糖和苷类化合物..
第二章_糖和苷类化合物总结

第二章_糖和苷类化合物总结糖是生物体内最常见的化学物质之一,它们在细胞代谢和能量产生过程中发挥着重要作用。
糖分为单糖、双糖和多糖三种类型。
单糖是最简单、最基本的糖类,由一个糖分子组成。
常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖等。
双糖由两个糖分子通过糖苷键连接而成,常见的双糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖等。
多糖则由多个糖分子通过糖苷键连接而成,常见的多糖有淀粉、纤维素、壳聚糖等。
糖苷类化合物是指由糖和非糖物质通过糖苷键连接而成的化合物。
糖苷类化合物广泛存在于生物体内,是细胞膜、血液中重要的组成部分,并在细胞信号传导、能量储存和物质代谢等生理过程中发挥着重要作用。
糖苷类化合物的命名按照糖的名称和连接的非糖物质的名称来确定。
例如,葡萄糖和甘氨酸连接形成的化合物被称为葡萄糖甘氨酸。
糖苷类化合物的糖部分可以是单糖、双糖或多糖中的任意一种,而非糖物质可以是氨基酸、酚类、醇类或其他物质。
糖苷类化合物具有多种生物活性,包括抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌等作用。
例如,黄酮糖苷是一类常见的天然产物,具有抗氧化和抗癌活性。
黄酮糖苷能够清除自由基,阻止细胞氧化损伤,并抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
另外,糖苷类化合物还可以作为药物的载体,将药物与糖分子结合起来,增加药物的稳定性和生物利用度。
糖苷类化合物在食品工业中也有广泛的应用。
例如,葡萄糖苷是一种常用的甜味剂,可以替代糖和甜味剂,为食品提供甜味,同时减少对身体的不良影响。
另外,糖苷类化合物还可以用作食品添加剂,增加食品的保湿性、稳定性和口感。
总的来说,糖和苷类化合物在生物体内具有重要的生物功能和生理作用,是细胞代谢和能量产生过程中不可缺少的一部分。
糖苷类化合物具有多种生物活性,包括抗氧化、抗癌和抗炎等作用,在医药和食品工业中有广泛的应用。
糖和苷类化合物的研究将有助于深入理解生物体的生物过程和开发新的药物和食品产品。
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 #
糖和苷类

Lucidum Karst)。具有补
气安神、止咳平喘、延年 益寿的功效。
(3)动物多糖:
肝素: 是一种含硫酸酯的粘多糖,它的组分是氨基葡萄糖,艾杜糖 醛酸(iduronic acid)和葡萄糖醛酸。广泛分布于哺乳动物 的内脏、肌肉和血液中,作为天然抗凝血物质受到高度重视, 用于预防和治疗脑血栓并已经形成了一种肝素疗法。 [来 [性 源]本品最初得自肝脏,故名肝素。现多是从猪、牛 状]为白色或类白色粉末;有吸湿性。易溶于水。 等动物的肠粘膜或肝、肺中提取的一种粘多糖的硫酸酯。
(4)按连接单糖个数分类
1个糖——单糖苷;2个糖——双糖苷;
3个糖——叁糖苷 (5)按苷的生理活性分:强心苷等。 (6)按植物来源分:人参皂苷、柴胡皂苷等。
三、糖和苷的一般性质
1、性状
糖:单糖和一些分子量较小的低聚糖为无色或白色结 晶;相对分子量较大的低聚糖常为白色粉末。 苷: 一般少糖苷多为结晶,多糖苷多为无定形粉末。 具吸湿性,含糖越多吸湿性越强(如皂苷),苷多无 味,少数具甜或苦味。苷的颜色随苷元不同而不同, 苷比相应的苷元色浅。
本单元,不能再被简单地水解成更小分子的糖。如葡萄糖、
鼠李糖等。按含糖或醛基的不同又可分为醛糖和酮糖。
下面介绍几种单糖及其衍生物:
常见单糖:
氨基糖: 是指单糖的伯或仲醇羟基置换成氨基的糖类。
糖醇: 单糖的醛或酮基还原成羟基后所得的多元醇称糖
