天然药物化学第2章糖和苷.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,書式設定,書式設定,第 2,第 3,第 4,第 5,*,*,*,書式設定,書式設定,第 2,第 3,第 4,第 5,*,*,*,天然药物化学,Chemistry of Natural Products,卫生部规划教材,第四版,1,Natural Products Chemistry,第二章,糖和苷,(,Saccharide and Glycoside),2,基本内容,常见的几种单糖的结构特征；,糖的化学性质：过碘酸氧化、,Smith,降解、醚化,反应、酰化反应、缩酮和缩醛反应，以及硼酸,络合反应；,苷键的裂解规律和特征,；,糖的核磁共振谱学特征：糖上的质子在,1,H-NMR,谱及碳原子信号在,13,C-NMR,上出现的大致位,置。根据,J,值判断多数糖苷端基碳原子构型。苷,化位移规律。,3,基本要求,掌握,苷键的裂解规律和影响因素。,熟悉,苷结构特征、分类和鉴别方法；及糖苷,的核磁性质和苷化位移规律。,4,第一节 单糖的立体化学,第二节 糖和苷的分类,第三节 糖的理化性质,第四节 苷键的裂解,第五节 提取分离,第六节 糖的核磁共振性质,第七节 糖链的结构测定,本 章 内 容,5,最早系统反应单糖立体结构的为Fischer投影式,D、L-甘油醛,规则：,碳主链竖直放置，醛基（羰基）位于顶端，羟甲基位于底端，链上中间碳上的取代基水平放置两端。,投影式中，水平键朝向平面前，竖直健位于平面后,。,第一节 单糖的立体化学,8,部分单糖的,Fischer,投影式如下：,D木糖 D果糖 D葡萄糖 L鼠李糖,D-xylose D-fructose D-glucose L-rhamnose,第一节 单糖的立体化学,9,D-glucose,第一节 单糖的立体化学,10,第一节 单糖的立体化学,三 糖的氧环,D,-,葡萄糖,-D-,萄萄呋喃糖,-D-,萄萄呋喃糖,-D-,萄萄吡喃糖,-D-,萄萄吡喃糖,五元氧环呋喃环,六元氧环吡喃环,单糖在水溶液中形成半缩醛环状结构,11,第一节 单糖的立体化学,四 糖的绝对构型,习惯上将单糖的最后一个手性碳原子（距离羰基最远的手性碳）的构型定为单糖的绝对构型。,1 Fischer投影式中单糖D、L构型的规定,相对于左右旋（L、D）甘油醛而来，以距离醛基（或羰基）,最远的手性碳原子上的OH而定,，向,右,为,D-构型,；向,左,为,L-构型,。,D、L-甘油醛,12,D,-,构型,L,-,构型,第一节 单糖的立体化学,D-甘油醛,L-甘油醛,D-木糖,L-鼠李糖,13,2 Haworth式中，绝对构型的判定：,1)六碳醛糖和甲基五碳糖 构成的吡喃糖：,C5上的取代基：向,上,为,D,型，向,下,为,L,型。,D-L-,六碳醛糖构成的呋喃型，,因C5、C6部分成为环外侧链，构型判断仍以,C5,为标准，,C5-R,者为,D,型糖,C5-S,者为,L,型糖。,R,第一节 单糖的立体化学,14,2 Haworth式中，绝对构型的判定：,2)五碳醛糖构成的吡喃糖：,C4上的取代基：向,上,为,L,型，向,下,为,D,型。,L-D-,第一节 单糖的立体化学,3)五碳醛糖构成的呋喃糖：,C4上的取代基：向,上,为,D,型，向,下,为,L,型。,L-D-,15,第一节 单糖的立体化学,五,糖的端基差向异构,差向异构体,：具有多个手性中心的化合物，只有一个手性中心不同而形成的异构体。,端基差向异构体,：单糖成环后形成了一个新的手性碳原子，该原子成为端基碳，形成的一对异构体称为端基差向异构体，具有,、,两种构型。