最新天然药物化学第二章-糖和苷-2幻灯片
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– e -OH > a-OH
第三节 糖和苷的理化性质
羟基反应(一) 醚化（甲基化）反应
常采用的有:甲醚化、三甲硅醚化和三苯甲醚化反应。
•甲基化常用的方法： –Kuhn改良法：在二甲基甲酰胺（DMF）溶液中 用 CH3I 和 Ag2O, 或 (CH3)2SO4 和 BaO/Ba(OH)2 进 行 反应。 –箱守法（Hakomori)：在二甲基亚砜（DMSO） 中用NaH和CH3I进行反应。
第三节 糖和苷的理化性质
O OCH3
O OCH3
OO
3IO4-
OO
CHO OHC
+ HCOOH
OHC OHC
第三节 糖和苷的理化性质
•反应机理：酸性或中性介质
C-OH +H 2 IO 5 —
Baidu NhomakorabeaC-OH
=O C-O OH I= O C-O
C=O C=+O H IO 3+H 2 O
五元环状酯中间体
第三节 糖和苷的理化性质
物现性质三 旋光性： 多数苷类化合物呈左旋，但水解后，由于生成的
糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋。因此，比较 水解前后旋光性的变化，也可以用以检识苷类化合 物的存在。但必须注意，有些低聚糖或多糖的分子 也都有类似的性质，因此一定要在水解产物中肯定 苷元的有无，才能判断苷类的存在。
第三节 糖和苷的理化性质
在弱酸性或中性介质中，顺式1,2-二元醇比 反式的反应快的多。
O
O
OCH 3
OCH 3
甲基--D-甘露糖
甲基--D-半乳糖
O OCH 3
甲基--D-葡萄糖
第三节 糖和苷的理化性质
应用：
常用于糖类和多元醇结构研究。从过碘酸的消 耗量到甲醛或甲酸等的生成量测定，对糖的结 构推测等都有很大的作用。
第四节 苷键的裂解（糖链的降解）
酸催化水解反应(醇解) 乙酰解反应 碱催化水解和β-消除反应 酶催化水解 过碘酸裂解反应
第四节 苷键的裂解（糖链的降解）
1. 酸催化水解反应
O OR H
+ H+ - H+
H+ O OR
H
+ ROH - ROH
O H
O H
O OH H
+ H+ - H+
- H 2O + H2O
•2-去氧糖不成脎。
CHO
C6H5NHNH2
CH=NNHC6H5
C6H5NHNH2
CH=NNHC6H5 C=NNHC6H5
CH2OH
D-葡萄糖
CH2OH
D-葡萄糖苯腙
CH2OH
D-葡萄糖脎
第三节 糖和苷的理化性质
五、硼酸络合反应
糖的邻二羟基与许多试剂可生成络合物， 可用于糖的分离、鉴定和构型推定。
O OH 2 H
第四节 苷键的裂解（糖链的降解）
水解难易影响因素:苷原子的电子云密度 和空间环境
苷原子不同:N-苷 > O-苷 > S-苷 > C-苷（由易到 难） 呋喃糖 > 吡喃糖 (50-100倍) 酮糖>醛糖 吡喃糖苷中C5位的取代基越大越难水解,即:五碳 糖>甲基五碳糖>六碳糖>七碳糖>-COOH取代 去氧糖>羟基糖>氨基糖
酮或醛在脱水剂存在下和多元醇的两个有适当空间 位置的羟基易形成环状缩酮或缩醛
缩酮反应：一般酮类易与顺邻羟基形成五元环状物
缩醛反应：醛类易与1,3-双羟基生成六元环状物
第三节 糖和苷的理化性质
• 糖与丙酮生成的五元环缩酮称为异丙叉衍生物 ，又称丙酮加成物。
O
O +CH3COCH3 H2SO 4
O
O
OO
O
< OR
NH 2
O
OR
<
OH
O OR
第四节 苷键的裂解（糖链的降解）
酚苷>醇苷
CH2OH OO
OH HO
OH
醇甙
OH
<
CH2OH OO
OH HO
OH
酚甙
CH2OH
苷元为小基团： e - > a - 易质子化， 苷元为大基团： a - > e -（稳定性）
第四节 苷键的裂解（糖链的降解）
氮原子位于酰胺或嘧啶位置时,N-苷难于用酸 水解.（p78）
游离的单糖按Fisher式，成苷的糖按Haworth 式估算消耗的过碘酸的克分子数。
第三节 糖和苷的理化性质
二、糠醛的形成反应
单糖在浓酸作用下，脱水，生成具有呋喃 环结构的化合物。多糖先水解成单糖，然后再 脱水生成相同的产物。糖醛酸先脱羧，再形成 糠醛。