醇。
去氧糖:
单糖分子的一个或二个羟基为氢原子代替的糖叫去
甲壳素:是组成甲壳类动物外壳的多糖,其 结构安定性与纤维素类似。甲壳素及脱乙酰 甲壳素应用非常广泛,可制成透析膜、超滤 膜用作药物的载体具有缓解、持效的特点, 还可用于人造皮肤、人造血管、手术缝合线
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
苷
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)
糖和苷类化合物

第六节 苷类的结构研究
一、物理常数测定
二、分子式测定:质谱法
三、苷元和糖的鉴定:
1、糖的种类 TLC,PC,HPLC 用1HNMR,13CNMR ,2D-NMR数据鉴定 2、糖的数目的测定: 用TLC,PC,HPLC定量法 用1HNMR,13CNMR中端基氢或端基碳的数
目来确定;用COSY数据确定
CH2 O H
OH HO
OH OH CH2 O H
D-山梨醇
α-去氧糖
1、Molish反应
糖(或苷)+ α-萘酚—浓硫酸 紫红色环
两液面处出现
应注意碳苷和糖醛酸常呈阴性反应
2、Tollen 反应(银镜反应)
还原糖+氨性硝酸银[即Ag(NH3) 2+] Ag↓ (银镜或黑色沉淀)
3、Fehling反应
1 CHO
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
5
6 C H2O H
D--(+)-----葡萄糖
H
OH
H H
H
OH
HO
HO
HO
H
H
OH2O H C H2OH
H
OH
OH H
OH
OH
H OH
α-D—吡喃葡萄糖
OH OH HO OH H
5
O
H HO
H
OH
O
HO
HO
H
OH
H
5
C H2O H
β-D—吡喃葡萄糖
者为-。
试命名下列糖类
R O
OH
R OOH
OOH R
O
R OH
R O OH
第三章 糖和苷类化合物

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
中药化学第三章 糖和苷类

和安定性与纤维素类似。甲壳素及脱乙酰甲壳素 应用非常广泛,可制成透析膜、超滤膜,用作药
物的载体,还可用于人造皮肤、人造血管等。
第二节 苷类化合物
一、概述
(一)定义 苷类(配糖体):糖或糖的衍生物与另
一非糖物质(苷元、配基)通过糖的端基 碳连接而成的化合物。 其连接的键为苷键。
第三节 提取分离方法
一、糖和苷类的提取 (一)糖的提取
糖类一般用水和稀醇。抑制酶水解保持糖的原存形式。 加入无机盐或加热回流破坏酶。避免与酸接触。
P56页提取方法。 多糖为大分子极性化合物,多数采用不同温度的水和稀
碱液、稀醇。避免用酸提取。 可过滤或离心除去不溶物后,上清液加2~5倍量的乙醇
2. 多糖采用分级沉淀法
使不同分子量的多糖分步沉淀。
除蛋白:三氟三氯乙烷法和sevag法。即正丁醇-氯仿1: 4混合后与多糖水溶液振摇放置,使蛋白质变性。
凝胶柱层析 常用有DEAE-Sephadex
A-25或A-50。大分子先洗下。
电泳法:分离酸性多糖 超速离心法:根据分子量大小。
第三章 糖和苷类化合物
授课教师:北京中医药大学 李强
目标要求
1. 糖类化合物
单糖(葡萄糖,鼠李糖);二糖(麦芽糖,蔗糖,芸 香糖);多糖的分类
糖的分离:常用的填料
2. 苷类化合物:
分类;不同苷键原子的代表化合物名称 不同苷键的水解难易情况
3. 检识 4. 苷的结构研究
糖与糖连接位置的确定—全甲基化—甲醇解 苷键构型的研究
(四)苷键的裂解
苷键的裂解反应是研究苷键和糖链结构的重 要反应。
常用的裂解方法有酸水解,碱水解,酶水解, 氧化开裂法。
糖和苷类化合物

糖的化学性质
反应特点
