1、第二章第二章 糖糖 和和 苷苷糖糖 saccharide, sugar (-ose); 碳水化合物碳水化合物 carbohydrate苷苷 glycoside (-oside); 苷元苷元 aglycone, genin通式通式: Cm(H2O)n; 含有多个羟基的醛或酮含有多个羟基的醛或酮植物光合作用的产物植物光合作用的产物天然成分的初始原料天然成分的初始原料分布广泛分布广泛, 结构多样结构多样药物的重要来源药物的重要来源生物信息的载体生物信息的载体; 细胞间的识别细胞间的识别 1. Carbohydrate and proteins were long viewed quite diffe
2、rently. Proteins were considered particularly important. However, corresponding properties of carbohydrates were not established; they were assumed to have only structural, protective, and energy-storing functions. 2. The large number of biological polymers in which carbohydrate and proteins are che
3、mically linked to each other by a covalent bond (glycoproteins 糖蛋白糖蛋白) were not recognized until the beginning of the 1950s. Introduction: 3. The covalently linked glycoconjugates (糖缀合物糖缀合物) of carbohydrate and proteins, lipids (glycolipids 糖脂糖脂) or phospholipids (glycophospholipids 糖磷脂糖磷脂) are ubiq
4、uitous and occur, for example, as components of cell membranes. 4. The biological information in these substances is carried mainly by the carbohydrate part-(glycobiology 糖生物学糖生物学). Protein-bound carbohydrate have been identified as ligands that are involved in cell-cell interactions and are recogni
5、tion sites for viruses and bacteria.Isomeric possibilities for peptide, nucleic acid and saccharideProductCompositionNumber of isomersPeptide, nucleic acidaSaccharidebmonomerZ11dimerZ2111trimerZ31120tetramerZ411424monomerZ11dimerYZ220trimerXYZ6720tetramerWXYZ2434560a35deoxyribo- or ribonucleic acid.
6、 bhexopyranoses(Glu, Gal, Man, )胞质溶胶胞质溶胶 糖苷化合物的临床应用糖苷化合物的临床应用1. 植物植物: 天然黄酮苷、三萜皂苷、甾体皂苷、强心苷、天然黄酮苷、三萜皂苷、甾体皂苷、强心苷、 多糖多糖2. 动物动物: 肝素肝素 3. 微生物微生物: 核苷类抗病毒药核苷类抗病毒药: 齐多夫定齐多夫定(AZT), 拉米夫定拉米夫定 氨基糖苷类抗生素氨基糖苷类抗生素: 链霉素、卡那霉素链霉素、卡那霉素 大环内酯类抗生素大环内酯类抗生素: 红霉素、罗红霉素红霉素、罗红霉素 糖肽类抗生素糖肽类抗生素: 万可霉素、博莱霉素万可霉素、博莱霉素 蒽醌类抗生素蒽醌类抗生素: 多柔比
