8. 脑苷类化合物
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• 质谱：
• 质谱是鉴定脑苷类化合物不可缺少的手段。 可通过软电离技术飞行时间质谱(TOF-MS)， 电喷雾质谱(ESI-MS)，快原子轰击质谱 (FAB-MS)来获得这类化合物的分子离子峰， 其中TOF-MS对这类化合物的效果最好。主 要用于脑苷类化合物中鞘氨醇和长链脂肪 酸长度的确定。
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• 3.神经酰胺对皮肤的作用 • 人体皮肤表面存在大量的神经酞胺，它们
对皮肤水分的保存起着重要的作用。为此， 现在化妆品工业对神经酰胺和神经酰胺代 替物的研究产生了很大兴趣。
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三、波谱解析 1. 光谱特征 IR谱： • 脑苷类化合物的红外光谱比较简单，峰形较
特征。这类化合物的红外特征吸收带是: 3400cm-1 (OH和NH), 2920，2840和720cm1(长链烷烃)，1630cm-1(酰胺羰基)， 1460cm-1(CH2 弯曲振动)，1150~1000-1(CO)。
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• 2. 抗HIV和抗肿瘤作用 • Hoarues于1991年发现半乳糖脑苷能与人体
免疫缺陷病毒表面的Pg120特异性结合，这 是人们把脑苷用于药物方面深入研究的一个 重要原因，并且在生物学和化学领域掀起了 研究脑苷的热潮。日本的Kirin Brewery公司 通过合成一系列半乳搪脑苷来研究它们在抗 肿瘤方面的构效关系，发现3位羟基的存在 对脑苷类化合物的生物活性有重要的作用， 最后他们选定KRN7000作为临床试用。
预测，进而经2D-NMR来确定，也可将其进 行甲醇解，进而测定水解产物LCB和FA的 EI-MS从而确定其双键的位置。还有文献报 道用化学反应的方法来确定双键的位置， 例如臭氧化-NaBH4还原的方法，通过分析 这些片断来确定双键的位置。
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• 首先在室温的条件下，将脑苷溶入Ac2OPyrdiine1:1的溶液中，过夜，得其全乙酰
八、脑苷类化合物
Biblioteka Baidu
• 一、简介
• 天然存在的脑苷类化合物(cerebrosides)含 量很低，且目前发现的天然脑苷类化合物还 不足百种。其结构类似，给分离纯化也带来 了很大的困难。但这类化合物一直认为与人 类脑部疾病和生理过程中的信号传导有关， 所以它一直是国际和国内研究的热点领域之 一。
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• 脑苷类化合物的结构很特征，都是由极性 头和亲脂性两条长链组成。基本上都含有 一个糖基，并且糖的种类较固定，大多为 葡萄糖(Glu)、半乳糖(Gal)或氨基糖。糖基 与神经酰胺的1位羟基连接，即构成了脑苷 类化合物。神经酰胺是由长链脂肪酸(Fatty Acid，FA)与鞘氨醇(sphingosine or sphingosinol又称长链碱Long Chain Base， LCB)的氨基经脱水而形成的一类酰胺类化 合物。
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• 2. 解析思路 • ①糖类型的确定 • 脑苷的糖部分，大多为葡萄糖，仅有个别
来自海洋生物的含有半乳糖，或2-位为氨基 的氨基糖。其区别可通过其碳谱的化学位 移来决定，或将脑苷进行酸水解后，将糖 部分与己知各种单糖的对照品色谱比较， 从而确定其糖的类型。
21
• ② 双键位置的确定 • 双键的位置首先可通过生源和13C-NMR来
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• 根据常见单糖脑苷类化合物的苷元部分， 将其分为以下几大类型:
• 1. LCB中含有两个双健：
•2. LCB中含有支链甲基:
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• 3. LCB中只含有一个双键: • 4. LCB的端基为支链甲基:
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• 二、生物活性 • 1. 信号传导 • 脑苷类化合物是动物、植物细胞膜的重要
组成部分，它的一部分存在细胞外面，一 部分存在细胞膜里面，因此决定其与细胞 的跨膜信息传导有关，或可能作为受体而 传递信息。
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• ③ 双键的顺反异构判断 • 双键的顺反异构可由烯氢的偶合常数(顺
式:J=7～12Hz;反式:J=13～18Hz）及烯 • 丙位两个碳的化学位移(反式:δ=32～
33ppm；顺式:δ=27～28ppm)来判定。
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• ④ 含羟基碳的手性确定
