Transcript 第三章

Natural Products Chemistry
第三章
糖和苷
(Saccharide and Glycoside)
1
[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1H-NMR
谱及碳原子信号在13C-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。
2
[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。
3
本 章 内 容
 第二节 糖和苷的分类
第一节 单糖的立体化学
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
4
第一节
单糖的立体化学
一 糖的定义
单糖（monosaccharide）：糖的基本单位，又称碳水
化合物(Carbohydrates), 为多羟基的醛
（polyhydroxylaldehyde)或多羟基酮
（polyhydroxyketone）。
为重要的一次代谢产物. 具有醛基的单糖称为醛糖
（aldose），具有酮基的单糖称为为酮糖（ketose）。
5
第一节 单糖的立体化学
二 糖的表示方法
单糖的表示方法：Fischer、Haworth、优势构象式
以D-葡萄糖（D-glucose）为例：
HO
CHO
H
CH2 OH
OH
H
HO
H
H
H
H
OH
OH
CH2OH
HO
H
OH
H
OH
H
CH2OH
O OH
H
O
OH
OH
H
O
O
H
H
OH
优势构象式
Haworth式 Haworth简式
Fischer投影式
6
第一节 单糖的立体化学
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。
7
第一节 单糖的立体化学
部分单糖的Fischer投影式如下：
D－木糖
D-xylose
D－果糖
D-fructose
D－葡萄糖
D-glucose
L－鼠李糖
L-rhamnose
8
第一节 单糖的立体化学
D-glucose
9
第一节 单糖的立体化学
三 糖的氧环
单糖在水溶液中形成半缩醛环状结构
CH2OH
CH2OH
OH
O
OH
五元氧环—呋喃环
OH
O
OH
OH
OH
CHO
OH
β-D-萄萄呋喃糖
OH
OH
α -D-萄萄呋喃糖
HO
OH
OH
OH
CH2OH
OH
O
O
OH
D-葡萄糖
OH
六元氧环—吡喃环
OH
OH
OH
OH
OH
OH
β-D-萄萄吡喃糖
α -D-萄萄吡喃糖
10
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。
CHO
CHO
H
C
OH
CH2OH
D、L-甘油醛
HO
C
H
CH2OH
11
第一节 单糖的立体化学
CHO
CHO
H C OH
H
CHO
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
CH2OH
CH2OH
D-甘油醛
C OH
D-木糖
D-构型
HO
H
C
OH
CHO
HO
C
H
C
HO
C
H
H
CH3
CH2OH
L-甘油醛
L-鼠李糖
L-构型
12
第一节 单糖的立体化学
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
13
第一节 单糖的立体化学
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。
OH
O
H
OH
O
L-
H
OH
OH
D-
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。
OH
O
HO
OH
H
OH
L-
HO
OH
O
OH
H
OH
D14
第一节 单糖的立体化学
五 糖的端基差向异构
OH
OH
H
O
OH
差向异构体：具有多个手性中心的化合物，只
OH
有一个手性中心不同而形成的异构体。
OH
OH
O
H
OH
端基差向异构体：单糖成环后形成了一个新的
OH
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α、β两种构
型。
15
第一节 单糖的立体化学
五 糖的端基差向异构
1 Fischer投影式中端基差向异构体构型的确定
同α异β：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α型,异侧者为β型.
HO
H
H
H
异β
H
HO
H
OH
H
O
H
OH
H
H
H
OH
OH
OH
HO
HO
H
CHO
H
同α
OH
H
OH
H
O
OH
CH2OH
CH2 OH
CH2OH
D-glucose
16
第一节 单糖的立体化学
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：
同β异α：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β 型,异侧者α为
型.
CH2OH
O
CH2OH
OH
H
β-
O
α-
H
OH
17
第一节 单糖的立体化学
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α 型,异侧者为β型.
OH
O
OH
OH
H
H
O
α-
β-
OH
3)五碳醛糖构成的呋喃糖：C1-OH和C4-取代基在
同侧者为β 型,异侧者为α型.
