羟基反应

◈ 游离糖在生成异丙叉衍生物过程中， 游离糖在生成异丙叉衍生物过程中， 其氧环的大小可根据需要发生改变。 其氧环的大小可根据需要发生改变。
当糖具有顺邻-OH时 ◆ 当糖具有顺邻-OH时，在生成异丙叉 衍生物过程中吡喃糖结构可保留
O
+
Me
O Me
H2SO4 - H2O
O O O O
O
α-D-半 乳糖
1,2;3,4-二-O-异丙 叉-α-D-半 乳吡喃糖
◆当糖结构中无顺邻-OH时，则在生成异丙 当糖结构中无顺邻-OH时 叉衍生物过程中易转变为呋喃糖结构。 叉衍生物过程中易转变为呋喃糖结构。
O
O
转 变 成呋 喃糖结构 O
硫酸 丙酮
O
O
O O
D-葡萄糖
呋喃糖
1,2;5,6-二-O-异丙 叉-D-葡萄糖
重氮甲烷法（ ④ 重氮甲烷法（CH2N2）
※ 样品 + CH2N2 / Et2O + MeOH → 部分甲基化 该法适合于含-COOH、 CHO的糖类 ※ 该法适合于含-COOH、-CHO的糖类 化合物的部分甲醚化过程。 化合物的部分甲醚化过程。
3、三苯甲醚化
①使用三苯甲氯在吡啶溶液中与糖及其苷进行 反应，可制得三苯甲醚类化合物。 反应，可制得三苯甲醚类化合物。 ② 本法可用于C6或C5伯羟基的保护，其脱除 本法可用于C 伯羟基的保护， 保护基也很方便，只要在HBr的醋酸溶液中室 保护基也很方便，只要在HBr的醋酸溶液中室 HBr 温下放置即可。 温下放置即可。
3、酮类易与顺邻二醇羟基生成五元环状物； 酮类易与顺邻二醇羟基生成五元环状物； 醛类易与1,3-二醇羟基生成六元环状物。 醛类易与1,3-二醇羟基生成六元环状物。 1,3 4、缩酮和缩醛衍生物性质： 缩酮和缩醛衍生物性质： 对碱稳定，对酸不稳定。 对碱稳定，对酸不稳定。 5、缩酮和缩醛反应的作用： 缩酮和缩醛反应的作用： ◈ 作为某些羟基的保护剂 ◈ 推测结构中有无顺邻二醇羟基或 1,31,3-二醇羟基结构
Hakomori法 箱守法） ③ Hakomori法（箱守法）
◈以NaH与CH3I做试剂，二甲基亚砜 （DMSO）做溶剂。 DMSO）做溶剂。 反应机理为： ◈ 反应机理为：
O O
NaH
+
CH3
S S CH3 CH2 CH3
R CH3I R-O-CH3 R-O
O-H
优点：一次反应即可获得全甲醚化产物， ◈ 优点：一次反应即可获得全甲醚化产物， 反应速度大大加快。 反应速度大大加快。 该法甲醚化能力最强，后处理相对简单。 ◈ 该法甲醚化能力最强，后处理相对简单。 箱守法是最常用的甲醚化方法。 箱守法是最常用的甲醚化方法。 缺点： NaH具有较强的还原能力 具有较强的还原能力， ◈ 缺点 ： NaH 具有较强的还原能力 ， 可能 会使某些基团发生还原反应。 会使某些基团发生还原反应。
以碘甲烷做试剂， 做催化剂。 ◈ 以碘甲烷做试剂，Ag2O做催化剂。 Haworth法甲醚化能力强 法甲醚化能力强。 ◈ 比Haworth法甲醚化能力强。 该法只能用于苷， ◈ 该法只能用于苷，不宜用于还原糖的甲醚 化。 Kohn法 改良的Purdic法 改良的Purdic ◈ Kohn法 —改良的Purdic法 所用溶剂为DMF（ 二甲基甲酰胺） 所用溶剂为 DMF（二甲基甲酰胺 ） ， 其 DMF 甲醚化能力有所增强。 甲醚化能力有所增强。