7、星多柔比星 表柔比星表柔比星(毒性降低毒性降低25%)糖链结构对母体分子的生理活性起重要甚至关键作用糖链结构对母体分子的生理活性起重要甚至关键作用 HNHOHOHOOHNHOHOHOOHOHHOHOHOOHHNOHOH3COHOHOOHOHOOHOOHOHOOHHOHOHOOHNH2脱氧野尻霉素脱氧野尻霉素(deoxynojirimycin, DNJ)米格列醇米格列醇(miglitol) a-葡萄糖苷酶抑制剂葡萄糖苷酶抑制剂治疗治疗型糖尿病型糖尿病阿卡波糖阿卡波糖(acarbose)a- -葡萄糖苷酶抑制剂葡萄糖苷酶抑制剂治疗治疗型糖尿病型糖尿病Valienamine4. 氮杂糖氮杂糖第一节第
8、一节 单糖的立体化学单糖的立体化学1. 单糖结构的表示方法单糖结构的表示方法-Fischer, Haworth投影式投影式2. 糖的环合糖的环合-呋喃糖和吡喃糖呋喃糖和吡喃糖3. D-和和L-型糖型糖4. 异头碳的立体化学异头碳的立体化学-确定糖苷键的构型确定糖苷键的构型5. 糖的构象糖的构象异头碳异头碳, 端基碳端基碳 (anomeric carbon) 差向异构体差向异构体 (epimer) 端基差向异构体端基差向异构体 (anomer)chair conformation 优势构象式优势构象式Haworth projectionMills projectionFischer projec
9、tionZig-zag projection (锯齿锯齿)123456单糖结构的表示方法单糖结构的表示方法CHOCH2OHOHHOHHHHOOHHCH2OHHOHHHHOOHHHOHOCH2OHHOHHHHOOHHHOHOHOH2COHHHHOOHHHOHOHHOH2COHHHHOOHHHOHOHOHOHHOHOHHHOHCH2OHOHOHHOHOHHOHHCH2OHOOOOD-glucosea a-D-glucoseb b-D-glucose异头碳异头碳葡萄糖葡萄糖: : 椅式的椅式的、 六元的六元的、多羟基取代的含氧环多羟基取代的含氧环1) 糖链上下排列，取代基左右排列；糖链上下排列，取代
10、基左右排列；2) 羰基一侧在上；羰基一侧在上；3) 上下排列的基团一律在面后，上下排列的基团一律在面后，左右排列的基团一律在面上。将形成的半缩醛的左右排列的基团一律在面上。将形成的半缩醛的Fischer投影式向右倾倒投影式向右倾倒90度就得度就得Haworth投影式，右侧基团在环下，左侧基团在环上。投影式，右侧基团在环下，左侧基团在环上。 Fischer式和式和Haworth式的关系式的关系CHOOHHOOHCH2OHOHD-(+)-glucose45CHOOHOHOHHOH2COHOOHOHOHCH2OH90oFischer projectionHOHOOHOHOHCH2OHHOHabOOH
11、OHOHOHOHOOHOHOHOHOHa-D-(+)-glucopyranoseb-D-(+)-glucopyranoseabHaworth projection45碳链卷曲碳链卷曲C4-C5旋转旋转90CHOCH2OHOHHOHHHHOOHHOOHOHOHOHCH2OHOOHOHOHOHCH2OHOOHOHOHCH2OHOHOOHOHOHCH2OHOHD-Glcb b-D-Glcfa a-D-Glcfb b-D-Glcpa a-D-Glcp54呋喃糖和吡喃糖呋喃糖和吡喃糖45CHOOHHHHOOHHOHHCH2OHOHHHHOOHHHCH2OHHOHOOHHHHOOHHHCH2OHHOHOa
12、-anomerb-anomeropen-chain formpure a-anomerpure b-anomermp. 146oC, aD=+112.2omp. 150oC, aD=+18.7o在溶液中达到平衡在溶液中达到平衡结晶化结晶化 98以下以下结晶化结晶化 98以上以上糖的变旋糖的变旋n 变旋现象变旋现象-一种构型的糖，其旋光度在溶液中会改一种构型的糖，其旋光度在溶液中会改变，最终达到一恒定值的现象。变，最终达到一恒定值的现象。n 其化学本质是其化学本质是-一种环状结构可通过开链结构转化一种环状结构可通过开链结构转化为另一种环状结构。为另一种环状结构。aD = +52.7差向异构体差向
13、异构体阿洛糖阿洛糖阿卓糖阿卓糖赤鲜糖赤鲜糖45古洛糖古洛糖艾杜糖艾杜糖塔罗糖塔罗糖苏糖苏糖45OOHHOHOMeOHOOHHOHOMeOHa a-L-鼠李糖鼠李糖b b-L-鼠李糖鼠李糖从从Haworth式式判断醛糖的构型判断醛糖的构型五碳五碳吡喃型糖吡喃型糖: C4-OH在面下则为在面下则为D型糖型糖五碳五碳呋喃型糖呋喃型糖: C4-R在面上为在面上为D型糖型糖六六碳碳吡喃型糖吡喃型糖: C5-R在面上为在面上为D型糖型糖磷酸氟达拉宾磷酸氟达拉宾9-b b-D-阿拉伯糖基阿拉伯糖基-2-氟腺嘌呤氟腺嘌呤糖的构型糖的构型 (configuration)从从Fischer式判断糖的构型式判断糖的
