2-2糖苷2009-山东大学天然药物化学

Acetolysis
AcO O OAc AcO OR AcO O OAc OAc OAc OAc OAc OR OAc H OAc OAc OAc OAc AcO OAc OAc OAc
OAc
CH3CO+
AcOAcO OAc OAc
O OAc OAc OR OAc
（三）碱催化水解和β－消除反应 碱催化水解和β
（一）甲醚化（Methyl Ethers） 甲醚化（ ）
O HO HO CH 2 OH O OCH 3 CH 3 OSOCH 3 O NaH NaOH CH 2 OCH 3 O OCH 3
OH Methyl β -D-glucopyranoside
CH 3 O CH 3 O
OCH 3 Methyl 2,3,4,6-tetra-Omethyl- β-D-glucopyranoside
CH 3 OH +
OCH 3 2,3,4,6-Tetra-O-methylβ -D-glucopyranose
（二）乙酰化反应
对甲苯磺酰化反应主要发生在伯醇上。 对甲苯磺酰化反应主要发生在伯醇上。 用途：分离、 用途：分离、鉴定
（三）缩醛（Acetal）与缩酮（Ketal ） 缩醛（ ）与缩酮（
苷酸催化水解难易规律
（3）按苷元不同 ） 苷元不同 芳香属苷水解比脂肪属苷（如萜苷、甾苷） 水解比脂肪属苷 ①芳香属苷水解比脂肪属苷（如萜苷、甾苷） 容易得多。某些酚苷（如蒽醌苷、香豆素苷）不 容易得多。某些酚苷（如蒽醌苷、香豆素苷） 用酸，只加热也可能水解成苷元。（供电基） 。（供电基 用酸，只加热也可能水解成苷元。（供电基） 苷元为小基团者， ②苷元为小基团者，苷键横键的比苷键竖键的 易于水解。苷元为大基团者相反。（前者位阻， 。（前者位阻 易于水解。苷元为大基团者相反。（前者位阻， 后者势能） 后者势能）
Acid catalyzed Hydrolysis
HO O OH HO O OH OH OH -H+ OH OH OH OH OH HO HO O OH OH2 OR H
+
HHBiblioteka O OHOH H OR -ROH ROH HO O H
+
OH
+H2O -H2O
OH
-H+
OH
O HOH
+H
OH
+
OH OH
用途：苷元与糖、糖与糖的连接方式、 用途：苷元与糖、糖与糖的连接方式、苷键构型 的研究
（一）酸催化水解
1．原理：苷键具有缩醛结构，易为稀酸催化 ．原理：苷键具有缩醛结构， 缩醛结构 水解。反应一般在水或稀醇溶液中进行。 水解。反应一般在水或稀醇溶液中进行。常用 的酸有盐酸、硫酸、乙酸、甲酸等。 的酸有盐酸、硫酸、乙酸、甲酸等。其机制是 苷原子先质子化， 苷原子先质子化，然后断键生成阳碳离子或半 椅型中间体，在水中溶剂化而成糖。 椅型中间体，在水中溶剂化而成糖。
天然药物化学
第二章 糖和苷类化合物
(Saccharide ＆ glycoside)
Long-Ru SUN
第三节 糖的化性质
CH 2 OH O H OH ( β ) H OH H HO H H OH β -D-Glucopyranose (Haworth projection)
HO
CH 2 OH O HO OH OH ( β )
试管反应，现象： 试管反应，现象：紫色环
TLC显色反应 显色反应 邻苯二甲酸＋ 邻苯二甲酸＋苯胺 有机酸＋苯酚／苯胺／ 有机酸＋苯酚／苯胺／蒽 酮等
蓝色
O O O
三、羟基反应
醚化（甲醚化、三甲基硅醚化、三苯甲醚化） 醚化（甲醚化、三甲基硅醚化、三苯甲醚化） 酯化（乙酰化、甲苯磺酰化） 酯化（乙酰化、甲苯磺酰化） 缩醛（缩酮） 缩醛（缩酮）化 硼酸络合反应 羟基的活泼性：半缩醛羟基，伯醇羟基， － 羟基的活泼性：半缩醛羟基，伯醇羟基，C2－OH
（四）硼酸（boric acid）络合反 硼酸（ ） 应
OH + H 3B O 4 OH O O B OH OH H+ O B OH O
O B O
O H+ O
Structure requirement: OHs must be in Cis positions 应用： 应用：酸碱滴定 络合分离
练习 1.用适当的化学方法鉴别下列各组化合物 标明反 用适当的化学方法鉴别下列各组化合物(标明反 用适当的化学方法鉴别下列各组化合物 应所需化学试剂以及所产生的现象)。 应所需化学试剂以及所产生的现象 。
苷酸催化水解难易规律
2）按糖的不同 ） 呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解 易水解； 五元环张力） ①呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解；（五元环张力） 酮糖较醛糖易水解 易水解； 酮糖多为呋喃糖） ②酮糖较醛糖易水解；（酮糖多为呋喃糖） 吡喃糖苷中吡喃环的C-5上取代基越大越难水解， 上取代基越大越难水解， ③吡喃糖苷中吡喃环的 上取代基越大越难水解 因此五碳糖最易水解，其顺序为五碳糖> 甲基五 因此五碳糖最易水解，其顺序为五碳糖 甲基五 碳糖>六碳糖 七碳糖，如果接有COOH,则最难 六碳糖>七碳糖 碳糖 六碳糖 七碳糖 ， 如果接有 则最难 水解； 空间位阻） 水解；（空间位阻） 氨基糖较 羟基糖难水解 羟基糖又较去氧糖 难水解， 去氧糖难 ④ 氨基糖 较 羟基糖 难水解 ， 羟基糖又较 去氧糖 难 水解，尤其是C-2上取代氨基的糖更难。2,6-二 上取代氨基的糖更难。 水解，尤其是 上取代氨基的糖更难 去氧糖> 去氧糖> 去氧糖> 羟基糖> 去氧糖 2-去氧糖 6-去氧糖 2-羟基糖 2-氨 基糖（竞争质子） 基糖（竞争质子）