2,62>622,6-二去氧糖 > 2-去氧糖 >6-去氧糖 > 2-羟 2-氨基糖（从易到难） 基糖 > 2-氨基糖（从易到难） 芳香属苷较脂肪属苷易水解 苷较脂肪属苷易水解。 ⑹ 芳香属苷较脂肪属苷易水解。 酚苷（如蒽醌苷） 醇苷（如萜、甾苷等） 酚苷（如蒽醌苷）> 醇苷（如萜、甾苷等） 苷元为小基团——横键的苷键比竖键易水 ⑺ 苷元为小基团 横键的苷键比竖键易水 解，即e > a 苷元为大基团——竖键的苷键比横键易水 竖键的苷键比横键易水 苷元为大基团 解，即a > e
二、乙酰解反应
1．常用试剂：醋酐与酸 常用试剂： 2．反应条件：一般在室温下放置数天即可。 反应条件：一般在室温下放置数天即可。 3．反应机理：与酸催化水解相似 反应机理：
β
OAc O OR OAc
OAc
+ OAc
_ OAc
AcO OAc OAc OAc
OAc OR + H
OAc OAc
OAc
OAc O OAc H,OAc
（三）缩醛化与缩酮化反应
1、概念：酮或醛在脱水剂存在下可与具有适 概念： 当空间位置的多元醇的二个羟基形成环状缩酮 或环状缩醛的过程。 或环状缩醛的过程。 2、常用的脱水剂： 矿酸、无水ZnCl2、 常用的脱水剂： 矿酸、无水ZnCl 无水CuSO 无水CuSO4等 常用的多元醇：邻二醇、 常用的多元醇：邻二醇、1，3-二醇等
OAc
+
AcO OAc
α
OAc O OAc
OAc
+ OAc
_ OAc
OAc
OAc
OAc CH2OAc
OR
OAc
4．反应速率 ⑴.苷键邻位有电负性强的基团或苷键 邻位羟基能乙酰时，苷键裂解反应变慢。 邻位羟基能乙酰时，苷键裂解反应变慢。 ⑵.β-苷键葡萄糖双糖乙酰解速率 .β(1→6) >> (1→4) > (1→3) > (1→2) （从易到难） 从易到难）
朱砂莲素
HO HO
6、酸水解催化反应的应用 强酸条件下，苷水解后得到糖与苷元； ① 强酸条件下，苷水解后得到糖与苷元； 弱酸条件下，苷水解后得到糖与次级苷。 ② 弱酸条件下，苷水解后得到糖与次级苷。 7、用甲醇水解的方法，可以确定糖在苷中 用甲醇水解的方法， 氧环的大小。 氧环的大小。 以甲醇对苷进行水解， ※ 以甲醇对苷进行水解，生成的是糖的甲苷 （非游离的糖！）。而呋喃型糖甲苷与吡喃型糖 非游离的糖！）。而呋喃型糖甲苷与吡喃型糖 ！）。 甲苷的色谱行为不同，可资辨别。 甲苷的色谱行为不同，可资辨别。
例如：制备3 例如：制备3-O-甲基葡萄糖的反应
O O
缩醛对碱稳定 O
NaOH
H
O O
O
MeO O O
缩醛对酸敏感
H
HO O O
(CH3)2SO4
1,2;5,6-二-O-异丙 叉-D-葡萄糖
H2O
HCl
O
MeO
3-O-甲 基葡萄糖
6、丙酮与邻二醇羟基生成的五元环状缩酮 称为异丙叉衍生物，即丙酮加成物。 称为异丙叉衍生物，即丙酮加成物。
第四节 苷键的裂解
一、酸催化水解反应 1、苷键性质：苷键属于半缩醛结构，对碱稳定 苷键性质：苷键属于半缩醛结构， ，易为稀酸催化水解。 易为稀酸催化水解。 2、酸催化水解常用试剂：水或稀醇 酸催化水解常用试剂： 3、酸催化水解常用催化剂：稀盐酸、稀硫酸、 酸催化水解常用催化剂：稀盐酸、稀硫酸、 乙酸与甲酸等。 乙酸与甲酸等。 4、酸催化水解反应机理： 酸催化水解反应机理：
7、糖与苯甲醛生成的六元环状缩醛称为 苯甲叉衍生物。 苯甲叉衍生物。 ① 吡喃糖与与苯甲醛生成的苯甲叉衍生物 有顺式与反式两种构象，其中顺式还有O-内 有顺式与反式两种构象，其中顺式还有O 位和H 内位两种存在方式。 位和H-内位两种存在方式。 两种存在方式
4,6- 苯甲叉4,6-O-苯甲叉-α-D-半乳吡喃糖甲苷
（二）酰化反应（酯化反应） 酰化反应（酯化反应）