HO
OH
O
OH
H
OH
β-
HO
OH
O
α-
H
OH
OH
18
第一节 单糖的立体化学
α、β 表示的是糖端基碳的相对构型，从
端基碳绝对构型来看： β-D和 α-L， α -D和
β –L型糖（优势构象一样时）的端基碳的绝
对构型是一样的
O
OH
O
H
H
β-D
OH
α -L
19
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
5
5
O
3
2
1
4C 式,简称C1式
1
1
O
3
2
4
1C 式,简称1C式
4
20
第一节 单糖的立体化学
六 糖的构象
a 键 e 键的书写方法：
O
• 面上的碳a键在面上
• 面下的碳a键在面下
• e 键隔键平行
21
CHO
CHO
H R
以
DL葡
萄
糖
为
例
总
结：
H R
S H
HO
S
HO
OH
H
OH
H R
OH
HO
S H
H R
OH
HO
S H
CH2OH
CH2OH
L-glucose
D-glucose
CH2OH
O
OH
b-D
OH
-D
OH
OH
OH
OH
O OH -L
CH2OH
OH
OH b-L
OH
OH
HO
HO
OH
O
OH b-D
OH
OH -D
O
HOH2C
HO
D型糖
-L
OH b-L
OH
HO
L型糖
规律1：D型糖采取C1式更稳定，L型葡萄糖采取1C式。
22
规律2：b-构型的端基OH总是处于平伏键。
必须记住的十种常见单糖：
4
6
O
5
HO
HO
3
OH
OH
OH
2
HO
1 OH HO
OH
D-Glucose
HO O
H
OH
3
O
OH
HO
HO
OH
D-xylose
HO O
2
OH
D-lyxose
OH
5
O
3
OH
D-galactose
D-allose
HO
OH
HO
OH
ÆÏ¡ª ¸Ê2¡ª °¢ 3¡ª °ë 4
HO
HO
O
OH
OH
D-mannose
OH
4
O
HO
OH
2
HO
OH
O
HO
OH
OH
OH
D-ribose
L-arabinose
ľ
¡ª À´2¡ª ºË3¡ª °¢4
HO
HO
OH
OH
O
O
OH
D-rhamnose
HO
OH
D-fucose23
OH
本 章 内 容
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
24
第二节 糖和苷的分类
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
25
第一节 单糖的立体化学
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（1,3－dihydroxyacetone）
甘油醛
二羟基丙酮
26
第二节 糖和苷的分类
2. 低聚糖类
2-9个单糖通过苷键结合而成的直链或支链聚
糖。
3. 多聚糖类
(1)植物多糖:
淀粉, 纤维素, 果聚糖,半纤维素,树胶,粘液质。
(2)动物多糖:
糖原, 甲壳素, 肝素, 硫酸软骨素, 透明质酸。
27
第二节 糖和苷的分类
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α苷和β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
28
第二节 糖和苷的分类
根据苷键原子分类:
1.氧苷(O-苷)
①醇苷:
苷元为醇。如： 红景天苷
O
O
②酚苷：
苷元为酚。如：天麻苷
OH
CH2OH
GlcO
③氰苷:
指苷元为α-羟腈形成的苷,易分
解成醛或酮和氢氰酸。 GlcO
NC
C
O
O
•
如：苦杏仁苷
H
29
第二节 糖和苷的分类
根据苷键原子分类:
1.氧苷(O-苷)
④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
CH
基脱水缩合成苷.
CH OH
OH O
O
如：山慈菇苷A
O
2
2
⑤吲哚苷: 苷元为吲哚醇
如：靛苷
O Glc
N
H
30
第二节 糖和苷的分类
根据苷键原子分类:
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.
N O SO3K
H2
HO
C C
如：白芥子苷
S Glc
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.