14、构型: 最后一个手性中心上的最后一个手性中心上的OH在右侧为在右侧为D型糖型糖,在左侧为在左侧为L型糖。型糖。4异头碳的立体化学异头碳的立体化学 a a, b b 为相对构型，为相对构型， a a-D型型 与与 b b-L型；型；a a-L型型 与与 b b-D型型 C1绝对构型相同绝对构型相同 首先判断糖的构型首先判断糖的构型, 然后确定端基碳然后确定端基碳(异头碳异头碳)的构型的构型OHOHROOHHRORHOHOOHHROHOHROROHHORHOHOROHH-D-糖-L-糖-D-糖-L-糖-D-糖-L-糖-D-糖-L-糖chairboatSkew扭曲式扭曲式half chair 半椅式
15、半椅式信封式信封式 (envelope)糖的构象糖的构象(conformation)吡喃糖各构象的稳定性吡喃糖各构象的稳定性: : 椅式椅式 扭曲式扭曲式 船式船式 OHOHHHOHHHOHOHOHHOHOHOHHOHOHOHHH Haworth式投影式 OHOHHOHHOHCH2OHHOHH式（4C1式）式（1C4式）Glucose Conformation第二节第二节 糖与苷的分类糖与苷的分类一一. 单糖类单糖类（一）（一） 五碳醛糖五碳醛糖 (aldoses)CHOCH2OHHHOHHOOHHCHOCH2OHOHHHHOOHHCHOCH2OHOHHHHOHHOCHOCH2OHOHHOHH
16、OHHL-阿拉伯糖阿拉伯糖D-来苏糖来苏糖D-木糖木糖D-核糖核糖L-AraD-LyxD-XylD-Rib（三）（三） 六碳酮糖六碳酮糖 (ketoses) （二）（二） 六碳醛糖六碳醛糖CHOOHHHHOOHHCH2OHHOHCHOOHHHHOHHOCH2OHHOHCHOHHOHHOOHHCH2OHHOHCHOOHHOHHOHHCH2OHHOHD-葡萄糖葡萄糖D-甘露糖甘露糖D-半乳糖半乳糖D-阿洛糖阿洛糖D-GlcD-ManD-GalD-AllCH2OHOHHHHOOCH2OHHOHCH2OHOHHHHOOCH2OHHOHD-果糖果糖D-FruL-山梨糖山梨糖D-Sor（四）（四） 甲基五
17、碳醛糖甲基五碳醛糖（五）（五） 支碳链糖支碳链糖CHOHHOOHHOHCH3HOHHCHOOHHOHHHCH3HOHHOCHOOHHHHOOHCH3HOHHL-夫糖夫糖L-鼠李糖鼠李糖D-鸡纳糖鸡纳糖L-FucL-RhaD-GuiCHOCH2OHOHHOH2COHHCHOOHHOHHOH2COHHCH2OHCHOOHOHCOHHHHOCH3D-芹糖芹糖D-金缕梅糖金缕梅糖L-链霉糖链霉糖D-ApiD-HamL-Str（六）（六） 氨基糖氨基糖CHOCH2OHHOHHHHONH2HOHCHOCH2OHHHHOHHONH2HOH2-氨基氨基-2-去氧去氧-D-葡萄糖葡萄糖2-氨基氨基-2-去氧去氧
18、-D-半乳糖半乳糖2-甲氨基甲氨基-2-去氧去氧-L-葡萄糖葡萄糖D-glucosamineD-galactosamineCHOCH2OHHOHHOOHHHH3CHNHN-乙酰神经胺酸乙酰神经胺酸N-acetyl-neuraminic acidOCOOHOHHOAcHNHOOHHO（七）（七） 去氧糖去氧糖（八）糖醛酸（八）糖醛酸CHOCH3HOHHOCH3HOOHHHCHOCH3HOHHOCH3HOHHH红霉糖红霉糖碳霉糖碳霉糖L-cadinoseL-mycaroseCH OCOO HHO HHHHOO HHO HCH OCOO HHHHOHHOO HHO HD-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸D-半乳
19、糖醛酸半乳糖醛酸D-GlcAD-GalACHOCH2OHOHHOHHHHD-2-脱氧核糖脱氧核糖D-deoxyribose（九）（九） 糖醇糖醇（十）（十） 环醇环醇CH2OHCH2OHHOOHHOHHHHOHCH2OHCH2OHHOHHHHOOHHOHCH2OHCH2OHHOHHHHOHHOOHL-卫茅醇卫茅醇L-evonymitolD-山梨醇山梨醇D-sorbitolD-甘露醇甘露醇D-mannitolOHOHOHOHOHOH环己六醇（肌醇）环己六醇（肌醇）inositol甘油糖甘油糖三碳醛糖三碳醛糖CHOC OHHCH2OHCHOC OHCHOHCH2OHHCHOC HCHOOHCH2O