O
R
CHO
R = H, 糠醛
R
R = CH3, = CH2OH,
-D-半乳糖
1,2;3,4-二-O-异丙叉- -D-半乳吡喃糖
第三节 糖和苷的理化性质
应用:
保护游离糖的一对或两对羟基。
CH 2-O
CH 2-O CH 2-O O
(C N3H a )2S OO 4HH3COCH 2-O O O
HCl/H2O
O
H3CO
O
O
O
第三节 糖和苷的理化性质
四、羰基反应
•还原糖和一分子苯肼缩合生成糖苯腙，多数糖 苯腙是水溶性的，选择适当的肼可以制得糖腙以 鉴别糖类，也可用于分离和纯化糖。 •糖和过量的苯肼作用，在C1和C2导入两分子 苯肼，生成糖脎。多难溶于水，有好晶型。
第三节 糖和苷的理化性质
Molish反应：浓硫酸和-萘酚
OH
O
O
糠醛与-萘酚缩合物（紫色）
R
常用的层析显色剂：邻苯二甲酸和苯胺
第三节 糖和苷的理化性质
三、羟基反应
糖的羟基反应包括：醚化反应、酰化反应和缩 酮（醛）反应。
羟基的活泼性：
– 半缩醛羟基(C1-OH ）> 伯醇基(C6OH)> C2-OH>其它仲醇基
5-甲 糠 醛 5-羟 甲 糠 醛
第三节 糖和苷的理化性质
应用：检测糖类
原理：糖在浓酸的作用下发生糠醛反应，所生 成的糠醛衍生物和许多芳胺、酚类可缩合生成 有色物质。 试剂： 有机酸:（三氯乙酸、草酸等）或无机酸（硫 酸、磷酸等） 酚或胺类：含有活泼亚甲基并有共轭未饱和 系统的化合物，如：苯酚，萘酚，苯胺。
羟基反应(二)酰化反应
包括：乙酰化和对甲苯磺酰化。 反应条件：在醋酐加醋酸钠，或醋酐中加氯化锌 或在醋酐加吡啶溶液中反应，得到全乙酰化的糖 。将糖作成缩醛（酮）可进行部分乙酰化。 用途：NMR测定，鉴别羟基数目；GC-MS连用， 决定多糖连接点。
第三节 糖和苷的理化性质
羟基反应(三)缩酮和缩醛反应
天然药物化学第二章糖和苷-2
第三节 糖和苷的理化性质
物理性质二 溶解性： 化合物糖苷化以后，由于糖的引入，结构中增 加了亲水性的羟基，因而亲水性增强。 苷类的亲水性与糖基的数目有密切的关系， 用不同极性的溶剂顺次提取药材时，在各提取 部分都有发现苷类化合物的可能。 碳苷与氧苷不同，无论在水中还是在其他溶 剂中溶解度一般都较小。
第三节 糖和苷的理化性质
羟基反应(一) 醚化（甲基化）反应
常采用的有:甲醚化、三甲硅醚化和三苯甲醚化反应。
•甲基化常用的方法： –Kuhn改良法：在二甲基甲酰胺（DMF）溶液中 用 CH3I 和 Ag2O, 或 (CH3)2SO4 和 BaO/Ba(OH)2 进 行 反应。 –箱守法（Hakomori)：在二甲基亚砜（DMSO） 中用NaH和CH3I进行反应。
第三节 糖和苷的理化性质
O OCH3
O OCH3
OO
3IO4-
OO
CHO OHC
+ HCOOH
OHC OHC
第三节 糖和苷的理化性质
•反应机理：酸性或中性介质
C-OH +H 2 IO 5 —
Baidu NhomakorabeaC-OH
=O C-O OH I= O C-O
C=O C=+O H IO 3+H 2 O
五元环状酯中间体
第三节 糖和苷的理化性质
物现性质三 旋光性： 多数苷类化合物呈左旋，但水解后，由于生成的
糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋。因此，比较 水解前后旋光性的变化，也可以用以检识苷类化合 物的存在。但必须注意，有些低聚糖或多糖的分子 也都有类似的性质，因此一定要在水解产物中肯定 苷元的有无，才能判断苷类的存在。
第三节 糖和苷的理化性质
在弱酸性或中性介质中，顺式1,2-二元醇比 反式的反应快的多。
O
O
OCH 3
OCH 3
甲基--D-甘露糖
甲基--D-半乳糖
O OCH 3
甲基--D-葡萄糖
第三节 糖和苷的理化性质
应用：
常用于糖类和多元醇结构研究。从过碘酸的消 耗量到甲醛或甲酸等的生成量测定，对糖的结 构推测等都有很大的作用。
第四节 苷键的裂解（糖链的降解）
酸催化水解反应(醇解) 乙酰解反应 碱催化水解和β-消除反应 酶催化水解 过碘酸裂解反应
第四节 苷键的裂解（糖链的降解）
1. 酸催化水解反应
O OR H
+ H+ - H+
H+ O OR
H
+ ROH - ROH