,16,第一节 单糖的立体化学,1 Fischer投影式中端基差向异构体构型的确定,同,异,：,C1-OH（端基碳）与距离羰基最远的手性碳原子上的OH在同侧者为,型,异侧者为型.,五,糖的端基差向异构,异,同,D-glucose,17,2 Haworth式中,端基差向异构体构型的确定,：,1)六碳醛糖和甲基五碳糖构成的吡喃糖：,-,-,第一节 单糖的立体化学,同,异,：,C1-OH（端基碳）与距离羰基最远的手性碳原子上的,C5-OH,在同侧者为,型,异侧者为型.,18,2,Haworth式中端基差向异构体构型的确定：,2)五碳醛糖构成的吡喃糖：,C1-OH和C4-OH,在同,侧,者为,型,异侧者为,型,.,第一节 单糖的立体化学,-,-,3)五碳醛糖构成的呋喃糖：,C1-OH和C4-取代基在,同侧者为,型,异侧者为型.,-,-,19,第一节 单糖的立体化学,、,表示的是糖端基碳的相对构型，从端基碳绝对构型来看：-D和-L，-D和 L型糖（优势构象一样时）的端基碳的绝对构型是一样的,-D,-L,20,第一节 单糖的立体化学,六,糖的构象,单糖的构象式,呋喃型糖:五元氧环,信封式,吡喃型糖:椅式构象为优势构象(C1,1C式),4,C,1,式,简称C1式,1,C,4,式,简称1C式,21,第一节 单糖的立体化学,六,糖的构象,a 键 e 键的书写方法：,面上的碳,a,键,在面上,面下的碳,a,键,在面下,e,键,隔键平行,22,D型糖,L型糖,R,S,R,R,S,S,R,S,规律1：,D,型糖采取,C1,式更稳定，,L,型葡萄糖采取,1C,式。,规律2：,b,-,构型的端基,OH,总是处于平伏键。,以,DL,-,葡,萄,糖,为,例,总,结,：,23,必须记住的十种常见单糖：,2,3,4,2,3,5,24,常见单糖的英文缩写,葡萄糖 glucose Glc,阿洛糖 allose All,半乳糖 galactose Gal,甘露糖 mannose Man,鼠李糖 rhamnose Rha,木 糖 xylose Xyl,果 糖 fructose Fru,阿拉伯糖 arabinose Ara,25,第一节 单糖的立体化学,第二节 糖和苷的分类,第三节 糖的理化性质,第四节 苷键的裂解,第五节 提取分离,第六节 糖的核磁共振性质,第七节 糖链的结构测定,本 章 内 容,26,一.糖的分类（按照糖单位数目）,1.单糖:,(1)单糖：,五碳醛糖,六碳醛糖,六碳酮糖,甲基五碳醛糖,支碳链糖,(2)单糖衍生物:,氨基糖,去氧糖,糖醛酸,糖醇,环醇,第二节 糖和苷的分类,27,天然界的单糖从三碳糖至八碳糖都有存在。,最简单的醛糖 甘油醛（glyceraldehyde）,最简单的酮糖 二羟基丙酮（1,3dihydroxyacetone）,甘油醛,二羟基丙酮,第一节 单糖的立体化学,28,2.低聚糖,2-9,个单糖通过苷键结合而成；,如：芸香糖、槐糖、蔗糖；,三糖及以上大多是在,蔗糖,的基础上再接上其他单糖而成，故为非还原糖。,第一节 单糖的立体化学,29,槐糖命名：,2-O-D-glucopyranosy1-D-glucopyranose,或-D-glucopyranosy1-(12)D-glucopyranose。,槐糖,蔗糖,第一节 单糖的立体化学,30,3.多糖,由,10个,以上的糖聚合而成。,如：纤维素、淀粉、肝糖原等。,第一节 单糖的立体化学,31,按单糖的组成分为：,均多糖,：,由一种单糖组成的多糖。,系统命名在糖名后加字,尾-an,，如葡聚糖为glucan。,杂多糖,：,由两种以上单糖组成的多糖。,命名为几种糖名按,字母顺序排列先后，再加字尾-an,，如葡萄甘露,聚糖为glucomannan。,第一节 单糖的立体化学,32,1、淀粉（starch）：,淀粉通常由直链的糖淀粉和支链的胶淀粉组成。,糖淀粉：,17-34，14连接，D-葡萄吡喃聚糖，聚合度300-350，溶于热水呈澄明。,胶淀粉：,66-83，14主链16支链（25个葡萄糖单位），聚合度3000，溶于热水呈胶体。