第二章  糖和苷

Saccharide andGlycoside

概述   糖类又称碳水化合物（carbohydrates)，是植物光合作用的初生产物，是一类最丰富的天然产物，其与人类关系极为密切，食用的蔗糖、粮食的主要成分淀粉、棉布的棉纤维等。糖类在中草药中分布十分广泛，常常占植物干重的80%~90%。

糖类与核酸、蛋白质、脂质一起合称生命活动所必需的四大类化合物。

苷类，又称配糖体，是糖或糖的衍生物（如氨基糖、糖醛酸等)与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。

第一节 单糖（nomosaccharides)的立体化学

一、糖的表示式

单糖是多羟基醛或酮。从三碳糖至八碳糖天然界都有存在。

以Fischer式表示天然常见糖如下：

单糖在水溶液中形成半缩醛环状结构，即成呋喃糖和吡喃糖。

具有六元环结构的糖——吡喃糖（pyranose)

具有五元环结构的糖——呋喃糖（furanose)

单糖处于环状结构时，可用Haworth式表示。

如：葡萄糖

（糖处游离状态时用Fischer式表示，苷化后成环用Haworth式表示)

二、Fischer与Haworth的转换及其相对构型

三、糖的绝对构型（D、L)

以α-OH甘油醛为标准，将单糖分子的编号最大的不对称碳原子的构型与甘油醛作比较而命名分子构型的方法。

Fischer式中最后第二个碳原子上-OH向右的为D型，向左的为L型。

Haworth式中C₅向上为D型，向下为L型。

四、糖的差向异构体（α、β)

单糖成环后新形成的一个不对称碳原子称为端基碳（anomeric carbon)。生成的一对差向异构体（anomer)有α、β二种构型。

从Fischer式看（C₁与C₅的相对构型)

α C₁-OH与原C₅（六碳糖)或C₄（五碳糖)-OH，顺式为，反式为β。

从Haworth式看

C₁-OH与C₅（或C₄)上取代基之间的关系：同侧为β，异侧为α。

五、环的构象

呋喃糖五元环接近在同一平面上。唯醛糖的C₃、酮糖的C₄超出平面0.5A，几乎是固定的结构。

呋喃糖六元环有船式和椅式构象，在溶液或固体状态是都是椅式构象，不是C1便是1C。[C表示椅式（chair form)]。

以C₂、C₃、C₅、O四个原子构成的平面为准，C₄处面上，C1处面下的标为⁴C₁，简称C1，反之¹C₄简称1C。

Angyal用总自由能来分析构象式的稳定性，比较二种构象式的总自由能差值，能量低的是优势构象。

如：葡萄糖的二种构象式的比较：

第二节 糖和苷分类

一、单糖

1．α-羟基糖（五碳醛糖，六碳醛糖，六碳酮糖，甲基五碳醛糖等)

2．氨基糖

是指单糖的伯或仲醇基置换成氨基的糖类。

3．去氧糖

单糖分子的一个或二个羟基为氢原子代替的糖叫去氧糖。通常在C₂上无-OH，强心苷中较多见。

D-毛地黄毒糖（digitoxose)

4.糖的衍生物

糖醛酸  单糖分子中伯醇基氧化成羧基的化合物。

糖醇  单糖的醛或酮基还原成羟基后所得的多元醇称糖醇。

二、低聚糖（oligosaccharides)

由2-9个单糖通过苷键结合而成的直链或支链聚糖称为低聚糖。

还原糖：具有游离醛基或酮基的糖称为还原糖。如蔗糖槐糖，樱草糖。

非还原糖：两个单糖都以半缩醛或半缩酮上的羟基通过脱水而成的聚糖，无游离醛基或酮基的糖称为非还原糖。如蔗糖，见讲义P61

三、多糖（polysaccharides)

由十个以上单糖通过苷键结合而成的糖称为多聚糖或多糖。

均多糖：有同种单糖组成的多糖。

杂多糖：有两种以上单糖组成的多糖。

植物多糖的种类――淀粉（starch)、纤维素（cellulose)、果聚糖（菊淀粉，fructans)、半纤维素（hemicellulose)、树胶（gum)、粘液质（mucilage)等