O H
O H
O OH H
+ H+ - H+
- H 2O + H2O
•2-去氧糖不成脎。
CHO
C6H5NHNH2
CH=NNHC6H5
C6H5NHNH2
CH=NNHC6H5 C=NNHC6H5
CH2OH
D-葡萄糖
CH2OH
D-葡萄糖苯腙
CH2OH
D-葡萄糖脎
第三节 糖和苷的理化性质
五、硼酸络合反应
糖的邻二羟基与许多试剂可生成络合物， 可用于糖的分离、鉴定和构型推定。
O OH 2 H
第四节 苷键的裂解（糖链的降解）
水解难易影响因素:苷原子的电子云密度 和空间环境
苷原子不同:N-苷 > O-苷 > S-苷 > C-苷（由易到 难） 呋喃糖 > 吡喃糖 (50-100倍) 酮糖>醛糖 吡喃糖苷中C5位的取代基越大越难水解,即:五碳 糖>甲基五碳糖>六碳糖>七碳糖>-COOH取代 去氧糖>羟基糖>氨基糖
酮或醛在脱水剂存在下和多元醇的两个有适当空间 位置的羟基易形成环状缩酮或缩醛
缩酮反应：一般酮类易与顺邻羟基形成五元环状物
缩醛反应：醛类易与1,3-双羟基生成六元环状物
第三节 糖和苷的理化性质
• 糖与丙酮生成的五元环缩酮称为异丙叉衍生物 ，又称丙酮加成物。
O
O +CH3COCH3 H2SO 4
O
O
OO
O
< OR
NH 2
O
OR
<
OH
O OR
第四节 苷键的裂解（糖链的降解）
酚苷>醇苷
CH2OH OO
OH HO
OH
醇甙
OH
<
CH2OH OO
OH HO
OH
酚甙
CH2OH
苷元为小基团： e - > a - 易质子化， 苷元为大基团： a - > e -（稳定性）
第四节 苷键的裂解（糖链的降解）
氮原子位于酰胺或嘧啶位置时,N-苷难于用酸 水解.（p78）
游离的单糖按Fisher式，成苷的糖按Haworth 式估算消耗的过碘酸的克分子数。
第三节 糖和苷的理化性质
二、糠醛的形成反应
单糖在浓酸作用下，脱水，生成具有呋喃 环结构的化合物。多糖先水解成单糖，然后再 脱水生成相同的产物。糖醛酸先脱羧，再形成 糠醛。
O
R
CHO
R = H, 糠醛
R
R = CH3, = CH2OH,
-D-半乳糖
1,2;3,4-二-O-异丙叉- -D-半乳吡喃糖
第三节 糖和苷的理化性质
应用:
保护游离糖的一对或两对羟基。
CH 2-O
CH 2-O CH 2-O O
(C N3H a )2S OO 4HH3COCH 2-O O O
HCl/H2O
O
H3CO
O
O
O
第三节 糖和苷的理化性质
四、羰基反应
•还原糖和一分子苯肼缩合生成糖苯腙，多数糖 苯腙是水溶性的，选择适当的肼可以制得糖腙以 鉴别糖类，也可用于分离和纯化糖。 •糖和过量的苯肼作用，在C1和C2导入两分子 苯肼，生成糖脎。多难溶于水，有好晶型。
第三节 糖和苷的理化性质
Molish反应：浓硫酸和-萘酚
OH
O
O
糠醛与-萘酚缩合物（紫色）
R
常用的层析显色剂：邻苯二甲酸和苯胺
第三节 糖和苷的理化性质
三、羟基反应
糖的羟基反应包括：醚化反应、酰化反应和缩 酮（醛）反应。
羟基的活泼性：
– 半缩醛羟基(C1-OH ）> 伯醇基(C6OH)> C2-OH>其它仲醇基
5-甲 糠 醛 5-羟 甲 糠 醛
第三节 糖和苷的理化性质
应用：检测糖类
原理：糖在浓酸的作用下发生糠醛反应，所生 成的糠醛衍生物和许多芳胺、酚类可缩合生成 有色物质。 试剂： 有机酸:（三氯乙酸、草酸等）或无机酸（硫 酸、磷酸等） 酚或胺类：含有活泼亚甲基并有共轭未饱和 系统的化合物，如：苯酚，萘酚，苯胺。
羟基反应(二)酰化反应
包括：乙酰化和对甲苯磺酰化。 反应条件：在醋酐加醋酸钠，或醋酐中加氯化锌 或在醋酐加吡啶溶液中反应，得到全乙酰化的糖 。将糖作成缩醛（酮）可进行部分乙酰化。 用途：NMR测定，鉴别羟基数目；GC-MS连用， 决定多糖连接点。
第三节 糖和苷的理化性质
羟基反应(三)缩酮和缩醛反应
天然药物化学第二章糖和苷-2
第三节 糖和苷的理化性质
物理性质二 溶解性： 化合物糖苷化以后，由于糖的引入，结构中增 加了亲水性的羟基，因而亲水性增强。 苷类的亲水性与糖基的数目有密切的关系， 用不同极性的溶剂顺次提取药材时，在各提取 部分都有发现苷类化合物的可能。 碳苷与氧苷不同，无论在水中还是在其他溶 剂中溶解度一般都较小。