20、HHCHOC OHCHOHCHOHCH2OHHCHOC HCHOOHCHOHCH2OHHCHOC HCHOHCHOOHCH2OHHCHOC OHCHHCHOOHCH2OHHCC OHCHOHCHOHCH2OHHCHOHOHCC OHCHOHCHOHCH2OHHCHOHOHCC HCHOOHCHOHCH2OHHCHOHOHCC HCHOOHCHOHCH2OHHCHOHOHCC OHCHHCHOOHCH2OHHCHOHOHCC OHCHHCHOOHCH2OHHCHOHOHCC HCHOHCHOOHCH2OHHCHOHOHCC HCHOHCHOOHCH2OHHCHOHOH四碳醛糖四碳醛糖赤藓糖赤藓糖
21、苏阿糖苏阿糖核糖核糖阿拉伯糖阿拉伯糖木糖木糖来苏糖来苏糖阿洛糖阿洛糖阿卓糖阿卓糖葡萄糖葡萄糖甘露糖甘露糖古洛糖古洛糖艾杜糖艾杜糖半乳糖半乳糖太洛糖太洛糖五碳醛糖五碳醛糖六碳醛糖六碳醛糖2低聚糖类低聚糖类 (oligosaccharide) 由由2-9个单糖基通过苷键键合而成的直糖链或支糖链的聚个单糖基通过苷键键合而成的直糖链或支糖链的聚糖称低聚糖糖称低聚糖 糖链的表示法糖链的表示法Ooooooooo双糖双糖三糖三糖四糖四糖五糖五糖蔗糖蔗糖棉子糖棉子糖水苏糖水苏糖毛蕊糖毛蕊糖3多聚糖类多聚糖类（一）（一） 植物多糖植物多糖1. 淀粉（淀粉（starch)q糖淀粉（糖淀粉（amylose)：q胶淀
22、粉（胶淀粉（amylopectin)：va a14连接的连接的D-葡萄糖吡葡萄糖吡喃聚糖喃聚糖v溶于热水成透明溶液溶于热水成透明溶液v聚合度：聚合度：300 350300 350v遇碘显蓝色遇碘显蓝色v a a14 + a a15连接的连接的D-葡葡萄糖吡喃聚糖萄糖吡喃聚糖v遇热水成粘胶状遇热水成粘胶状v聚合度：聚合度：3000 (3000 (支链支链2525） v遇碘显紫红色遇碘显紫红色均多糖：均多糖：杂多糖：杂多糖：由一种单糖组成的多糖由一种单糖组成的多糖由二种以上单糖组成的多糖由二种以上单糖组成的多糖2. 纤维素（纤维素（cellulose)vb b14连接的连接的D-葡萄糖吡喃聚糖葡萄
23、糖吡喃聚糖v聚合度：聚合度：3000 50003000 5000v不易被酸碱水解不易被酸碱水解3. 果聚糖（果聚糖（fructans)vD-果糖果糖-b b14-D-葡萄糖聚糖葡萄糖聚糖v聚合度：聚合度：35354. 半纤维素（半纤维素（hemicellulose)v杂多糖杂多糖5. 树胶（树胶（gum)v杂多糖杂多糖6. 粘液质（粘液质（mucilage)v杂多糖杂多糖（二）（二） 动物多糖动物多糖1. 糖原（糖原（glycogan)2. 甲壳素甲壳素（chitin)3. 肝素肝素（heparin)4. 硫酸软骨素硫酸软骨素（chondrotin sulfate)5. 透明质酸透明质酸（hy
24、aluronic acid)（三）（三） 其它其它OO HOOOHHOOOOHOHOOOHOHOHHOOOHOHOHOOOHOOHHOOHOOOHHa a-Cyclodextrina a-环糊精环糊精植保素植保素OHOOOHOOHOHOOHHOOHOHOOHHOOHOOOHOOHOHOOHOOHOHOOHHOOHOOOHOOHABO血型血型: 人类的主要血型人类的主要血型血血 型型红血球表面红血球表面血清中血清中A型型B型型O型型A抗原抗原B抗原抗原H抗原抗原(A，B抗原的前体抗原的前体)抗抗B抗体抗体抗抗A抗体抗体抗抗A, 抗抗B抗体抗体HOOOHOOHOHOOHMeOHOOHONHAcOH
25、OOOHOHOHOHOHOHOOOHOHOOHOOHOHOOHMeOHOOHONHAcOHOOOHOHOHOHOHOHOONHOHOOHOOHAcOHOOHMeOHOOHONHAcOHOOOHOHOHOHA抗原抗原B抗原抗原H抗原抗原四四. 苷苷 类类OOHOROHOHOHaglycone (苷元)glycosidic bond (糖苷键)n Glycoside-糖或糖的衍生物如氨基糖，糖醛酸等的端基糖或糖的衍生物如氨基糖，糖醛酸等的端基碳上的羟基与另一非糖物质碳上的羟基与另一非糖物质(苷元苷元aglycone或配基或配基genin)的的羟基、氨基和巯基缩合失水形成的化合物称为苷羟基、氨基和巯