,（一）植物多糖,第一节 单糖的立体化学,33,淀粉与I,2,显色反应：,连接方式,聚合度,溶解性,I,2,显色,糖淀粉,-1,4,300-350,溶于热水澄明,蓝色,胶淀粉,-1,4;,-1,6,3000,（25）,热水不溶,粘胶状,紫红色,第一节 单糖的立体化学,34,2、纤维素（cellulose）:,14结合的直链葡聚糖。聚合度3000-5000，特别安定，不易为稀酸或碱水解。人类、食肉动物不能消化；某些微生物、原生动物、蛇类可以消化；反刍动物可以消化（因其消化器中有能够产生水解苷键的酶的微生物）。,3、果聚糖（fructans）,4、半纤维素（hemicellulose）：,半纤维素、纤维素、木质素共同组成细胞壁。半纤维是一类不溶于水而能被稀碱（2-20NaOH）溶出的酸性多糖的总称。,第一节 单糖的立体化学,35,5、树胶（gum）：,是植物受伤后或毒菌类侵袭后的分泌物，干后呈半透,明块状物，如阿拉伯胶和西黄芪胶。,6、粘液质（mucilage）和粘胶质（pecticsubstance）,：,是植物种子、果实、根、茎和海藻中存在的一类粘多糖，是保持植物水分的基本物质。,第一节 单糖的立体化学,36,1、肝糖元（glycogen）：,是动物的储藏养料，于肌肉和肝脏中较多，约占肝重量的5。结构和胶淀粉相似，是14连接的葡聚糖，有16分支糖链。,2、甲壳素（chitin）：,是组成甲壳类昆虫外壳的多糖，其构造和稳定性与纤维素类似，由N-乙酰葡萄糖胺以14反向连接的直线状结构组成。甲壳素的水解产物,葡萄糖胺,是重要的合成原料。,（二）动物多糖,第一节 单糖的立体化学,37,3、肝素（heparin）,：,高度硫酸酯化的右旋多糖，分子量5000-15000。肝素有强的抗凝血作用，临床用肝素钠盐预防和治疗血栓的形成。肝素也有消除血液脂质的作用。脱去硫酸则失效。,4、透明质酸（hyaluronic acid）：,透明质酸也是一种酸性多糖，由-葡萄糖醛酸(1-3)乙酰氨基葡萄糖(1-4)的结构单元构成。存在于眼球玻璃体、关节液、皮肤等组织中作为润滑剂和撞击缓冲剂，并有助于阻滞入侵的微生物及毒性物质的扩散。,第一节 单糖的立体化学,38,二 苷的分类,苷(配糖体):由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（苷元）通过缩合形成的化合物称为苷，故有,苷和,苷之分,。,分类：,根据生物体内的存在形式:原生苷,次生苷,根据所连单糖的个数:单糖苷,双糖苷等,根据糖链的数目:单糖链苷,双糖链苷,根据苷元的不同:黄酮苷,蒽醌苷,根据生物活性或特性:强心苷,皂苷,根据,苷键原子,:氧苷,氮苷,硫苷,碳苷,第二节 糖和苷的分类,39,根据苷键原子分类:,1.氧苷(O-苷),醇苷:,苷元为醇。如：红景天苷,第二节 糖和苷的分类,酚苷：,苷元为酚。如：,天麻苷,氰苷:,指苷元为,-羟腈,形成的苷,易分解成醛或酮和氢氰酸。,如：苦杏仁苷,40,酯苷(酰苷):,苷元的,羧酸,基与糖或糖衍生物的半缩醛(半缩酮)羟基脱水缩合成苷.,如：,山慈菇苷A,第二节 糖和苷的分类,1.氧苷(O-苷),吲哚苷:,苷元为,吲哚醇,如：靛苷,根据苷键原子分类:,41,2.硫苷:,苷元的,巯基,与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮)羟基脱水缩合成苷.,如：白芥子苷,第二节 糖和苷的分类,根据苷键原子分类:,3.氮苷(N-苷),:,苷元的,胺基,与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮)羟基脱水缩合成苷化合物.,如：腺苷,42,4.