
结构类型 碳苷(C-苷)
NH2
N
N
NN HOH2C O
OH
虫草素
第二节 苷类化合物
理化性质
第一节 糖类化合物
结构类型
6 OH

5
o OH
糖 4 OH
1
2
6 CH2OH
5 OH O 4 OH
OH
1 2
OH 3
OH 端基碳原子 3
OH 端基
碳原子
绝对构型:C4/C5上的取代基,向上为D,向下为L
差向异构体:C1与C4/C5,同侧为β,异侧为α
第一节 糖类化合物
结构类型
低 还原性糖 聚 非还原性糖 糖
性状 溶解性 旋光性 水解性
第二节 苷类化合物
理化性质
性状
多为无色、无味、无还原性的无定形 粉末,具有引湿性
溶解性
旋光性
水解性
第二节 苷类化合物
理化性质
性状 溶解性
多为无色、无味、无还原性的无定形 粉末,具有引湿性
具亲水性,不溶或难溶于亲脂性有机 溶剂,碳苷在所有溶剂中溶解度都小
旋光性
水解性
第二节 苷类化合物
第二节 苷类化合物
理化性质
HO 6
5
4 OH
OH 3
A
o OR
21
OH
6CH3
5
o
OH
2
OH 3
B
OR
1
水溶性:A>B
第二节 苷类化合物
理化性质
性状 溶解性
多为无色、无味、无还原性的无定形 粉末,具有引湿性
具亲水性,不溶或难溶于亲脂性有机 溶剂,碳苷在所有溶剂中溶解度都小
OH
第二节 苷类化合物
概念
半缩醛羟基
苷键原子
HO 6
5
R-OH 4 OH + OH 3
HO 6
o OH 缩合 2 1 水解
5
4 OH
OH 3
OH 端基碳原子
oOR
2
1 苷元
OH 苷键
在自然界,几乎所有的天然产物都能与糖成苷
第二节 苷类化合物
结构类型
最常见
根据苷键原子的不同, 苷可以分为4大类
氧苷(O-苷) 硫苷(S-苷) 氮苷(N-苷) 碳苷(C-苷)
OH
OH
OH
β-D-葡萄吡喃糖
第一节 糖类化合物
结构类型
单 糖 结构式的表示方法
Fischer投影式 Haworth投影式 优势构象式
第一节 糖类化合物
结构类型
6 OH
6 CH2OH

5
o OH 5 OH O
糖 4 OH
1
4 OH
2
OH 3
OH 端基碳原子 3
OH
1 2
OH 端基
碳原子
C1碳原子称为端基碳原子,C1上的羟基称为半缩醛羟基
理化性质
HO 6
5
NC H C
oO
4 OH
1
2
OH 3
OH
野樱苷
Glc O 6
5
NC H C
oO
4 OH
1
2
OH 3
OH
苦杏仁苷
水溶性:
第二节 苷类化合物
理化性质
HO 6
5
NC H C
oO
4 OH
1
2
OH 3
OH
野樱苷
Glc O 6
5
NC H 3
OH
苦杏仁苷
水溶性:野樱苷<苦杏仁苷
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