动物多糖――糖原（glycogan)、甲壳素（chitin)、肝素（heparin)、硫酸软骨素（chondrotin sulfate)、透明质酸（hyaluronic acid)

四、苷类

（一)苷的定义：苷类，又称配糖体，是糖或糖的衍生物（如氨基糖、糖醛酸等)与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。其中非糖部分称为苷元或配基，其连接的键则称为苷键。

（二)分类

苷的分类方式

1．按生物体内存在分

原生苷——在植物体内原存在的苷；

次级苷——原生苷水解掉一个糖或结构发生改变。例：

2．按连接单糖个数分

1个糖——单糖苷  2个糖——双糖苷

3个糖——叁糖苷

3．按糖链个数分

   1个位置成苷——单糖链2个位置成苷——双糖链

4．按端基碳构型分

α苷，多为L型； β苷，多为D型。

5．按苷元化学结构类型分

如：黄酮苷、蒽醌、香豆素、强心苷、皂苷等。

6．按苷健原子不同分类

〔1〕氧苷 如：红景天苷

①醇苷：是通过醇羟基与糖端基羟基脱水而成的苷。如红景天苷。

②酚苷：是通过酚羟基而成的苷。如天麻苷。

③酯苷：苷元以-COOH和糖的端基碳相连接的是酯苷。如山慈菇苷A。

④氰苷：是指一类α羟腈的苷。如野樱苷。

〔2〕氮苷：如腺苷。

〔3〕硫苷：如萝卜苷。

〔4〕碳苷：如牡荆素。

〔

小结：单糖的绝对构型、差向异构体、优势构象;单糖、低聚糖、多糖的种类

苷类的定义、分类方法、按苷键原子不同的各类苷的特点。

第三节 糖的的化学性质

糖的化学性质在普通有机化学中已有所涉及，下面介绍的主要是一些与糖的分离和结构测定密切相关的化学反应。

一、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：

化学反应的活泼性：端基碳原子 > 伯碳 > 仲碳（即C₁-OH、C₆-OH、C₂C₃C₄-OH)

过碘酸反应

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。

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在异边而无扭转余地的邻二醇不起反应，如：

用途： ①推测糖中邻二-OH多少；（试剂与反应物基本是1：1)；

②对同一分子式的糖来说，推测吡喃糖还是呋喃糖；

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（糖与糖连接位置)

 （糖与糖连接都是半缩醛-OH连接，即端基碳连接)

二、糠醛形成反应（Molish反应)

Molish反应：  样品 + 浓H₂SO₄  + α-萘酚→紫红色环

*多糖、低聚糖、单糖、苷类，与Molish反应均为（+)。

常用色谱显色剂：邻苯二甲酸-苯胺试剂

三、羟基反应

糖的-OH反应：醚化、酯化和缩醛（酮)化。

活性最高的半缩醛羟基（C₁-OH)，其次是伯醇基（C₆-OH)，仲醇次之。

（伯醇因其处于末端的空间，对反应有利，因此活性高于仲醇。)

1．醚化反应（甲基化)

除苷键上甲氧基外，其余甲醚键对稀酸碱都很稳定，须用浓氢碘酸或氢溴酸才能开裂。

①Haworth法（不常用)

含糖样品 + Me₂SO₄ + 30%NaOH →醇-OH全甲基化（需反复6~8次)

（硫酸二甲酯) （浓碱)

（甲基化物可用红外光谱测试直到无-OH吸收峰为止)

制备成甲苷——用限量试剂，即克分子比1∶1时，可得甲苷。

②Purdie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（一次即可)

该反应是在非水溶剂中，即二甲基亚砜（DMSO)溶液中进行反应。

④kuhn法   样品 + MeI + Ag₂O → 全甲基化（醇-OH)

溶剂用二甲基甲酰胺（DMF)，其甲醚化的能力有所增强。

⑤重氮甲烷法（CH₂N₂)

样品 + CH₂N₂ /Et₂O + MeOH → 部分甲基化（-COOH、-CHO等)