碳苷（C-苷）:,苷元,碳上的氢,与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮),羟基脱水缩合成苷.苷元多为间苯二酚、间苯三酚类化,合物，常见黄酮、蒽醌、酚酸类。,如：牡荆素,第二节 糖和苷的分类,根据苷键原子分类:,43,第一节 单糖的立体化学,第二节 糖和苷的分类,第三节 糖的理化性质,第四节 苷键的裂解,第五节 提取分离,第六节 糖的核磁共振性质,第七节 糖链的结构测定,本 章 内 容,44,一 一般性质,1.溶解性：,糖:小分子糖极性大,水溶度大;,多糖,随聚合度增大,水溶度下降,.,2.极性,:,单糖双糖叁糖,苷的极性:苷元单糖苷双糖苷,伯碳,仲碳,银镜反应,(Tollen reaction):以Ag,+,为氧化剂,费林反应,(Fehling reaction):以Cu,2+,为氧化剂,过碘酸反应,:氧化邻二羟基等,生成醛等.,主要作用于：,邻二醇、-氨基醇、-羟基醛（酮）、邻二酮和某些活性次甲基等结构,第三节 糖的理化性质,邻羟基：,第三节 糖的理化性质,-羟基酮：,-氨基醇：,邻二酮：,第三节 糖的理化性质,反应特点,：,反应定量进行（试剂与反应物基本是1:1）；,在水溶液中进行或有水溶液（否则不反应）；,反应速度：顺式 反式,（因顺式易形成环式中间体）；,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;,在异侧不能扭转的邻二醇不起反应。,第三节 糖的理化性质,第三节 糖的理化性质,以D-葡萄糖为例对其Fischer式和Haworth式消耗过碘酸的计算：,需要5分子过碘酸,在异侧不能扭转的邻二醇不起反应，如：,第三节 糖的理化性质,1,6-,-D-,葡萄呋喃糖酐,1,6-,-D-,葡萄呋喃糖酐,用途,：,推测糖中邻二,-OH,多少,；,（试剂与反应物基本是,1:1,）；,同一分子式的糖，推测是吡喃糖还是呋喃糖,；,第三节 糖的理化性质,具有三羟基可产生甲酸,无甲酸产生,推测低聚糖和多聚糖的聚合度,；,推测,1,3,连接还是,1,4,连接,（糖与糖连接的位置）,鉴别糖的种类：氨基糖反应中有氨气产生,第三节 糖的理化性质,-D-glucose,二、化学性质,2.糠醛形成反应,（Molish反应）,第三节 糖的理化性质,单糖,浓酸,（4-10N）,加热,-3H,2,O,呋喃环结构,多糖,矿酸,10%HCl,单糖,脱水,糠醛,5,-羟甲糠醛,Molish反应：,样品+浓,H,2,SO,4,+,-,萘酚 棕色环,多糖、低聚糖、单糖、苷类,Molish,反应,均为阳性,第三节 糖的理化性质,糠醛衍生物,芳胺或酚类,+,显色,（苯酚、萘酚、苯胺、蒽酮）,二、化学性质,3.羟基反应,糖的,-OH,反应,醚化、酯化和缩醛（酮）化,。,反应活性顺序：,半缩醛羟基（,C,1,-OH）伯醇基（C,6,-OH,）仲醇,（伯醇因其处于末端的空间，对反应有利，因此活性高于仲醇。）,第三节 糖的理化性质,3.1 醚化反应（甲基化）,Haworth法（不常用）,含糖样品+Me,2,SO,4,+30%NaOH,醇-OH全甲基化,（需反复多次）,用红外光谱判断是否有-OH吸收峰,制备成甲苷,用限量试剂，即克分子比11时，可得甲苷。,第三节 糖的理化性质,3.1 醚化反应（甲基化）,Purdic法,样品+MeI+Ag,2,O 全甲基化（醇-OH）,只能用于苷，不宜用于还原糖（即有C,1,-OH的糖）。因Ag,2,O有氧化作用，可使C,1,-OH氧化。,Hakomori法（箱守法）,样品+DMSO+NaH+MeI 全甲基化（一次）,该反应是在非水溶剂中，即二甲基亚砜（DMSO）溶液中进行反应。,第三节 糖的理化性质,3.1 醚化反应（甲基化）,重氮甲烷法（CH,2,N,2,）,样品+CH,2,N,2,/Et,2,O+MeOH 部分甲基化,（-COOH、-CHO等）,3.2酰化反应（酯化反应）,羟基活性与甲基化反应相同,，即C,1,-OH、C,6,-OH较易、C,3,最难。