NH
如：腺苷
N
2
N
N
O
N
31
第二节 糖和苷的分类
根据苷键原子分类:
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
O
HO
O
OH
OH
O
32
本 章 内 容
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
33
第三节 糖的理化性质
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<叁糖苷
3. 味: 单糖、低聚糖有甜味;多糖无甜味。
4. 旋光性：多有旋光性。
34
第三节 糖的理化性质
二、化学性质
1. 氧化反应：
单糖的分子有醛（酮）、伯醇、仲醇和邻二
醇等结构，氧化条件不同其产物也不同。
如：
第三节 糖的理化性质
单糖结构中反应活泼性顺序:
端基碳原子> 伯碳 > 仲碳
银镜反应(Tollen reaction): 以Ag+为氧化剂
费林反应(Fehling reaction):以Cu2+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、α-氨基醇、α-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
α-羟基酮：
α -氨基醇：
邻二酮：
第三节 糖的理化性质
反应特点：
①反应定量进行（试剂与反应物基本是1:1）；
②在水溶液中进行或有水溶液（否则不反应）；
③反应速度：顺式 > 反式
（因顺式易形成环式中间体）；
④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;
⑤在异侧不能扭转的邻二醇不起反应。
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：
CHO
O
3 IO4-
O
CHO
OHC
+
2 HCOOH
醚键开裂
CH2OH
OH
OH
D-葡萄糖
OHC
+
需要5分子过碘酸
HCOOH
2 IO4
HCHO + 2 HCOOH
第三节 糖的理化性质
在异侧不能扭转的邻二醇不起反应，如：
6
HO
O
O
O
HO
1
OH
OH OHO
OH
1, 6-β-D-葡萄呋喃糖酐
1, 6-α-D-葡萄呋喃糖酐
第三节 糖的理化性质
用途：
①推测糖中邻二-OH多少；
（试剂与反应物基本是1:1）；
②同一分子式的糖，推测是吡喃糖还是呋喃糖；
具有三羟基可产生甲酸
无甲酸产生
第三节 糖的理化性质
③推测低聚糖和多聚糖的聚合度；
④推测1,3连接还是1,4连接（糖与糖连接的位置）
⑤鉴别糖的种类：氨基糖反应中有氨气产生
O
O
OR
OR
OR
H
OR
β-D-glucose
H
第三节 糖的理化性质
二、化学性质
2. 糠醛形成反应（Molish反应）
单糖
多糖
R
浓酸（4-10N）
加热 -3H2O
矿酸
10%HCl
CHO
呋喃环结构
单糖
脱水
R=H
糠醛
R=CH2OH
5-羟甲糠醛
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）
( ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? )
Molish反应：
样品 + 浓H2SO4 + α-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
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（C1-OH）>伯醇基（C6-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）
①Haworth法（不常用）
含糖样品 + Me2SO4 + 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1∶1时，可得甲苷。
第三节 糖的理化性质
3.1 醚化反应（甲基化）
②Purdic法
样品 + MeI + Ag2O → 全甲基化（醇-OH）
只能用于苷，不宜用于还原糖（即有C1-OH的
糖）。因Ag2O有氧化作用，可使C1-OH氧化。
③Hakomori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）
④重氮甲烷法（CH2N2）
样品 + CH2N2 / Et2O + 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C1-OH、C6OH较易、C3 最难。由于C2 位取代后，引起的空
间障碍，使得C3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 ZnCl2 、 无 水
CuSO4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：
O
+
O
Me
α-D-半乳糖
H2SO4
Me
- H2O
O
O
O
O
O
1,2;3,4-二-O-异丙叉
-α-D-半乳吡喃糖
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C2上无-OH）。
应用——糖的鉴定、分离和纯化。
第三节 糖的理化性质
二、化学性质
5.硼酸络合反应
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）
（H3BO3是接受电子对的Lewis酸）
第三节 糖的理化性质
硼酸络合反应的应用：
①络合后，中性可变为酸性，因此可进行酸碱中
和滴定；
②可进行离子交换法分离；
③可进行电泳鉴定；
④在混有硼砂缓冲液的硅胶薄层上色谱。
本 章 内 容
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
55
第四节
苷键的裂解
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 ： H2SO4 、 HClO4 、 CF3COOH 或
Lewis酸（ZnCl2、BF3）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CH3CO+(乙酰基，Ac）
为进攻基团。
第四节 苷键的裂解
OAc
O OR
OAc
+
AcO
OAc
OAc
OAc
OAc
_
+
OAc
OAc
OAc
OAc
_
OAc
OAc
OAc
OAc
H,OAc
H
OA
c
O
OR
+
OAc
OAc
OAc
O
OAc
+
AcO
OAc
OAc
OAc
OAc
OR
OAc
※乙酰解反应易发生糖的端基异构化。
OAc
CH2OAc
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。
β-苷键的葡萄糖双糖的反应速率：
（乙酰解难易程度）
（1→6）>>（1→4）>>（1→3）>>（1→2）
第四节 苷键的裂解
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、β-吸电子
基取代的苷
第四节 苷键的裂解
C1-OH与C2-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b-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b- D-葡萄糖糖苷键
 蜗牛酶：只水解b-苷键
 转化糖酶：只水解b-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(HIO4)、四氢硼钠(NaBH4)、稀酸
反应过程：分三步反应。(1)NaIO4氧化开裂成醛;
(2)NaBH4还原成醇; (3)酸化水解.
O
OH
OH
OR
O
IO4-
BH4- HOH2C
OHC
OH
O
OR
HOH2C
OHC
CH2OH
H+
CHO
OH
+
CH2OH
CH2OH
+ ROH
OR
第四节 苷键的裂解
二 苷键裂解法：
5. 氧化开裂法（Smith降解法）
• 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.