H2 O
H H 5 IO 6 H C O
formaldehyde
+ H 3 IO 4
H C OH HO C OH
R Hydrated intermediate
HO C O R
a carboxylic acid
氧化甲基 β-D-葡萄糖如果消耗 2 mol HIO4 ， 葡萄糖如果消耗 甲酸, 相邻。 产生 1 mol 甲酸 说明 3 C-OH 相邻。
（二）乙酰解反应
乙酰解所用的试剂是醋酐和酸， 乙酰解所用的试剂是醋酐和酸，常用的酸有 H2SO4、HClO4、CF3COOH和ZnCl2、BF3 和 （lewis酸）等。 酸 β－苷键葡萄糖双糖乙酰解的难易程度是： 苷键葡萄糖双糖乙酰解的难易程度是： （1→2）>（1→3） > （1→4） > （1→6） ） （ ） ） ） 机理与酸催化同，邻位羟基负电性影响反应。 机理与酸催化同，邻位羟基负电性影响反应。
不同的反应类型
Haworth 法 (CH3)2SO4 +NaOH Purdic 法 CH3I+Ag2O Kuhn 改良法 CH3I+Ag2O/DMSO (CH3)2SO4/BaO/Ba(OH)2 箱守法（ 箱守法（Hakomori法） 法 NaH/CH3I(DMSO)
甲醚化的用途
全甲基化糖苷酸水解时仅水解糖苷键。 全甲基化糖苷酸水解时仅水解糖苷键。判断成苷 位置、连接顺序。 位置、连接顺序。
OH methyl β-D-glucopyranoside H CH 2 OH C O O C O OH O C H H
OCH 3
二、糠醛形成与Molish 反应 糠醛形成与 ———糖的鉴定 糖的鉴定
O R CHO
O HO
R=H R=CH 3 R = C H 2O H
O
R
糠醛
糠醛与α-萘酚络合 糠醛与 萘酚络合
HO OHO + I OH HO C OH OH C OH A 1,2-diol Periodic acid OH O I C O OHOH C O A cyclic periodic ester C O
+
-H 2 O
过碘酸氧化机理
C O
H3 IO 4 Iodic acid
α-羟基醛 羟基醛
O H C H C OH
酯苷、酚苷、烯醇苷和 吸电子基取代的苷 吸电子基取代的苷等才易 酯苷、酚苷、烯醇苷和β-吸电子基取代的苷等才易 为碱所水解。如藏红花苦苷、靛苷、蜀黍苷等。 为碱所水解。如藏红花苦苷、靛苷、蜀黍苷等。 但有时水解后得到的是脱水苷元， 但有时水解后得到的是脱水苷元，如藏红花苦苷 （β－消除反应 ）。 原因：酚苷中的芳环具有一定的吸电子作用， 原因：酚苷中的芳环具有一定的吸电子作用，使糖 端基上氢的酸性增强， 有利于OH 的进攻， 端基上氢的酸性增强 ， 有利于 OH- 的进攻 ， 形成 正碳离子后， 正碳离子后，芳环对苷键原子又具有一定的供电 能力，有利于正碳离子的稳定。 能力，有利于正碳离子的稳定。
CH 2 OCH 3 O Only the methyl glycoside (acetal) reacts OCH 3 + H 2O H
+
CH 3 O CH 3 O
OCH 3 Methyl 2,3,4,6-tetra-Omethyl- β -D-glucopyranoside CH 3 O CH 3 O CH 2 OCH 3 O OH
β -D-Glucopyranose (chair conformation)
一、氧化反应
银镜反应（ 银镜反应（Tollen reaction） ） 还原糖 弗林反应（ 弗林反应（Fehling reaction） ） 过碘酸氧化反应（ 过碘酸氧化反应（ Oxidation by HIO4 ）
邻二醇C－ 键断裂 邻二醇 －C键断裂
苷酸催化水解难易规律
2．水解难易：苷键水解的难易与苷键原子的电子云 ．水解难易： 密度及其空间环境有密切的关系， 密度及其空间环境有密切的关系，只要有利于苷 键原子的质子化就有利于水解， 键原子的质子化就有利于水解，因此水解难易的 规律可以从苷键原子、 规律可以从苷键原子、糖、苷元三方面来讨论。 苷键原子 苷元三方面来讨论。 三方面来讨论 苷键原子不同 酸水解的易难顺序为： 不同， （1）按苷键原子不同，酸水解的易难顺序为：N-苷 >O- >S- >C易接受质子，最易水解， >O-苷>S-苷>C-苷。N易接受质子，最易水解，而C 上无未共享电子对，不能质子化，很难水解。 上无未共享电子对，不能质子化，很难水解。 特殊： 原子在酰胺或嘧啶环上时， 特殊：当N原子在酰胺或嘧啶环上时，很难水解。 原子在酰胺或嘧啶环上时 很难水解。