用途：保护羟基；制备衍生物；进行甲醇解。

2．酰化反应（酯化反应)

羟基活性与甲基化反应相同（C₁-OH、C₆-OH、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，可用于糖和苷的分离和鉴定等。

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)。

酮类易与顺邻二-OH生成——五元环状物

醛类易与1,3-双-OH生成——六元环状物

糖 + 丙酮 → 五元环缩酮 ——称：异丙叉衍生物，即丙酮加成物。

糖 + 丙酮 → 六元环缩酮 —— 双异丙叉衍生物。

例：当糖具有顺邻-OH时：

当糖结构中无顺邻-OH时：易转变为呋喃糖结构。

▲当单糖制成缩醛或缩酮之后，氧环大小不一定和原来游离糖相同。

糖 + 苯甲醛 → 六元环状缩醛（称：苯甲叉衍生物)

例：葡萄糖甲苷（具有1,3双-OH结构) + 苯甲醛 →

苯甲叉衍生物分：顺式、反式

顺式有两种构象——O内位（C1式)——较稳定

  H-内位（1C式)——稳定性差

用途：1.利用缩醛或缩酮反应可以保护游离的羟基。

例如：制备3-O-甲基葡萄糖的反应

 2.确定苷元与糖、糖与糖之间的连接位置

可将糖进行-OH保护后，经水解，再通过光谱分析，游离-OH为糖与糖与苷元的连接位置。

四、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。

五、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。

1．络合反应分二步进行

①先生成1：1的络合物，易失水而成平面形的中性酯。

②二个-OH地位适宜，则继续生成2：1的螺环状络合物，四面体结构固定，增加酸性。

以上I、II、III三种状态在硼酸溶液中同时存在，彼此间处于平衡状态。

2．对二-OH的空间要求

〔1〕开环化合物： 碳链上-OH越多，越易造成有利地位（顺邻二-OH)；

  （如：乙二醇，二个-OH互相排斥成180°角，而不利于反应)

〔2〕环上的二-OH：   ①芳环-OH——邻位易，间、对位次之；

②五元、六元脂环——顺易，反邻二-OH不作用；

③α-羟酸（HO-C-COOH)可络合（-COOH水化成-C(OH)₃后再络合)；

   β-羟酸  无作用。

3．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层析。

第四节  苷键的裂解

研究苷类的化学结构，必须了解苷元结构、糖的组成、糖和糖的连接方式，以及苷元和糖的连接方式等。为此必先使用某种方法使苷键切断。裂解方法：

一、酸催化水解 （acidolysis)

苷键属于缩醛结构，易为稀酸催化水解。

机理：水解反应是苷原子先质子化，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。

反应机制表明，苷原子的碱度，亦即苷原子上的电子密度，以及它的空间环境，对水解难易有很大关系。

酸水解的规律：

〔1〕苷原子不同，酸水解难易顺序为：N 苷> O苷> S苷 > C苷

（C-苷最难水解，从碱度比较也是上述顺序；N 苷中如为酰胺，N无碱性，亦难水解)

〔2〕呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解。

因五元呋喃环的平面结构使各取代基处在重叠位置，形成水解中间体可使张力减小，故有利于水解。

〔3〕酮糖较醛糖易水解

酮糖多为呋喃结构，而且酮糖端基碳原子上有-CH₂OH大基团取代，水解反应可使张力减小。

〔4〕吡喃糖苷中：

①吡喃环C₅上取代基越大越难水解（位阻)，水解速度为：

  五碳糖 > 甲基五碳糖 > 六碳糖 > 七碳糖

②C₅上有-COOH取代时，最难水解 （因诱导使苷原子电子密度降低)。

〔5〕有氨基取代的糖较-OH糖难水解，-OH糖又较去氧糖难水解（争夺质子)。

2,6二去氧糖 > 2-去氧糖 > 3-去氧糖 > 羟基糖 > 2-氨基糖

〔6〕在构象相同的糖中：a键（竖键)-OH多则易水解。

〔7〕芳香属苷较脂肪属苷易水解。如：酚苷 > 萜苷、甾苷

（因p-л共轭作用，酚苷及烯醇苷的苷元在苷键原质子化四芳环或双健对苷键原子有一定的供电子作用，而脂肪属苷元无供电结构)