O
R
(1)IO4(2) BH4(3)H+
OH
CH2OH
OH
CH2OH
R
+ COH
IO4RCHO + HCOOH
CH2OH
67
本 章 内 容
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
 第六节 糖的核磁共振性质
第五节 提取分离
第七节 糖链的结构测定
68
第五节 提取分离
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.
69
第五节 提取分离
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:H2O 4:1:5,上相); 极性小, Rf值大.
70
第五节 提取分离
二、分离
•6.凝胶柱色谱
常用凝胶:葡聚糖凝胶(Ｓephadex G),琼脂糖凝胶
(Ｓepharose Bio-gelＡ),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
71
本 章 内 容
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
72
第六节 糖的核磁共振性质
一、糖的1HNMR性质
1.化学位移：
• 糖端基质子： 4.3-6.0
• C6-CH3（鼠李糖）: 1.0(3H,d,J=6Hz),
• 其它碳上质子: 3.2-4.2
2.偶合常数:J1,2判断苷键构型
• 吡喃型糖C1式
• 苷键为b-D或-L型,当端基质子和C2-H为竖键,J=68Hz;C2-H为横键, J=2-4Hz.
• 苷键为-D或b-L型,端基质子为横键,J=2-4Hz.
73
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
74
第六节 糖的核磁共振性质
无法通过J值来判定
75
第六节 糖的核磁共振性质
所以无法通过J值来判断构型
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
76
第六节 糖的核磁共振性质
二、糖的13CNMR性质
1.化学位移及偶合常数
• 端基碳： 95-105;
CH-OH (C2、C3、C4) －－ 70~85
CH2-OH (C6)
62 左右
CH3
< 20
77
第六节 糖的核磁共振性质
Glc的一般13C-NMR谱规律
78
第六节 糖的核磁共振性质
•偶合常数1JC1-H1:
•吡喃糖:(优势构象C1式)
-D或b-L型苷键,170-175Hz;
b-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, b-L型
160-165Hz
79
第六节 糖的核磁共振性质
2.苷化位移(Glycosylation shift, GS)
定义：糖与苷元成苷后,苷元的-C,b-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.
80
第六节 糖的核磁共振性质
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α-C、
β-C变化不大。
• 当苷元为环醇时，羟基的β-位无烷基取代，则
α-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α-C和糖的端
基碳手性都有关系。具体如下：
81
第六节 糖的核磁共振性质
苷元β位有取代时的苷化位移：
①苷元α-碳手性和糖端基手性都为R（或S）时，
苷化位移值与苷元为β-位无取代的环醇相同。
如：
- 4.7
O O
R
R-R
R
- 0.6
+ 3.4
+ 6.8
82
第六节 糖的核磁共振性质
②苷元α-碳和糖端基碳手性不同时，端基碳和α-
碳的苷化位移值比苷元为β-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。
83
第六节 糖的核磁共振性质
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α-碳均向高场位移。
- 0.9
¦Â-D-Glc
+ 0.8
- 0.7
OH
OH
HO
C1= 101.1
酚苷键
OH
O
+ 1.6
84
第六节 糖的核磁共振性质
酯苷、酚苷的苷化位移：
+0.3
- 0.8
22
- 1.2
17
C
COOH
15
¦Â-D-Glc
C1=95.7
+ 10.3
3
HO
- 0.2
4C
+ 0.3
¦Â-D-Glc
C1= 106.9
酯苷键
- 3.9
醇苷键
85
本 章 内 容
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
86
第七节 糖链的结构测定
• 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)
87
第七节 糖链的结构测定
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）
88
第七节 糖链的结构测定
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
89
第七节 糖链的结构测定
• 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)
 1HNMR:全乙酰化,测1HNMR,CHOAc,CHOR,
CH2OAc,CH2OR的质子信号化学位移不同
 苷化位移
90
第七节 糖链的结构测定
• 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)
 13CNMR的弛豫时间:外侧糖的自旋弛豫时间T1比
内侧糖大.
 2D－NMR(H-H COSY,HMQC,HMBC,NOESY,
HOHAHA等)
91
第七节 糖链的结构测定
• 6.苷键构型的确定(和b型)
核磁共振法；糖端基质子JH1,2,;端基碳JC1,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b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：α葡萄糖苷在770、780 cm-1有强吸收
峰。
92
The End
93