26、基缩合失水形成的化合物称为苷(甙甙)。n Glycosidic bond-糖残基和糖配基所连接的键。分为糖残基和糖配基所连接的键。分为a a-glycosidic bond和和b b-glycosidic bond，它决定糖的构型。，它决定糖的构型。性性 质质单单 糖糖糖糖 苷苷稳定性稳定性稳定稳定更稳定更稳定变旋现象变旋现象还原性还原性差向异构差向异构成脎成脎酸或酶水解酸或酶水解单糖单糖+ +配基配基糖和苷的物理化学性质比较糖和苷的物理化学性质比较n 根据在生物体内存在的形式分为根据在生物体内存在的形式分为原生苷原生苷和和次生苷次生苷。n 根据糖基的个数分为单糖苷，双糖苷，三糖苷等。根据糖基
27、的个数分为单糖苷，双糖苷，三糖苷等。n 根据糖链的数目分为单糖链苷，双糖链苷等。根据糖链的数目分为单糖链苷，双糖链苷等。n 根据苷元分为黄酮苷，香豆素苷，蒽醌苷等。根据苷元分为黄酮苷，香豆素苷，蒽醌苷等。n 根据生理活性分为强心苷等。根据生理活性分为强心苷等。n 根据具有的特殊性质分为皂苷等。根据具有的特殊性质分为皂苷等。n 根据苷键原子分为氧苷，硫苷，氮苷，碳苷等。根据苷键原子分为氧苷，硫苷，氮苷，碳苷等。苷的种类苷的种类（一）（一） 氧苷氧苷 ( O-苷苷 )1. 醇苷醇苷红景天苷红景天苷毛茛苷毛茛苷2. 酚苷酚苷天麻苷天麻苷秦皮素秦皮素O OCH2OHOOOOOOOOOOOH3.氰苷氰苷
28、一类一类a a-羟腈的苷羟腈的苷R1CR2OCN糖HCN糖糖R1CR2O+NH4+糖糖+R1R2OHCOOH+R1R2OCOO-糖NH3+R1R2OHCOOH糖糖+稀酸或酶稀酸或酶浓酸浓酸碱碱稀酸稀酸除除a a-羟氰苷外还有羟氰苷外还有g g-羟氰苷和氧化偶羟氰苷和氧化偶氮基类，这类氰苷在酸、酶作用下不氮基类，这类氰苷在酸、酶作用下不产生产生HCN。CNCOHOHOHOOHOOHOHROOHCNCOCH3OOHOHOHOHCH2ROHOCH2HCCCH2OHCOH-NOHOHOOHOO+COHOHOOHOOCHCCH2OHNCH2OHC-N垂盆草苷异垂盆草苷野樱苷 R=H 苦杏仁苷 R=-D-
29、glc亚麻氰苷 R=H 百脉根苷 R=CH3CH2NOOOHOR1OR2OHNCH3O苏铁苷 R1=R2=H新苏铁苷A: R1=D glc4.酯苷（酰苷）酯苷（酰苷）HOH2CCOORHOHOR = Glc(12) Glc (12) GlcR = Glc (12) Glc瓜子金皂苷乙：瓜子金皂苷乙：瓜子金皂苷丁：瓜子金皂苷丁：28OCOCH3OOCOROOHOHOHOH土槿甲酸葡萄糖苷 R=CH3土槿乙酸葡萄糖苷 R=COOCH3OCOCH3OOCCH3CH3OROOHOHOHOHCO5.吲哚苷吲哚苷NHOGlcNHOHNONOHH靛苷靛苷靛蓝靛蓝（二）（二） 硫苷（硫苷（S-苷）苷）（三）（
30、三） 氮苷氮苷O S C CH2CH2N OSO3-HCHCSCH3O萝卜苷萝卜苷NNNNNH2O腺苷腺苷HNNNNOO鸟苷鸟苷（四）（四） 碳苷碳苷-稳定稳定OOHOOHHOO牡荆素牡荆素OOOHCH2OH芦荟素芦荟素氧化反应氧化反应 -CHO 的氧化反应的氧化反应-银镜反应银镜反应(Tollen reaction) Fehling reagent 邻二羟基的氧化反应邻二羟基的氧化反应-过碘酸反应过碘酸反应还原反应还原反应成脎反应成脎反应糠醛形成反应糠醛形成反应羟基的反应羟基的反应-醚化醚化, , 酰化酰化, , 缩醛缩醛( (酮酮) )化化差向异构化差向异构化糖苷化反应糖苷化反应第三节第三
31、节 糖的化学性质糖的化学性质-CHO 的氧化反应的氧化反应 银镜反应银镜反应(Tollen reaction) Ag+ Ag Fehling reaction Cu2+ Cu2O 还原糖，邻二酚羟基，邻还原糖，邻二酚羟基，邻三酚羟基三酚羟基 (+)。 水解前水解前(-) ，水解后，水解后(+) 低低聚糖，多糖，苷。聚糖，多糖，苷。一一. 氧化反应氧化反应结结 构构 鉴定糖的还原性。鉴定糖的还原性。 血液和尿液中血液和尿液中glucose的含的含量测定。量测定。应应 用用过碘酸反应过碘酸反应2 -CHO + HCOOH-CHO + -CHO + NH3-CHO + -COOH-CHO + -CH
