第三章 糖和苷類化合物

(一)糖類化合物

1、 糖是多羥基醛或多羥基酮及其衍生物、聚合物的總稱

2、 糖的分類：

單糖：不能再被簡單地水解成更小分子的糖，是糖類物質的最小單位。多為無色晶體，有旋光性，味甜，易溶于水，難溶于無水乙醇，不溶于極性小的有機溶劑。

低聚糖(寡糖)：有2-9個單糖通過糖苷鍵聚合而成的糖，能被水解成相應數目的單糖。易溶于水，難溶或幾乎不溶于乙醇等有機溶劑。

多糖：由10個以上的單糖分子通過苷鍵聚合而成，分子量較大。由一種單糖組成的多糖為均多糖，由兩種以上單糖組成的為雜多糖。(水不溶：纖維素、半纖維素、甲殼素，水溶：菊糖、粘液質、果膠、樹膠)

植物多糖：纖維素、淀粉、粘液質、果聚糖(菊糖)、樹膠

菌類多糖：豬苓、茯苓、靈芝、香菇

動物多糖：肝素、透明質酸、硫酸軟骨素、甲殼素

3、 結構類型：Fischer式(C1-OH與原C5或C4-OH)：相對構型—順式為α，反式為β

絕對構型--向右為D型，向左為L型

Haworth式(C1-OH與C5或C4上取代基之間的關系)：

相對構型--同側為β，異側為α 絕對構型--向上為D型，向下為L型

(二)苷類化合物glycosides

1、 苷(配糖體)是糖和糖的衍生物與非糖物質通過糖的端基碳原子連接而成的一類化合物

苷元(配基)—苷中的非糖部分

苷鍵—苷中的苷元與糖之間的化學鍵

苷鍵原子—苷元上形成苷鍵以連接糖的原子

2、苷的分類

1)按苷鍵原子分類：氧苷、氮苷、硫苷、碳苷(溶解度小，難溶于水，難水解)

氧苷：苷元通過氧原子和糖相連接而成的苷

醇苷—苷元通過醇羥基與糖端基羥基脫水而成的苷。如紅景天苷、毛茛苷

酚苷—苷元中的酚羥基與糖脫水而成的苷。如天麻苷

酯苷--苷元以-COOH和糖縮合而成的苷(縮醛和酯的性質，易被稀酸稀堿水解)如山慈菇苷

氰苷--是指一類α羥腈的苷。如野櫻苷、杏仁苷

吲哚苷--吲哚醇中羥基與糖縮合，如靛苷

氮苷：糖上的端基碳與苷元上氮原子連接而成—巴豆苷

碳苷：糖基的端基碳原子直接與苷元碳原子相連接而成的苷(碳苷分子中，糖總是連接著有間二酚或間三酚結構的芳香環)—蘆薈苷、牡荊素

硫苷：糖的半縮醛羥基與苷元上巰基縮合而成的苷—黑芥子苷(硫苷被芥子酶解生成異硫氰酸酯類芥子油、硫酸根和葡萄糖)

△苦杏仁苷(原生苷、單糖鏈苷、雙糖苷、氧苷、氰苷)在人體內會緩慢分解生成不穩定的a-羥基苯乙腈，進而分解成為具有苦杏仁味的苯甲醛和氫氰酸。小劑量口服時，由于釋放少量氫氰酸，對呼吸中樞產生抑制而鎮咳，大劑量時因氫氰酸能使延髓生命中樞先興奮而后麻痹，并能抑制酶的活性而阻斷生物氧化鏈，從而引起中毒，嚴重者甚至導致死亡。

2)按苷元的化學結構：蒽醌苷、黃酮苷、吲哚苷、香豆素苷

3)苷在植物體內的存在狀況分：原生苷—原存在于植物體內的苷(杏仁苷)

次生苷—原生苷水解失去一部分糖后生成的苷(野櫻苷)

4)根據糖的名稱分：葡萄糖苷、去氧糖苷、木糖苷

5)連接單糖基的數目分：單糖苷、雙糖苷、三糖苷

6)按照糖連接的糖鏈數：單糖鏈苷、雙糖鏈苷

7)按照理化性質或生理活性分類：皂苷、強心苷等

3、苷類的性狀：多數固體(糖基少完好晶型、糖基多吸濕性無定形粉末)、無色、無味，個別有色、有味

4、旋光性：多為左旋，水解后生成糖呈右旋(水解前后旋光度的對比-檢識苷類存在)

