2013年執(zhí)業(yè)中藥師中藥化學(xué)輔導(dǎo)講義第三章

　　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(zhì)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(jī)溶劑。

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

　　多糖：由10個(gè)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(zhì)、果膠、樹膠)

　　植物多糖：纖維素、淀粉、粘液質(zhì)、果聚糖(菊糖)、樹膠

　　菌類多糖：豬苓、茯苓、靈芝、香菇

　　動(dòng)物多糖：肝素、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、甲殼素

　　3、 結(jié)構(gòu)類型：Fischer式(C1-OH與原C5或C4-OH)：相對(duì)構(gòu)型—順式為α，反式為β

　　絕對(duì)構(gòu)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(guān)系)：

　　相對(duì)構(gòu)型--同側(cè)為β，異側(cè)為α 絕對(duì)構(gòu)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(zhì)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(xué)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(zhì)，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(jié)構(gòu)的芳香環(huán))—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(nèi)會(huì)緩慢分解生成不穩(wěn)定的a-羥基苯乙腈，進(jìn)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(shí)，由于釋放少量氫氰酸，對(duì)呼吸中樞產(chǎn)生抑制而鎮(zhèn)咳，大劑量時(shí)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(yán)重者甚至導(dǎo)致死亡。

　　2)按苷元的化學(xué)結(jié)構(gòu)：蒽醌苷、黃酮苷、吲哚苷、香豆素苷

　　3)苷在植物體內(nèi)的存在狀況分：原生苷—原存在于植物體內(nèi)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(jù)糖的名稱分：葡萄糖苷、去氧糖苷、木糖苷

　　5)連接單糖基的數(shù)目分：單糖苷、雙糖苷、三糖苷

　　6)按照糖連接的糖鏈數(shù)：單糖鏈苷、雙糖鏈苷

　　7)按照理化性質(zhì)或生理活性分類：皂苷、強(qiáng)心苷等

　　3、苷類的性狀：多數(shù)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(gè)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(duì)比-檢識(shí)苷類存在)

　　5、苷類的溶解性：苷-親水性(隨糖基數(shù)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(huán)

　　(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(jī)理：苷鍵原子首先發(fā)生質(zhì)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(guī)律：aN-苷>O-苷>S-苷>C-苷 b呋喃糖苷>吡喃糖苷

　　c酮糖(呋喃結(jié)構(gòu))>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(duì)酸不穩(wěn)定：①兩相酸水解法(在反應(yīng)混合溶液中加入與水不相混溶的有機(jī)溶劑，苷元一旦生成即刻進(jìn)入有機(jī)相，避免與酸長時(shí)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(yīng))具酯性質(zhì)苷可發(fā)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(zhì)，遇堿可以發(fā)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(yīng)使苷鍵裂解。脂肪族苷元和糖形成的苷對(duì)堿穩(wěn)定。

　　(3)酶催化水解：

　　專屬性很強(qiáng)：特定酶只水解糖的特定構(gòu)型的苷鍵

　　條件溫和： ①保護(hù)糖和苷元結(jié)構(gòu) ②保留部分苷鍵得次級(jí)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(zhuǎn)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(yīng)：特點(diǎn):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(jié)構(gòu))

　　反應(yīng)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�。�

　　提取中需考慮的幾個(gè)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(shí)用含有機(jī)酸緩沖劑控制pH以防水解③親脂性強(qiáng)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(zhì)，達(dá)到除去雜質(zhì)，提純苷類的目的。

　　·用法　① 沉淀雜質(zhì)，苷類留在溶液中。

　　② 沉淀苷類，雜質(zhì)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(jié)構(gòu)的苷類結(jié)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(zhì)如中性皂苷、糖類等結(jié)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(shí)

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

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

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

　　將反應(yīng)濾液酸水解后再進(jìn)行F和T，如(+)，存在多糖或苷類。

　　(五)苷類的結(jié)構(gòu)研究

　　苷鍵構(gòu)型的確定：酶水解

　　Klyne經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)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