由于C,2,位取代后，引起的空间障碍，使得C,3,最难被酰化。）,利用酰化可判断糖上-OH数目、保护-OH等。,第三节 糖的理化性质,3.3 缩酮和缩醛化反应,酮或醛,在脱水剂如矿酸、无水ZnCl,2,、无水CuSO,4,等存在下可与,多元醇,的,二个有适当空间位置的羟基,易形成环状缩酮（ketal）和缩醛（acetal）。,酮类,易与,顺邻-OH,生成 五元环状物,醛类,易与,1,3-双-OH,生成 六元环状物,第三节 糖的理化性质,糖+丙酮 五元环缩酮 (异丙叉衍生物),六碳醛糖+丙酮 多为双异丙叉衍生物,例：,第三节 糖的理化性质,二、化学性质,4.羰基反应,还原糖+苯肼 糖腙（多为水溶性的）,还原糖+3分子苯肼 糖脎（较难溶于水）,*2-去氧糖不能成脎（因C,2,上无-OH）。,应用,糖的鉴定、分离和纯化。,第三节 糖的理化性质,糖的邻二-OH,可与许多试剂生成,络合物,，借生成络合物的某些物理常数的改变，可以有助于糖的分离、,鉴定,和,构型,推定。,重要的如：,硼酸络合物,、钼酸络合物、铜氨离子络合物等。,糖,+,硼酸,络合物,（酸性增加、可离子化）,（H,3,BO,3,是接受电子对的Lewis酸）,第三节 糖的理化性质,二、化学性质,5.硼酸络合反应,硼酸络合反应的,应用,：,络合后，中性可变为酸性，因此可进行酸碱中和滴定；,可进行离子交换法分离；,可进行电泳鉴定；,在混有硼砂缓冲液的硅胶薄层上色谱。,第三节 糖的理化性质,第一节 单糖的立体化学,第二节 糖和苷的分类,第三节 糖的理化性质,第四节 苷键的裂解,第五节 提取分离,第六节 糖的核磁共振性质,第七节 糖链的结构测定,本 章 内 容,66,六、苷键的裂解,一 苷键裂解的目的和应用,为鉴定苷的结构，如糖和糖的连接方式、苷元和糖的连接方式、糖的种类、个数等。,二 苷键裂解法：,1.酸催化水解反应,2.乙酰解反应,3.碱催化水解,4.酶催化水解反应,5.氧化开裂法（Smith降解法）,第四节 苷键的裂解,二 苷键裂解法：,1.酸催化水解反应,苷键属缩醛结构，易为稀酸水解。,反应机理,：苷原子先质子化，然后断键生成阳碳离子或半椅型的中间体，在水中溶剂化而成糖。,半椅型,第四节 苷键的裂解,酸水解的规律：,难易顺序:,C-,苷,S-,苷,O-,苷,N-,苷,醇苷,酚苷,烯醇苷,2-,氨基糖,2-,羟基糖,6-,去氧糖,2-,去氧糖,2,6-,二去氧糖,(,苷,),吡喃糖苷,呋喃糖苷,;,醛糖苷,酮糖苷,糖醛酸,七碳糖,六碳糖,甲基五碳糖,五碳糖,第四节 苷键的裂解,在构象相同的糖中:,a键(竖键)-OH多则易水解,。,芳香苷较脂肪属苷易水解,。,如：酚苷 萜苷、甾苷,（因苷元部分有供电结构，而脂肪属苷元无供电结构）,苷元为小基团,苷键,横,键比,竖,键易水解,(e a),（横键易质子化）,苷元为大基团,苷键,竖,键比,横,键易水解,(a e),（苷的不稳定性促使其易水解）,第四节 苷键的裂解,二 苷键裂解法：,2.乙酰解反应,常用试剂：,醋酐+酸,所用酸如：H,2,SO,4,、HClO,4,、CF,3,COOH或Lewis酸（ZnCl,2,、BF,3,）等。,反应条件：,一般是在室温放置数天。,反应机理：,与酸催化水解相似，以CH,3,CO,+,(乙酰基，Ac）为进攻基团。,第四节 苷键的裂解,乙酰解反应易发生糖的端基异构化,。,第四节 苷键的裂解,乙酰解应用,酰化可以保护苷元上的-OH，使苷元增加亲脂性，可用于提纯和鉴定。,乙酰解法可以开裂一部分苷键而保留另一部分苷键。