〔8〕苷元为小基团——苷键横键比竖键易水解，即e > a（横键易质子化) 

苷元为大基团——苷键竖键比横键易水解，即a > e

（苷的不稳定性促使其易水解)

二、乙酰解反应（acetolysis)

1．常用试剂：醋酐 + 酸

所用酸如：H₂SO₄、HClO₄、CF₃COOH或Lewis酸（ZnCl₂、BF₃)等。

2．反应条件：一般是在室温放置数天。

3．反应机理：

与酸催化水解相似，以CH₃CO⁺（即   乙酰基，Ac)为进攻基团。

▲注意：乙酰解反应易发生糖的端基异构化。

4．反应速率：

〔1〕苷键邻位有电负性强的基团（如环氧基)可使反应变慢。

〔2〕β-苷键的葡萄糖双糖的反应速率：（乙酰解易难程度)

   （1→6)>>（1→4)>>（1→3)>>（1→2)

5．用途

〔1〕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。

〔2〕乙酰解法可以开裂一部分苷键而保留另一部分苷键。

三、碱催化水解和β消除反应（alkaliolysis)

碱催化水解：  一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷如：

酯苷、酚苷（水杨苷)、烯醇苷（4-羟基香豆素苷)、β-吸电子基取代的苷（藏红花苦苷)——易为碱水解

注：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

β-消除反应：苷键的β-位有吸电子基团者，使α-位氢活化，在碱液中与苷键起消除反应而开裂，称β-消除反应。

用途：可从多糖剥落反应生成的糖酸中了解还原糖的取代方式。

3-O-代的糖可形成——3-脱氧糖酸

4-O-代的糖可形成——3-脱氧-2-羟甲基糖酸

二个以上取代的还原糖——难生成糖酸

四、酶催化水解反应

用酶水解苷键可以获知苷键的构型，可保持苷元结构不变的真正苷元。

酶的专属性高，选择性地催化水解某一构型的苷。

如：苦杏仁酶（emulsin)——水解——β-葡萄糖苷键

纤维素酶（cellulase)——同上。

麦芽糖酶（maltase)——水解——α-葡萄糖苷键

转化糖酶（invertase)——水解——β-果糖苷键

芥子苷酶（mgrosinase)――水解――芥子苷键（与pH值有关系)

五、过碘酸裂解反应（Smith降解法)

条件温和，易得到原苷元。（除酶解外，其它方法可能得到的是次级苷元)

试剂：过碘酸（HIO₄)、四氢硼钠（NaBH₄)、稀酸

反应过程：

优点：①可得到完整的苷元；②从降解得到的多元醇，还可确定苷中糖的类型；③对苷元结构容易改变的苷以及C－苷水解研究特别适宜。

注意：此法显然不适用于苷元上也有1，2－二醇结构的苷类。

六、糖醛酸苷的选择性水解反应

 糖醛酸苷键用普通的裂解方法很难开裂，需用特殊的方法如：光解法、四醋酸铅分解法、醋酐-吡啶分解法、微生物培养法、紫外光照射法等。

值得注意的是：有些苷键极不稳定，在较弱的酸性或在水或稀醇液中稍长时间加热即能水解。因此，在保存苷时，要注意环境，防止水解。

小结

酸催化水解反应---机理、规律（苷键原子、糖的种类、苷元) 用途

乙酰解反应---机理、用途

碱催化水解和β消除反应---范围、特点

酶催化水解反应---选择性 、意义

氧化开裂法（Smith降解法)---机理、反应产物、意义  

第五节  糖的核磁共振性质

  一、糖的¹H-NMR性质

1. ¹H-NMR中糖上H质子的化学位移的大致范围（提供糖的种类信息)

端基质子（C1)——δ4.3~6.0 ppm （d)

  其它质子——δ3.2~4.2 ppm（m)

  CH₃质子――δ1.0 ppm左右

例：β-D-glu α-L-rha-甲苷

2.www.med126.com/shouyi/可通过C₁-H与C₂-H的偶合常数，来判断苷键构型（α、β)