• LCB中连有羟基碳的手性中心的确定通常由与 己知化合物的碳谱比较的方法来确定。例如:某 化合物的碳谱中C-1，C-2，C-3，C-4的化学 位移分别为70.5，51.7，75.9，72.4与文献中 (2S，3S，4R)-phytosphingosine的化学位移 值一致，从而确定了其C-2，C-3，C-4的手性。 也可测定水解产物的旋光值或经全合成来确定。 长链脂肪酸的C-2位若被羟基所取代，其手性 中心是通过测水解产物的旋光来确定的，也可 从天然产物的生源来考虑，因现所发现的天然 脑苷在此位的手性都为R型。
• 化物。将乙酰化脑苷(45mg)溶于1ml的 CH2Cl2中，在-78℃温度下，加入到10ml臭 氧饱和的CH2CI2中，一小时后，加入10ml 的甲醇和NaBH440mg，室温反应2小时。 随后加入醋酸水溶液20ml，用CH2Cl2 (3X15m) 萃取水层，浓缩有机层并用 MgSO4干燥，然后用正相硅胶分离所得产 物，将分得的化合物分别测定FAB-MS和 1H-NMR可知碎片的信息，进而可推定双键 的位置。
• 有文献报道将脑苷类化合物水解得到鞘氨 醇和长链脂肪酸，再做ESI-MS可以准确得 知两条链的长度。
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• 也可通过做脑苷类化合物的FAB-MS来得到这 类化合物的分子量，进而由EI-MS中的碎片离 子来推测两条链的长度。其EI-MS规律是存在 两大麦式重排(Maclafftery rearrangement); 而 FAB-MS中可得到脑苷类化合物丢失糖以后的 苷元信息，另外也可以得到这类化合物丢掉 长链脂肪酸后鞘氨醇与糖相连的信息。
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• 从碳谱上看，脑苷类化合物与甘油酯苷的 明显区别是:前者在δ48～55处有与氮相连 碳的信号。两者的共同特征是: δ 173.1 ～ 175.6(羰基碳)， δ129.1 ～ 132.8(双键碳)， 105.4 ～ 106.1(β构型糖的端基碳)， 62.5 ～ 78.9(含氧碳)，27 ～ 28或32 ～ 33(双键相邻CH2上碳)，29.5 ～ 30.0(长链 CH2上碳)，14.3 ～ 14.5(甲基端基碳)。
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• NMR谱：
• 多以吡啶作溶剂，其氢谱和碳谱可从四个 区域来分析（连氮、连氧、双键、长链）。
这类化合物似甘油酯苷，两者从氢谱上 显著的区别是脑苷类化合物在δ8.3～ 8.5ppm处有一活泼氢(N-H)。这两类化合物 的共同特征是:δ5.5～6.0(烯氢或有或无)， δ4.9左右(糖端基氢)，δ3.8 ～ 4.8(糖及苷 元的含氧碳上的氢)， δ1.6 ～ 2.4 (与双键 或含氧碳相连处CH2上的氢)，δ1.25 ～ 1.36(长链CH2上的氢)，0.86(甲基端基上的 氢)。
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• 质谱：
• 质谱是鉴定脑苷类化合物不可缺少的手段。 可通过软电离技术飞行时间质谱(TOF-MS)， 电喷雾质谱(ESI-MS)，快原子轰击质谱 (FAB-MS)来获得这类化合物的分子离子峰， 其中TOF-MS对这类化合物的效果最好。主 要用于脑苷类化合物中鞘氨醇和长链脂肪 酸长度的确定。
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• 3.神经酰胺对皮肤的作用 • 人体皮肤表面存在大量的神经酞胺，它们
对皮肤水分的保存起着重要的作用。为此， 现在化妆品工业对神经酰胺和神经酰胺代 替物的研究产生了很大兴趣。
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三、波谱解析 1. 光谱特征 IR谱： • 脑苷类化合物的红外光谱比较简单，峰形较
特征。这类化合物的红外特征吸收带是: 3400cm-1 (OH和NH), 2920，2840和720cm1(长链烷烃)，1630cm-1(酰胺羰基)， 1460cm-1(CH2 弯曲振动)，1150~1000-1(CO)。
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• 2. 抗HIV和抗肿瘤作用 • Hoarues于1991年发现半乳糖脑苷能与人体
免疫缺陷病毒表面的Pg120特异性结合，这 是人们把脑苷用于药物方面深入研究的一个 重要原因，并且在生物学和化学领域掀起了 研究脑苷的热潮。日本的Kirin Brewery公司 通过合成一系列半乳搪脑苷来研究它们在抗 肿瘤方面的构效关系，发现3位羟基的存在 对脑苷类化合物的生物活性有重要的作用， 最后他们选定KRN7000作为临床试用。
预测，进而经2D-NMR来确定，也可将其进 行甲醇解，进而测定水解产物LCB和FA的 EI-MS从而确定其双键的位置。还有文献报 道用化学反应的方法来确定双键的位置， 例如臭氧化-NaBH4还原的方法，通过分析 这些片断来确定双键的位置。
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• 首先在室温的条件下，将脑苷溶入Ac2OPyrdiine1:1的溶液中，过夜，得其全乙酰
八、脑苷类化合物
Biblioteka Baidu
• 一、简介
• 天然存在的脑苷类化合物(cerebrosides)含 量很低，且目前发现的天然脑苷类化合物还 不足百种。其结构类似，给分离纯化也带来 了很大的困难。但这类化合物一直认为与人 类脑部疾病和生理过程中的信号传导有关， 所以它一直是国际和国内研究的热点领域之 一。