,第四节 苷键的裂解,-苷键的葡萄糖双糖的反应速率：,（乙酰解难易程度）,（16）（14）（13）（12）,二 苷键裂解法：,3.,碱催化水解,一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷易为碱水解，如：,酯苷、酚苷、与羰基共轭的烯醇苷、,-吸电子基取代的苷,第四节 苷键的裂解,C,1,-OH与C,2,-OH：,反式易水解，其产物为,1,6,-葡萄糖酐；,顺式产物为正常的糖。,利用水解产物可判断苷键构型。,第四节 苷键的裂解,二 苷键裂解法：,4.酶催化水解反应,特点,：反应条件温和，专属性高；保持苷元结构不变，判断苷键构型。,常用的水解酶：,杏仁苷酶：只水解,-六碳醛糖苷键,麦芽糖酶：,只水解,-D-葡萄糖糖苷键,纤维素酶：,只水解,-D-葡萄糖糖苷键,蜗牛酶：,只水解,-,苷键,转化糖酶：,只水解,-果糖苷键,第四节 苷键的裂解,二 苷键裂解法：,5.氧化开裂法（Smith降解法）,试剂：,过碘酸(HIO,4,)、四氢硼钠(NaBH,4,)、稀酸,反应过程：,分三步反应。(1)NaIO,4,氧化开裂成醛;,(2)NaBH,4,还原成醇;(3)酸化水解.,第四节 苷键的裂解,特点:,条件温和，易得到原苷元,适合于苷元不稳定的苷和碳苷的裂解.,第四节 苷键的裂解,二 苷键裂解法：,5.,氧化开裂法（Smith降解法）,78,第一节 单糖的立体化学,第二节 糖和苷的分类,第三节 糖的理化性质,第四节 苷键的裂解,第五节 提取分离,第六节 糖的核磁共振性质,第七节 糖链的结构测定,本 章 内 容,79,一、提取,提取,单糖、低聚糖、苷常用水或稀醇提取。,多糖用水或稀碱液提取,精制：,水提醇沉法:醇溶为苷,低聚糖;沉淀为多糖,系统分离法:,EtOAc,层:单糖苷;,正丁醇层:低聚糖苷,单糖.,第五节 提取分离,80,二、分离,1.季铵盐沉淀法：,用于酸性多糖的分离,2.分级沉淀或分级溶解：,多糖在不同浓度的醇或丙,酮中具有不同的溶解度。,3.离子交换色谱：,适用于分离酸性,中性多糖和粘,多糖,4.纤维素柱色谱：,兼有吸附色谱和分配色谱的性质,5.纸色谱:,单糖的鉴定,展开剂BAW(n-BuOH:,HAc:H,2,O 4:1:5,上相);极性小,Rf值大.,第五节 提取分离,81,二、分离,6.,凝胶柱色谱,常用凝胶,:,葡聚糖凝胶,(,ephadex,G),琼脂糖凝胶,(,epharose,Bio-gel,),聚丙烯酰胺凝胶,(Bio-gel P),等,.,洗脱剂,:,各种浓度的盐溶液及缓冲液,分离多糖,按分子大小和形状不同分离,第五节 提取分离,82,第一节 单糖的立体化学,第二节 糖和苷的分类,第三节 糖的理化性质,第四节 苷键的裂解,第五节 提取分离,第六节 糖的核磁共振性质,第七节 糖链的结构测定,本 章 内 容,83,一、糖的,1,HNMR性质,1.化学位移,：,糖端基质子：,4.3-6.0,C,6,-CH,3（鼠李糖）,:1.0(3H,d,J=6Hz),其它碳上质子:3.2-4.2,第六节 糖的核磁共振性质,2.偶合常数:,J,1,2,判断苷键构型,H,2,-a,苷键为,-D,或,-L,型,当,端基质子,和,C,2,-H,为竖键,J,=6-8Hz,;C,2,-H,为,横,键,J,=2-4Hz.,苷键为,-D,或,-L,型,端基质子为横键,J,=2-4Hz,.,84,第六节 糖的核磁共振性质,D-葡萄糖,可通过,J,值来判定端基碳构型,85,无法通过J值来判定,第六节 糖的核磁共振性质,86,所以无法通过J值来判断构型,第六节 糖的核磁共振性质,呋喃型糖偶合常数变化不大,不能用端基质子偶合常数判断苷键构型,87,二、糖的,13,CNMR性质,1.