如：D-葡萄糖

用¹H-NMR可判断一些糖的相对构型，但还有一些糖由于其结构上的原因，而无法利用¹H-NMR来判断相对构型。如：

二、糖的¹³C-NMR性质

1.化学位移及偶合常数---提供糖的种类和苷健构型

单糖碳原子化学位移信号大致范围 见表2-1 glu和rha的化学位移

端基碳（连有2个氧原子，诱导效应，最低场)  δ95~105ppm

CH-OH (C4在高场，因它离端基碳最远，C2、C3、 C5α-异构体比β-异构体在高场，因β-异构体的C1-OH为e健，对β和γ碳有去屏蔽作用，而α-异构体C1-OH为a健无此作用。另外呋喃糖C3或C5的化学位移值明显偏大，多数大于80ppm)  68~85 ppm

   CH₂-OH (C6烷基取代少，诱导效应小，较高场)   62 ppm左右

CH₃   18 ppm左右

一般在¹³C-NMR谱中：

用途：确定苷的构型—用化学位移和偶合常数

例：D-葡萄糖苷 C1——α型97~101 ppm

  β型103~106 ppm  低场

呋喃糖的端基碳与端基质子的偶合常数可推测苷健构型 见表2-2

α-man苷J_C-H＝164～166Hzβ-man苷J_C-H＝153～156Hz

α-rha苷J_C-H＝164～168Hz  β-rha苷J_C-H＝152～158Hz

α-glu苷J_C-H＝170 Hz    β-glu苷J_C-H＝159Hz

α苷键J_C-H≈170Hz β苷键J_C-H≈160Hz

2.苷化位移（glycosylationshift)--推测推糖与苷元、糖和糖的连接位置

糖苷化后，苷元α-C、β－C和端基碳化学位移值均发生了改变， 这种改变称为苷化位移。苷化位移值与苷元个结构有关，与糖的种类关系不大。

一般规律：端基碳和苷元α碳→向低场，β-碳→向高场位移，其它的碳影响不大。

用途；确定糖的种类和连接位置

（2)糖对苷元苷化位移的影响 

醇苷  见表2-3

   例：1.伯醇

 2.环醇

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，苷化位移规律同上。

例：

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3.5ppm。

例：

▲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。

例：

(在吡啶-d₅中测)

（在甲醇-d₅中测)

连翘酯苷的13C-NMR分析

样品与对照品比较该化合物糖连接在Cα位，糖为芸香糖（glc1-6rha)

小结：

1.1H-NMR---化学位移的一般规律、苷键构型的确定、意义

13C-NMR---化学位移的一般规律、糖的种类和苷键构型的确定、苷化位移的定义、规律及意义

第六节 糖的鉴定和糖链结构的测定

一、 糖链结构的测定

主要解决三个问题——单糖的组成、糖之间的连接位置和顺序、苷键构型

（一) 纯度测定

（二) 分子量测定

（三) 单糖的鉴定

在中草药成分分离工作中，或在苷和多糖的水解产物中，常常会得到一些单糖成分，须要加以证明。目前发现新单糖须要进行结构决定的机会较少，多数工作为进行糖的印证。

糖的水溶性很大，且不易获得结晶，有些物理常数不易测定，给印证工作带来困难，以往用化学方法制成衍生物，再作分离鉴定，手续繁复。

现多采用各种色谱技术，对糖类进行鉴定。

1．纸层析

展开系统：常用水饱和的有机溶剂展开。如：

 ①正丁醇：醋酸：水（4：1：5上层)BAW  ②正丁醇：乙醇：水（4：1：2.2)BEW ③水饱和苯酚等溶剂系统。

展开方式：上行、下行、径向

显色剂： 可利用糖的还原性或形成糠醛后引起的一些呈色反应。

 如：①邻苯二甲酸-苯胺   ②硝酸银试剂（使还原糖显棕黑色)

   ③三苯四氮唑盐试剂（单糖和还原性低聚糖呈红色)

   ④3,5-二羟基甲苯盐酸试剂（酮糖呈红色)