32、O-CHO + CO2 + H2O-COOH + -COOHCCOOHHCCCOHOHOHHHHCCOHNH2HHCCOHOHHHCCOHOOHHCCOO过碘酸反应的特点：过碘酸反应的特点：OROOHOHCH2OHOCH3CHO OHCOORCH2OHOCH3CH2OHHOH2COORCH2OHOCH3OHOOHOHCH2OHOHOHOHCCH2OHCH2OHOHORCH2OHHOH2COCH3HO+IO4-还原还原水解水解3IO4-CHOOOHCCH2OH+2HCOOH2IO4-2HCOOH+HCHO过碘酸反应用于糖的鉴定：过碘酸反应用于糖的鉴定：四醋酸铅反应：四醋酸铅反应：作用更强、选择性
33、更高作用更强、选择性更高二二. 还原反应还原反应还原剂还原剂: H2/Ni(工业工业) NaBH4(实验室实验室)CHOOHHOOHOHCH2OHD-glucoseCH2OHOHHOOHOHCH2OHD-glucitolCH2OHOHOOHOHCH2OHD-fructoseCH2OHHOHOOHOHCH2OHD-mannitolHHH三三. 成脎成脎(osazone)反应反应应用应用:n 分离提纯分离提纯(晶形好晶形好, 易提纯易提纯)n 鉴别糖的类型鉴别糖的类型(特定的熔点特定的熔点)n 研究糖的构型研究糖的构型(C-2差向异构体及互变异构体差向异构体及互变异构体形成相同的脎形成相同的脎)C
34、HOOHHOOHOHCH2OHD-glucoseCHOHOHOOHOHCH2OHD-mannoseCH2OHOHOOHOHCH2OHD-fructoseNNHPhHOOHOHCH2OHD-fructoseHCNNHPh+ PhNH2 + NH3 + H2OC2-epimer3 PhNHNH2四四. 糠醛形成反应糠醛形成反应应用：糖和苷的显色应用：糖和苷的显色ORCHO五碳糖五碳糖甲基五碳糖甲基五碳糖六碳糖六碳糖六碳糖醛酸六碳糖醛酸R = HR = CH3R = CH2OHR =COOH糠醛糠醛5-甲基糠醛甲基糠醛5-羟甲基糠醛羟甲基糠醛5-羧基糠醛羧基糠醛 糠醛可与许多酚、芳胺以及具有活性次甲
35、基的化合物缩合，糠醛可与许多酚、芳胺以及具有活性次甲基的化合物缩合，形成有色物质。糖的许多形成有色物质。糖的许多显色剂显色剂就是根据这一原理制备的。就是根据这一原理制备的。常用的酸有硫酸，磷酸，三氯醋酸，草酸等。酚和胺有苯酚，常用的酸有硫酸，磷酸，三氯醋酸，草酸等。酚和胺有苯酚，间苯二酚，萘酚，苯胺，二苯胺，氨基酚，蒽酮等。间苯二酚，萘酚，苯胺，二苯胺，氨基酚，蒽酮等。 反应特点反应特点:（1）单糖，低聚糖，多糖，苷均可反应，与）单糖，低聚糖，多糖，苷均可反应，与Tollen,Fellin反应反应不同。（不同。（2）糖不同生成糠醛衍生物的难易就不同）糖不同生成糠醛衍生物的难易就不同, 缩合产物
36、的缩合产物的颜色就不同，可以用于糖的种类的鉴别。（颜色就不同，可以用于糖的种类的鉴别。（3）邻苯二甲酸邻苯二甲酸-苯苯胺，胺，PC、TLC显色剂显色剂，最低检出量，最低检出量0.05g，可定量比色。，可定量比色。 D-葡萄糖（醛糖）葡萄糖（醛糖） 灰绿色灰绿色 D-果糖（酮糖）果糖（酮糖） 深红色深红色 L-鼠李糖（甲基五碳糖）鼠李糖（甲基五碳糖） 浅绿色浅绿色 D-核糖（五碳糖）核糖（五碳糖） 蓝色蓝色 苯胺苯胺-二苯胺磷酸试剂，喷雾，二苯胺磷酸试剂，喷雾，85 烤烤10分钟分钟。O HOCOROH COR糠 醛 与 -萘 酚 缩 合 物 紫 色糠 醛 与 蒽 酮 缩 合 物(R = H 或
37、 C H3)OCCOO5 -羟 甲 糠 醛 与 蒽 酮 缩 合 物 （ 蓝 色 ）HHHN+HNHCOC H2O C H2OCN+HNH2X-5-羟 甲 糠 醛 与 二 苯 胺 缩 合 物 （ 蓝 色 ）五五. 羟基反应羟基反应 活性活性: 端羟基伯羟基仲羟基端羟基伯羟基仲羟基（一）醚化反应（一）醚化反应OHOOHOHCH2OHOHOH3COOCH3OCH3CH2OCH3OCH3OHOOHOHCH2OHOCH3Ag2OCH3IHaworth法：法：Purdic法：法：箱守法：箱守法：NaHCH3I+DMSO(CH3)2SO4浓浓NaOH硅醚化：硅醚化：TBDMS, TBDPS, TES三苯甲基
38、醚：三苯甲基醚：Tr（二）（二） 酰化反应酰化反应OHOOHOHCH2OHOH醋酐醋酐吡啶吡啶OAcOOAcOAcCH2OAcOAc试剂试剂: Ac2O 催化剂催化剂: 醋酸钠醋酸钠, 氯化锌氯化锌, 吡啶吡啶. RT 即可全乙酰化，选即可全乙酰化，选择性不大择性不大 可用作可用作保护剂保护剂，检查是否有邻二醇羟基，对酸稳定，对碱，检查是否有邻二醇羟基，对酸稳定，对碱不稳定，可与缩醛缩酮互补。不稳定，可与缩醛缩酮互补。Cl-CO-Cl + C-OH C-O 环状酯环状酯 (光气光气) C-OH C-OC=O（三）缩酮和缩醛化反应（三）缩酮和缩醛化反应OOOOHOOOOHOOCHOOHHOCH2