1、反应机理:生成五元环状酯中间体; 2、反应定量进行(试剂与反应物基本是
1:1); 3、在水溶液中进行或有水溶液(否则不反
应); 4、反应速度:顺式 > 反式;
糖的化学性质
5、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;
单糖的立体结构
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。
CHO H C OH
CH2OH
D型
CHO
HO C H
CH2OH
α -OH甘油醛
L型
Fischer式中倒数第二个碳原子上-OH向 右的为D型,向左的为L型。
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)
糖的化学性质
1、溴水和硝酸的氧化
COOH
Br2 / H2O
CHO
稀 HNO3
COOH
CH2OH
CH2OH
COOH
糖的化学性质
2、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。
分类:醚化、酯化和缩醛(酮)化。
糖的化学性质
醚化反应(甲基化反应)
1、Haworth法 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:
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(二)单糖的差向异构体
单糖成环后形成的一个不对称碳 原子称为端基碳 (anomericcarbon),生成的一对 差向异构体(anomers)有α 、β 两种构型。
Haworth式:看C1-OH与C5(或C4) 上取代基(C6或C5)之间的关系
异侧——α 型;同侧——β 型。
O
OH
O OH
同側为β-D-
二、苷的分类
苷类由结构看主要由三部分组成
配糖体 + 糖 → 苷
可变因素较多,尤其是非糖物质,即 苷元部分,种类繁多,十分复杂。因此, 苷的分类也有多种方法。
(一)按苷中糖部分分类
1、按糖的结构分类
由于单糖有α和β两种端基异构体,因此形
成的苷也分为α-苷及β-苷。在天然苷类中,
多为β-苷。
2、按连接单糖基数目分类 可分为单糖苷、双糖苷、三糖苷等。
单糖(monosaccharides)是多羟基醛 或多羟基酮类化合物,亦是组成糖类及其 衍生物的基本单元。 表示单糖的结构式包括Fischer投影式、 Harworth投影式和优势构象式三种。多 以Harworth投影式表示。
CHO H HO H H OH H OH OH CH 2 OH
H H HO H H
合物。如苷香苷
芸香苷
糖或糖的衍生物与另一类非糖物质通过糖的 端基碳原子连接而成的化合物。连接的键称 为苷键,形成苷键的原子称为苷键原子。 几乎所有的天然产物如黄酮素、蒽醌素、苯 丙素、萜类、生物碱等均可与糖或糖的衍生 物形成苷。 苷的共性:糖和苷键(糖与糖及糖的衍生物 组成的化合物虽不称为苷,但它们形成的化 学键均称为苷键。)
3、常见的植物多糖:淀粉、纤维素、 葡聚糖、果聚糖、半纤维素、树胶、 粘液质等;
常见的动物多糖:肝糖元、甲壳素、 肝素、硫酸软骨素、透明质酸 等。
三、糖的理化性质与检识
(一)糖的理化性质 (1)具有醛(酮)基、伯醇基、仲醇基和邻 二醇基结构,可被氧化;如银镜反应,斐 林反应; (2)单糖在浓酸(4-10n)加热条件下, 脱去三分子水,生成具有呋喃环结构的糠 醛衍生物。多糖和苷类在浓酸的作用下水 解成单糖,然后再脱水形成相应的产物。 如Molish反应。
(一)单糖:包括五碳醛糖、六碳醛糖、六 碳酮糖、甲基五碳醛糖、氨基糖、去氧糖、 糖醛酸、糖醇等 1、五碳醛糖
2、六碳醛糖
3、六碳酮糖
4、甲基五碳醛糖
5、氨基糖
6、去氧糖
7、糖醛酸