化学位移及,偶合常数,端基碳：,95-105;,CH-OH(C2、C3、C4)7085,CH,2,-OH(C6)62 左右,CH,3,20,第六节 糖的核磁共振性质,88,Glc的一般,13,C-NMR谱规律,第六节 糖的核磁共振性质,89,偶合常数,1,J,C1-H1,:,吡喃糖,:(,优势构象,C1,式,),-D,或,-L,型苷键,170-175Hz;,-D,或,-L,型苷键,160-165Hz,，,用于苷键的判定。,鼠李糖,优势构象,1C,式,-L,型,170-175Hz,-L,型,160-165Hz,第六节 糖的核磁共振性质,90,2.苷化位移(Glycosylation shift,GS),定义,：糖与苷元成苷后,苷元的,-C,-C和糖的端基碳的化学位移值发生了变化,这种变化称,苷化位移,.,应用,:推测糖与苷元,糖与糖的连接位置,苷元被苷化碳的绝对构型及碳氢信号归属.,第六节 糖的核磁共振性质,91,规律,：,苷化位移值与苷元的结构有关，与糖的种类无关。如：苷元为链状结构，端基碳的苷化位移随着,苷元为伯、仲、叔基而递减,，苷元的,-C,、,-C,变化不大。,当苷元为,环醇,时，羟基的,-,位无烷基取代，则,-C,和端基碳的苷化位移值与开链的仲醇相似，若有烷基取代，则苷化位移值与,-C,和糖的端基碳手性都有关系。具体如下：,第六节 糖的核磁共振性质,92,苷元位有取代时的苷化位移：,苷元-碳手性和糖端基手性,都为R（或S）,时，苷化位移值,与苷元为,-,位无取代的环醇相同,。,如：,第六节 糖的核磁共振性质,93,苷元-碳和糖端基碳,手性不同时,，,端基碳和-碳,的苷化位移值比,苷元为-无取代的相应碳的苷化位移值大约为3.5,个化学位移单位。,第六节 糖的核磁共振性质,94,酯苷、酚苷的苷化位移：,当糖与,-OH,形成酯苷键或酚苷键时，其苷化位移值较特殊，端基碳和苷元-碳均向高场位移。,第六节 糖的核磁共振性质,95,第六节 糖的核磁共振性质,酯苷、酚苷的苷化位移：,96,第一节 单糖的立体化学,第二节 糖和苷的分类,第三节 糖和苷的理化性质,第四节 苷键的裂解,第五节 提取分离,第六节 糖的核磁共振性质,第七节 糖链的结构测定,本 章 内 容,97,1.纯度测定,多糖纯品实质上是一定分子量范围的均一组分.,常用方法:,超离心法,高压电泳法(制成硼酸络合物),凝胶色谱法,旋光测定法(分级沉淀,测比旋度),第七节 糖链的结构测定,98,2.分子量测定,质谱法,FDMS（场解析质谱）,FABMS（快原子轰击质谱）,ESIMS（电喷雾质谱）,MALDI-TOF-MS（基质辅助激光解析电离飞行时间质谱）,第七节 糖链的结构测定,99,3.单糖的鉴定,全水解,PC,TLC:与单糖对照品比较-鉴定糖的种类,薄层扫描:测定单糖的分子比,气相色谱,HPLC等定性定量分析,第七节 糖链的结构测定,100,4.糖连接位置的测定,糖链(多糖,苷),全甲基化水解甲基化单糖气相色谱定性定量分析(游离羟基的部位为糖的连接位置),1,HNMR:全乙酰化,测,1,HNMR,CHOAc,CHOR,CH,2,OAc,CH,2,OR的质子信号化学位移不同,苷化位移,第七节 糖链的结构测定,101,5.糖链连接顺序的确定,部分水解法:稀酸水解,甲醇解,乙酰解,碱水解等,质谱分析:FABMS,FDMS,CIMS等,分析质谱碎片(从外侧糖依次裂解),13,CNMR的弛豫时间:外侧糖的自旋弛豫时间T,1,比内侧糖大.,2DNMR(H-H COSY,HMQC,HMBC,NOESY,HOHAHA等),第七节 糖链的结构测定,102,6.苷键构型的确定(,和型),核磁共振法；,糖端基质子,J,H1,2,;端基碳,J,C1,H1,和,化学位移,酶解法；,分子旋光差法(Klyne法),:将苷和苷元的分子旋,光差与组成该苷的糖的一对甲苷(,和型)的,分子旋光度比较,数值相近的一个便是与之有,相同苷键者.,红外法,：,葡萄糖苷在770、780 cm,-1,有强吸收峰。,第七节 糖链的结构测定,103,