⑤过碘酸-联苯胺（糖、苷和多元醇中有邻二-OH结构显兰底白斑)。

2．薄层层析

可采用——（硼酸液 + 无机盐)+ 硅胶 → 制板

吸附剂：硅胶（用0.03M硼酸液或无机盐的水液代水制板)

常用的无机盐——0.3M磷酸氢二钠或磷酸二氢钠；0.02M乙酸钠；0.02M硼酸盐缓冲液；0.1M亚硫酸氢钠/H₂O

特点——增加糖在固定相中的溶解度，使硅胶薄层吸附能力下降，利于斑点集中，又可增加样品的承载量。

显色剂：除纸层析应用的以外，还有——H₂SO₄/H₂O或乙醇液；茴香醛-硫酸试剂；苯胺-二苯胺磷酸试剂 等

3．气相层析  

将糖制备成三甲基硅醚（增加其挥发性)

醛糖用NaBH₄还原成多元醇（制成乙酰化物或三氟乙酰化物)

  ↖（避免形成端基异构体)

4．离子交换层析

糖的硼酸络合物——可进行离子交换层析

优：不必制成衍生物，而直接用水溶液进行分离（与气相比较)

仪器——糖自动分析仪（automatic carbohydrate analyzer)

   显色：3,5-二羟基甲苯-浓硫酸   波长：425nm

   上样量：每种组成不超过1mg

   洗脱剂：四硼酸钾的缓冲溶液

5．液相色谱

填充材料——化学修饰的硅胶

优：不必制备成衍生物。

适合分析对热不稳定的、不挥发的低聚糖和多糖。

分析单糖和低聚糖，其灵敏度不及气相层析。

（四)糖链位置的测定

甲醇解

①将糖链全甲基化→水解→甲基化单糖的定性和定量（气相层析)

 （甲基化单糖中游离-OH的部位就是连接位置)见讲义94页

②¹³C-NMR测定：主要归属各碳信号，以确定产生苷化位移的碳。

（五)糖链连接顺序的决定

①水解法（稀酸水解、甲醇解、乙酰解、碱水解、缓和水解法)——将糖链水解成较小的片段，然后分析这些低聚糖的连接顺序。

②质谱分析。

（六)苷键构型的决定

糖与糖之间的苷键和糖与非糖部分之间的苷键，本质上都是缩醛键，也都存在端基碳原子的构型问题。

苷键构型测定方法如下：

⑴分子旋光差（klyne法)利用旋光性→ 测定苷键构型方法 

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的分子旋光度进行比较，数值上相接近的一个便是与之有相同苷键的一个。

例：有一苷  =-273.03（G代表苷)，知是豆甾醇的葡萄糖苷，苷元豆甾醇[M]^A=-210.04（A代表苷元)，求苷的构型？

（已知：葡萄糖甲苷α= +308.6  β= -66.4)

解：[M]^G-[M]^A=△[M]=-273.03-(-210.04)= -62.99°

与题给出的β型-66.4接近，故该苷构型为β型。

⑵酶催化水解方法

苦杏仁酶（emulsin)——水解——β-葡萄糖苷键

纤维素酶（cellulase)——同上。

麦芽糖酶（maltase)——水解——α-葡萄糖苷键

⑶¹H-NMR判断糖苷键的相对构型

可通过C₁-H与C₂-H的偶合常数，来判断苷键构型（α、β)

如：D-葡萄糖当J＝6-8Hz其为β苷键，为3-4Hz为α苷键

⑷¹³C-NMR判断糖苷键的相对构型

利用呋喃糖的端基碳与端基质子的偶合常数。

α苷键J_C-H≈170Hzβ苷键J_C-H≈160Hz

〔5〕其它

IR——α-葡萄糖苷在770、780 cm^-1有强吸收峰；

MS——葡萄糖苷乙酰化物，331碎片峰强度：α> β

二、 糖链结构研究实例

小结：

单糖的鉴定：PC、GLC、HPLC

 糖连接位置的测定：   甲醇解   苷化位移 

 糖链连接顺序的确定：缓和酸水解、甲醇解、乙酰解、碱水解、FAB-MS

 苷键构型的确定：酶解、NMR、IR、Klyne法

第七节 糖及苷的提取分离

一、提取

主要为溶剂法——水、稀醇（单糖、低聚糖、多糖)