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• 脑苷类化合物的结构很特征，都是由极性 头和亲脂性两条长链组成。基本上都含有 一个糖基，并且糖的种类较固定，大多为 葡萄糖(Glu)、半乳糖(Gal)或氨基糖。糖基 与神经酰胺的1位羟基连接，即构成了脑苷 类化合物。神经酰胺是由长链脂肪酸(Fatty Acid，FA)与鞘氨醇(sphingosine or sphingosinol又称长链碱Long Chain Base， LCB)的氨基经脱水而形成的一类酰胺类化 合物。
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• 2. 解析思路 • ①糖类型的确定 • 脑苷的糖部分，大多为葡萄糖，仅有个别
来自海洋生物的含有半乳糖，或2-位为氨基 的氨基糖。其区别可通过其碳谱的化学位 移来决定，或将脑苷进行酸水解后，将糖 部分与己知各种单糖的对照品色谱比较， 从而确定其糖的类型。
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• ② 双键位置的确定 • 双键的位置首先可通过生源和13C-NMR来
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• 根据常见单糖脑苷类化合物的苷元部分， 将其分为以下几大类型:
• 1. LCB中含有两个双健：
•2. LCB中含有支链甲基:
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• 3. LCB中只含有一个双键: • 4. LCB的端基为支链甲基:
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• 二、生物活性 • 1. 信号传导 • 脑苷类化合物是动物、植物细胞膜的重要
组成部分，它的一部分存在细胞外面，一 部分存在细胞膜里面，因此决定其与细胞 的跨膜信息传导有关，或可能作为受体而 传递信息。
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• ③ 双键的顺反异构判断 • 双键的顺反异构可由烯氢的偶合常数(顺
式:J=7～12Hz;反式:J=13～18Hz）及烯 • 丙位两个碳的化学位移(反式:δ=32～
33ppm；顺式:δ=27～28ppm)来判定。
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• ④ 含羟基碳的手性确定
• LCB中连有羟基碳的手性中心的确定通常由与 己知化合物的碳谱比较的方法来确定。例如:某 化合物的碳谱中C-1，C-2，C-3，C-4的化学 位移分别为70.5，51.7，75.9，72.4与文献中 (2S，3S，4R)-phytosphingosine的化学位移 值一致，从而确定了其C-2，C-3，C-4的手性。 也可测定水解产物的旋光值或经全合成来确定。 长链脂肪酸的C-2位若被羟基所取代，其手性 中心是通过测水解产物的旋光来确定的，也可 从天然产物的生源来考虑，因现所发现的天然 脑苷在此位的手性都为R型。
• 化物。将乙酰化脑苷(45mg)溶于1ml的 CH2Cl2中，在-78℃温度下，加入到10ml臭 氧饱和的CH2CI2中，一小时后，加入10ml 的甲醇和NaBH440mg，室温反应2小时。 随后加入醋酸水溶液20ml，用CH2Cl2 (3X15m) 萃取水层，浓缩有机层并用 MgSO4干燥，然后用正相硅胶分离所得产 物，将分得的化合物分别测定FAB-MS和 1H-NMR可知碎片的信息，进而可推定双键 的位置。
• 有文献报道将脑苷类化合物水解得到鞘氨 醇和长链脂肪酸，再做ESI-MS可以准确得 知两条链的长度。
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• 也可通过做脑苷类化合物的FAB-MS来得到这 类化合物的分子量，进而由EI-MS中的碎片离 子来推测两条链的长度。其EI-MS规律是存在 两大麦式重排(Maclafftery rearrangement); 而 FAB-MS中可得到脑苷类化合物丢失糖以后的 苷元信息，另外也可以得到这类化合物丢掉 长链脂肪酸后鞘氨醇与糖相连的信息。
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• 从碳谱上看，脑苷类化合物与甘油酯苷的 明显区别是:前者在δ48～55处有与氮相连 碳的信号。两者的共同特征是: δ 173.1 ～ 175.6(羰基碳)， δ129.1 ～ 132.8(双键碳)， 105.4 ～ 106.1(β构型糖的端基碳)， 62.5 ～ 78.9(含氧碳)，27 ～ 28或32 ～ 33(双键相邻CH2上碳)，29.5 ～ 30.0(长链 CH2上碳)，14.3 ～ 14.5(甲基端基碳)。
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• NMR谱：
• 多以吡啶作溶剂，其氢谱和碳谱可从四个 区域来分析（连氮、连氧、双键、长链）。
这类化合物似甘油酯苷，两者从氢谱上 显著的区别是脑苷类化合物在δ8.3～ 8.5ppm处有一活泼氢(N-H)。这两类化合物 的共同特征是:δ5.5～6.0(烯氢或有或无)， δ4.9左右(糖端基氢)，δ3.8 ～ 4.8(糖及苷 元的含氧碳上的氢)， δ1.6 ～ 2.4 (与双键 或含氧碳相连处CH2上的氢)，δ1.25 ～ 1.36(长链CH2上的氢)，0.86(甲基端基上的 氢)。