39、OHOHCH2OOOOHOOOOOOOOO1,2;3,4-二-O-异丙叉-D-半乳吡喃糖1,2;4,5-二-O-异丙 叉-D-果吡喃糖1,2;5,6-二-O-异丙叉-D-葡萄呋喃糖1,2;3,5-二-O-异丙 叉-D-木呋喃糖OHOHOHOH2COHOHOHOOOCH2OHOO+ CH3COCH3H2SO4-D-半乳糖1,2;3,4-二-O-异丙叉-D- 半乳吡喃糖OCHCH2OHOHOHHOOHOCHCH2OOHOOOH3C COCH3H2SO4D-葡萄糖1,2;5,6-二-O-异丙叉-D-葡萄呋喃糖（四）硼酸的络合反应（四）硼酸的络合反应CCOOBOHOHH+-CCOHOH+ H3BO3C
40、COOBOH-H2O-H2O 硼酸在水溶液中是平面三叉体硼酸在水溶液中是平面三叉体(不稳定不稳定)，故是弱酸。但与，故是弱酸。但与1,2或或1,3二羟基形成络合物后硼原子具有四面体结构，使酸二羟基形成络合物后硼原子具有四面体结构，使酸度增加，导电度增加。度增加，导电度增加。因此可以进行酸碱中和滴定，用于离因此可以进行酸碱中和滴定，用于离子交换法分离、薄层、电泳分离鉴定等子交换法分离、薄层、电泳分离鉴定等。 邻二酚羟基邻二酚羟基 呋喃环顺二羟基呋喃环顺二羟基 吡喃吡喃1,3 a,a二羟基二羟基 多元多元醇醇 吡喃吡喃a,e二羟基二羟基六六. 差向异构化差向异构化n 差向异构体差向异构体(epim
41、er): 多手性中心的旋光异构体中多手性中心的旋光异构体中, 那些那些只有一个手性中心的构型相反的异构体。只有一个手性中心的构型相反的异构体。n 差向异构化差向异构化(epimerization)：使多手性中心的分子其中一：使多手性中心的分子其中一个手性碳的构型发生转化（碱性）个手性碳的构型发生转化（碱性）CHOOHHOOHOHCH2OHD-glucoseCHOHOHHOOHOHCH2OHenolCHOHOHOOHOHCH2OHD-mannoseCH2OHOHOOHOHCH2OHD-fructoseOH-, H2OC2-epimerizationtautomerization烯醇烯醇七七. 糖
42、苷化反应（糖苷化反应（glycosidation）OHOHOOHOHOHOHOHOOMeOHOHOHOHOOMeOHOHCH3OHH+D-glucopyranosemethyl a a-D-gluco-pyranosidemethyl b b-D-gluco-pyranosidemajorminor糖苷化反应机理：糖苷化反应机理：OHOHOOHOHOHH+OHOHOOHOH-H2OCH3OHOHOHOOMeOHOHabHOHOHOOMeOHOHHOHOHOOMeOHOHOHOHOOMeOHOHba-H+-H+an a a-glycoside more stablea b b-glycoside
43、Anomeric effect (异头碳效应异头碳效应)Thermodynamically controlled More stable Dipole-dipole interaction(环氧与苷键氧原子偶极环氧与苷键氧原子偶极-偶极作用偶极作用)OOabOOOOOO Repulsion of lone electron pairs (孤对电子间的相互排斥孤对电子间的相互排斥)Kinetically controlled Rapid formation 按水解程度可分为全水解和部分水解；按水解程度可分为全水解和部分水解； 按所用方法可分为均相水解和双相水解按所用方法可分为均相水解和双相水解(
44、 (可保护苷元可保护苷元) )； 按所用催化剂可分为酸解，甲醇解，醋解，碱解，酶按所用催化剂可分为酸解，甲醇解，醋解，碱解，酶 解，过碘酸裂解。解，过碘酸裂解。第四节第四节 苷键的裂解苷键的裂解 苷键为苷键为缩醛缩醛结构，对酸、碱、结构，对酸、碱、酶比较敏感酶比较敏感。 探索探索苷元与糖、糖与糖的连接方式以及苷键的构型苷元与糖、糖与糖的连接方式以及苷键的构型 OOR+H2O-H2O一一. 酸催化水解酸催化水解OO+ROHOHOHO+H2OH,OH+H+-H+-ROH+ROH-H+H+H+Hn 水解的难易程度规律：水解的难易程度规律：1. N-苷苷 O-苷苷 S-苷苷 C-苷苷2. N原子为原子