糖类的提取根据其对乙醇和水的溶解度不同，而采用冷热水、冷热稀醇等条件。

苷类分子的极性随着糖基的增多而增大，根据其极性大小，选择相适应的溶剂。

由于植物体内有水解酶共存，必须采用适当的破坏或抑制酶的方法，才能提制出原存形式的糖和苷类。方法：

 采集新鲜材料——迅速加热干燥——冷冻保存等。

二、分离

1．季铵氢氧化物沉淀法

2．分级沉淀或分级溶解法

在糖的水溶液中，逐步加入乙醇以增大EtOH浓度，可得到各部分的沉淀物。

3．离子交换柱色谱

①除水提液中的酸、碱性成分和无机离子；

②制成硼酸络合物——强碱性阴离子交换树脂（不同浓度硼酸盐液洗脱)

4．纤维素色谱

原理与PC相同，属分配层析。

溶剂系统：水、丙酮、水饱和的正丁醇等。

用水溶性的溶剂如HAc：H₂O进行展开时，其原理属吸附层析。

5．凝胶柱色谱

⑴葡聚糖凝胶的性质及其类型

葡聚糖 + 交联剂（环氧氯丙烷)→交联葡聚糖（醚桥形式，交联成网状结构) 

为水不溶性的白色球状颗粒。

在酸性环境中能水解，在碱中稳定。

凝胶颗粒表面有许多孔隙，孔隙大小决定于葡聚糖与交联剂的配比及反应条件。

交联度大→网状结构紧密→孔隙小→吸水膨胀少

小→  疏松→  大→  大

常用商品名称及型号：

葡聚糖凝胶（商品名：SephadexG)  [G——代表葡聚糖凝胶]

  G-10   [10—表示吸水量乘以10，即1.0ml/g的吸水量]

  G-15 ，G-200等

琼脂糖凝胶（Sepharose，Bio-GelA)

聚丙烯酰胺凝胶（Bio-GelP)

▲羟丙酰基交联葡聚糖凝胶（SephadexLH-20)

（为亲脂性的，可在有机溶剂中进行分离的分子筛)

6．活性炭柱色谱

⑴概述  用途——分离水溶性物质较好，如：氨基酸、糖类及某些苷类。

特点——对于活性炭柱色谱来说：

①样品上柱量大，分离效果较好，适合大量制备；

②来源容易，价格廉；

③缺点：无测定其吸附力级别的理想方法。

分类：①粉末状活性炭——颗粒细，总表面积大，吸附力及吸附量大。

   ②颗粒状活性炭——颗粒较上者大，吸附力及吸附量也较上者次之。

  ③绵纶-活性炭——以锦纶为粘合剂，将粉末状活性炭制成颗粒，吸附力最弱。

⑵活性炭对物质的吸附规律

活性炭因为是非极性吸附剂，故与硅胶、氧化铝相反，对非极性物质具有较强的亲和能力，在水中对该类物质表现出强的吸附能力。溶剂极性降低，则活性炭对该类物质的吸附能力也随之降低。

活性炭在水溶液中的吸附力最强，在有机溶剂中吸附力较弱。

7．蛋白质除去法

用分级沉淀法得到的多糖，常夹杂有较多的蛋白质，为除之，通常选择能使蛋白质沉淀而使多糖不沉淀的试剂来处理，如：酚、三氯乙酸、鞣酸等。

注意：处理时间要短，温度要低——避免多糖降解。

三氟三氯乙烷法和Sevag法（用氯仿：戊醇或丁醇4：1混合)在避免降解上有较好效果。

 多糖液（含蛋白质)

↓

   （加蛋白质水解酶如：胰蛋白酶、胃蛋白酶等)

↓使蛋白质大分子进行降解

 Sevag法

三、糖的提取分离实例  见教材（第四版)104页实例

地黄根中单糖和低聚糖的分离 [详见教材（第三版)P101实例一]