5、苷類的溶解性：苷-親水性(隨糖基數目的增加而增大)，苷元-親脂性

6、苷鍵的裂解：酸水解、酶水解、堿水解、氧化開環

(1)酸催化水解：試劑――稀酸(鹽酸、硫酸、乙酸、甲酸)、溶劑――水或稀醇

機理：苷鍵原子首先發生質子化。然后苷鍵斷裂生成苷元和糖的陽碳離子中間體，在水中溶劑化，再脫去氫離子而形成糖分子。

水解易難的規律：aN-苷>O-苷>S-苷>C-苷 b呋喃糖苷>吡喃糖苷

c酮糖(呋喃結構)>醛糖 d五碳糖苷>甲基五碳糖苷>六碳糖苷>七碳糖苷>糖醛酸苷

e 2、3-去氧糖苷 > 2-去氧糖苷 > 3-去氧糖苷> 2-羥基糖苷> 2-氨基糖苷

f 芳香族苷>脂肪族苷

避免苷元脫水-難水解、對酸不穩定：①兩相酸水解法(在反應混合溶液中加入與水不相混溶的有機溶劑，苷元一旦生成即刻進入有機相，避免與酸長時間接觸，獲得真正的苷元)②改變水解條件

(2)堿催化水解：(β-消除反應)具酯性質苷可發生堿水解：酯苷、酚苷、烯醇苷、β吸電子取代的苷(羰基、羧基)。這些苷鍵有酯的性質，遇堿可以發生水解，β-位有吸電子基使α-氫活化，堿液中易與苷鍵起消除反應使苷鍵裂解。脂肪族苷元和糖形成的苷對堿穩定。

(3)酶催化水解：

專屬性很強：特定酶只水解糖的特定構型的苷鍵

條件溫和： ①保護糖和苷元結構 ②保留部分苷鍵得次級苷

常用的酶： 麥芽糖酶α─選擇性地水解α-葡萄糖苷鍵

苦杏仁苷酶β─水解一般的β-葡萄糖苷鍵和六碳醛糖苷 轉化糖酶─水解β-果糖苷鍵 纖維素酶──水解β-葡萄糖苷鍵 芥子苷酶──水解芥子苷

(4)乙酰解反應：特點:開裂一部分苷鍵,保留另一部分苷鍵

試劑：乙酸酐與不同酸的混合液 用途:確定糖與糖之間的連接位置

易難順序：1→6﹥ 1→4﹥ 1→3 ﹥ 1→2

(5)氧化開裂法：最常用Smith降解法(鄰二醇結構)

反應過程：①試劑 NaIO4 --- (鄰二羥基)→二元醛+甲酸②試劑 NaBH4 --- (二元醛) →二元醇③室溫下稀酸水解——苷元+多元醇+羥基乙醛(碳苷：醛基苷元)

(三)苷類的提取與分離

1、苷類的提取：

提取中需考慮的幾個問題：a 破壞酶 ①加溫、沸水煮(>80℃)②加乙醇( >60℃ )或加甲乙醇提取③加碳酸鈣或硫酸銨處理④烘干藥材(< 60℃ )

b 避免酸、堿接觸(碳酸鈣、碳酸鈉中和酸，盡量在中性條件下提取)

c 溶劑的選擇 ①多用乙醇、甲醇、醋酸乙酯 ②沸水不宜用于含淀粉多者,有時用含有機酸緩沖劑控制pH以防水解③親脂性強者用氯仿等親脂性溶劑

2、苷類的分離：溶劑法、大孔樹脂法

色譜法：吸附色譜 吸附劑：常用氧化鋁和硅膠 洗脫劑：氯仿—甲醇、氯仿—甲醇—水

鉛鹽處理法：利用鉛鹽在水或稀醇中能夠沉淀出多種類型植物成分的性質，達到除去雜質，提純苷類的目的。

·用法　① 沉淀雜質，苷類留在溶液中。

② 沉淀苷類，雜質留在溶液中(需收集沉淀，脫鉛處理，釋放出苷類)。

·常用的鉛鹽

中性醋酸鉛(Pb(Ac)2) ── 可與具有鄰二酚羥基、羧基及多元酚結構的苷類結合生成沉淀。

堿式醋酸鉛(Pb(OH)Ac) ─ 除以上外，尚可以與單元酚以及中性大分子物質如中性皂苷、糖類等結合生成沉淀。

柱色譜分離法 ──── 獲得苷的單體

(四)糖和苷類的檢識

(1)Molish反應：a-萘酚乙醇+濃硫酸→兩液面間有紫色環→糖或苷類，碳苷和糖醛酸(-)

根據單糖微溶于乙醇或甲醇，而多糖不溶的性質，將樣品的醇提液進行F，如產生磚紅色氧化亞銅沉淀，說明有游離糖。反應液濾去沉淀，再將除去了游離糖的濾液進行M，如(+)，說明存在苷類。

正丁醇提取物一般不含單糖、低聚糖、多糖，蒸去溶劑后進行M，如(+)說明有苷類。

(2)菲林反應Fehling：紅磚色沉淀→含有還原糖 多倫反應Tollen：銀鏡→還原糖

將反應濾液酸水解后再進行F和T，如(+)，存在多糖或苷類。

(五)苷類的結構研究

苷鍵構型的確定：酶水解

Klyne經驗公式進行計算 △[M]D=[M]D(苷)-[M]D(苷元)

利用NMR譜： J=6～9Hz → d，b ;J=2～3.5Hz → d,a

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