45、为酰胺酰胺或在或在嘧啶环嘧啶环上时，则很难水解。上时，则很难水解。3. 酚苷（烯醇苷）酚苷（烯醇苷） 醇苷醇苷苷键原子：苷键原子：糖：糖：4. 2,6-二去氧糖二去氧糖2-去氧糖去氧糖6-去氧糖糖苷去氧糖糖苷2-氨基糖氨基糖 2,6二去氧糖用二去氧糖用0.02 0.05 N HCl就可水解就可水解糖：糖：5. 呋喃糖苷呋喃糖苷 吡喃糖苷吡喃糖苷6. 酮糖苷酮糖苷 醛糖苷醛糖苷7. 吡喃糖苷中吡喃糖苷中C5- R越大越难水解越大越难水解 五碳糖五碳糖 甲基五碳糖甲基五碳糖 六碳糖六碳糖 七碳糖七碳糖 糖醛酸糖醛酸 苷元：苷元：苷元为小基团苷元为小基团: 苷键苷键 e (易于质子化易于质子化) a
46、; 苷元为大基团苷元为大基团: a (体积大体积大) ev 水解的方法：水解的方法：溶溶 剂：剂：催化剂：催化剂：水液或稀醇水液或稀醇稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸操作方法：操作方法：一般法一般法密封法密封法双相法双相法仙客来皂苷仙客来皂苷HCl苯苯-稀乙醇稀乙醇H+10% H2SO4HOOOHCOH仙客来皂苷元仙客来皂苷元AHOCH2OHOHCOH仙客来皂苷元仙客来皂苷元 D2乙酰解反应乙酰解反应p 常用试剂：醋酐常用试剂：醋酐 + 酸酸 所用酸如：所用酸如：H2SO4、HClO4、CF3COOH或或Lewis酸酸 （ZnCl2、BF3）等。）等。 p 反应条件：一般是
47、在室温放置数天。反应条件：一般是在室温放置数天。 p 反应机理：反应机理： 与酸催化水解相似，以与酸催化水解相似，以CH3CO+(乙酰基，乙酰基，Ac）为进攻）为进攻 基团。基团。 +Ac-Ac-Ac+AcOOAcOROAcOAcOAcOAcOAcOROAcOAcOAcH+AcO- + Ac+ OOAcOAcOAcOAcH,OAcOOAcOAcOAcOAcOR+CHCH2OAcHOAcHOAcAcOHHOAcAcOOAcAc2Ob b-苷键葡萄糖双糖的乙酰解苷键葡萄糖双糖的乙酰解易难易难程度程度: (16) (1 4) (1 5) (1 2)乙酰解反应易发乙酰解反应易发 生糖的生糖的端基端基异
48、构化。异构化。Holotoxin A的乙酰解的乙酰解Holotoxin AOOOOOOHHOOOOOOOOOCH3CH3OAc2O, ZnCl2OOAcAcOOOOOAcOAcOOCH3OAcOAcOAcOAcH,OAcOOAcOOOOOAcOAcOOAcOAcOAcOOCH3OAcOAcCH3OAcOAc+ 乙酰解可以断开一部分苷键而保留另一部分乙酰解可以断开一部分苷键而保留另一部分 苷键。苷键。 p 用途用途 酰化可以保护苷元上的酰化可以保护苷元上的-OH，使苷元增加亲脂，使苷元增加亲脂 性，可用于提纯和鉴定。性，可用于提纯和鉴定。3碱催化水解和碱催化水解和b b-消除反应消除反应酯苷酯苷
49、 酚苷酚苷 烯醇苷烯醇苷 -吸电子基取代的苷吸电子基取代的苷一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷易为碱水解一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷易为碱水解.如：如：OOOOOOCH2OHOOCCNCHCHCCOOHCH2COOHOOCHCNOH4-羟基香豆素苷羟基香豆素苷水杨苷水杨苷海韭菜苷海韭菜苷蜀藜苷蜀藜苷OOHOHOHOHO C6H5OOHOHOOHO C6H5OOHOHOOHOOHOHOHOOH-OH-C1-OH与与C2-OH： 反式易水解，其产物为反式易水解，其产物为1, 6-葡萄糖酐；葡萄糖酐； 顺式产物为正常的糖。顺式产物为正常的糖。 利用水解产物可判断苷键构型利用水解产物可判
50、断苷键构型 苯酚苯酚-葡萄糖苷葡萄糖苷1,6-葡萄糖酐葡萄糖酐 在在13或或14连接的聚糖中，还原端的游离醛（或酮）邻位氢活化连接的聚糖中，还原端的游离醛（或酮）邻位氢活化而与而与3-O-或或4-O-苷键起消除反应。这样碱能使多糖还原端的单糖逐个被苷键起消除反应。这样碱能使多糖还原端的单糖逐个被剥落，对非还原端则无影响。剥落生成的是剥落，对非还原端则无影响。剥落生成的是-羟基糖酸。羟基糖酸。u-消除反应：消除反应： 苷键的苷键的-位有吸电子基团者，使位有吸电子基团者，使-位氢活化，在碱液中与苷键起消除位氢活化，在碱液中与苷键起消除反应而开裂，称反应而开裂，称-消除反应。消除反应。 u作用机理：