8、糖醇:单糖的醛基被还原成羟基所得到 化合物。
(二)低聚糖(Oligosaccharides)
1、定义:由2-9个单糖通过苷键结合而成的
(二)糖的检识
(1)碱性酒石酸铜(Fehling试剂)反应
R-CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH →
R-COONa + Cu2O ↓(黄红色)
+3H2O 适用于还原糖,碱性酒石酸铜应新鲜配制。
(2)氨性硝酸银试剂(Tollen试剂):银 镜反应
R-CHO + AgNO3 + NH3H2O → R-COONH4 + Ag↓ 金属银附在试管壁上呈光亮银镜或析出黑色 沉淀。
第四章 糖和苷类
Saccharides and Glycosides
一、单糖的结构
糖类亦称为碳水化合物 (carbohydrates),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。
除了作为植物的贮藏养料和骨架成分外, 有些在抗肿瘤、抗肝炎、抗心血管疾病、 抗衰老等方面还具有独特的生物活性。
3、按连接糖链数目分类 可分为一糖链苷、二糖链苷等。
(二)按苷键原子分类
根据苷键原子的不同,可分为O苷、S-苷、N-苷、和C-苷,其中最常
见的是O-苷。
1、氧苷
根据苷元结构不同又分为醇苷、酚苷 和酯苷等。 (1)醇苷:通过苷元的醇羟基与糖的端基 羟基脱水缩合而成的苷。如玄参苷。
(2)酚苷:通过苷元的酚羟基与糖的端基羟 基脱水缩合而成的苷。如丹皮苷。
直链或支链聚糖。
2、按组成低聚糖的单糖基数目可将其分为二
糖、三糖、四糖等。
3、按是否含有游离的醛基或酮基将其分成还 原糖和非还原糖
1)具有游离醛基或酮基的糖称为还原糖;如
麦芽糖、芸香糖等
2)两个单糖都以半缩醛或半缩酮上的羟基通
过脱水缩合而成的低聚糖称为非还原糖。
如蔗糖、海藻糖等
(三)多聚糖(Polysaccharides),简称多 糖
OH OH O H OH CH 2 OH
O
HO H HO H H
H OH O H OH CH 2 OH
O
β-D-glucose(Fischer式)
Haworth式
(一)单糖的绝对构型
1、Fischer投影式→将距羰基最远的那个 不对称碳的构型定为整个糖分子的绝对构 型。 羟基向右 —— D型 羟基向左 —— L型 2、Haworth投影式→看那个不对称碳原子 上的取代基的朝向 取代基向上——D型 取代基向下——L型
1、由十个以上单糖通过苷键连接而成的一类结构
复杂的大分子化合物。一般多糖都由100个以上 甚至几千个单糖组成。
2、基本性质:甜味、强还原性的消失而不同于单
糖。
3、多糖的研究与应用
免疫促进功能、肿瘤抑制功能、搞HIV活性
4、多糖的分类
1、按其在植物中的功能,可分为两类: 作为动植物的支持组织,不溶于水,如纤维 素、甲壳素等; 作为动植物的贮存养料,可溶于热水,如淀 粉、肝糖原等。 2、按照单糖的组成可将多糖分成均多糖和杂 多糖; 由一种单糖组成为均多糖;由二种 以上单糖组成的为杂多糖。
(3)α-萘酚-浓硫酸反应(Molish反应)
单糖、多糖、苷类都可在浓硫酸作用
下与α-萘酚试剂反应。本法可用于苷和苷
元的区别。
第一节
结构与分类
一、苷类(Glycosides)
苷类又称为苷或配糖体,是由糖或糖
的衍生物,如氨基酸、糖醛酸等与另一非
糖物质(称为苷元或配基)通过糖的半缩
醛或半缩酮羟基与苷元脱水形成的一类化
异側为α-D-
(三)单糖的氧环
天然界存在的单糖多为五元或六元
氧环的形式,是因为它们的张力最小
所致。
(四)单糖的构象
尽管Haworth式更接近糖结构的真实情况
实验证明天然界吡喃糖均以椅式构象存在 通常D-系吡喃糖的椅式构象中又以C1- OH在e键上即β 构型为其优势构象。
4
O 1
OH
二、糖的分类