1、常用酰化反应：乙酰化与甲苯磺酰化 常用酰化反应： 2、不同羟基反应活性： 不同羟基反应活性： C1-OH > C6-OH 》C3最难 3、磺酸酯水解时常引起羟基的构型发生改变 4、乙酰化反应特点： 乙酰化反应特点： 反应条件：溶剂为醋酐， ◈ 反应条件：溶剂为醋酐， 催化剂多为吡啶、氯化锌等。 催化剂多为吡啶、氯化锌等。
室温下放置即可得到全乙酰化产物。 ◈ 室温下放置即可得到全乙酰化产物。 糖的乙酰化反应没有选择性， ◈ 糖的乙酰化反应没有选择性，但催化剂的 不同对乙酰化产物的端基异构现象有影响。 不同对乙酰化产物的端基异构现象有影响。 5、酰化反应的作用： 酰化反应的作用： 判断糖分子结构上-OH数目、保护-OH等 判断糖分子结构上-OH数目、保护-OH等 数目
O
B III
H
+
O
5、硼酸络合反应对二羟基位置的 空间要求
开链化合物： 碳链上- OH越多百度文库越多， ⑴ 开链化合物 ： 碳链上 - OH 越多 ， 越易造成 有利位置，越利于与硼酸的络合。 有利位置，越利于与硼酸的络合。 ⑵环上的二-OH： 环上的二-OH： 芳环邻位易， 对位次之； ※ 芳环-OH —— 邻位易，间、对位次之； 五元、六元脂环——顺邻二-OH易络合， 顺邻二易络合， ※ 五元、六元脂环 顺邻二 OH易络合 反式邻二-OH不作用。 反式邻二-OH不作用。 不作用
5、乙酰解反应特点： 乙酰解反应特点： 反应条件温和，操作简便； ① 反应条件温和，操作简便； ② 可开裂部分苷键，得到单糖、低聚糖 可开裂部分苷键，得到单糖、 及苷元的酰化物； 及苷元的酰化物； 有时会发生糖的端基异构化。 ③ 有时会发生糖的端基异构化。
三、碱催化水解和β消除反应 碱催化水解和β
(一) 醚化反应
1、含甲醚化、三甲基硅醚化和三苯甲醚化等. 含甲醚化、三甲基硅醚化和三苯甲醚化等. 2、甲醚化常用方法 ① Haworth法 Haworth法 ◈ 以硫酸二甲酯做试剂，在浓NaOH（30%） 以硫酸二甲酯做试剂，在浓NaOH（30%） NaOH 中进行。 中进行。 ◈ 本法不常用
Purdic法 ② Purdic法
苷处于酰胺或嘧啶环结构中， ⑻ 若N-苷处于酰胺或嘧啶环结构中，因N原 子已几乎没有碱性， 子已几乎没有碱性，该N-苷很难水解。 苷很难水解。
O O N O O O LiAlH4 THF O N O O OH O
HO
朱砂莲苷
O O OH N O H [O]
HO O O N O H O
HCl MeOH
三、羟基反应
▓ 概述 1、糖与苷的羟基反应包括：醚化、酯化、 糖与苷的羟基反应包括：醚化、酯化、 缩醛（缩酮）化以及硼酸络合反应等。 缩醛（缩酮）化以及硼酸络合反应等。 2、糖与苷中羟基的活泼顺序为： 糖与苷中羟基的活泼顺序为： 半缩醛羟基 > 伯羟基 >C2-OH 3、环状椅式结构中，e-OH比a-OH活泼。 环状椅式结构中， OH比 OH活泼。 活泼
OH OH
+
H3BO3
O O
OH
H
B
OH
+
+
H2O
（两个羟基地位 不适宜产生中性酯） 不适宜产生中性酯）
O O
B OH I
+
H2O
二个-OH位置适宜 则继续生成2 位置适宜， ②二个-OH位置适宜，则继续生成2：1的 螺环状络合物。 螺环状络合物。
OH H OH -
O O
B II
+
+
OH OH
O O
O
H
+
阳碳离子
+H + H2O
O OH2
+
O OR
+ H+
O OR
- ROH
- H+
O
H,OH
O H
半 椅式
中间体
5、酸水解反应规律： 酸水解反应规律： 不同苷原子，酸水解顺序为： ⑴ 不同苷原子，酸水解顺序为： 从易到难） N > O > S > C （从易到难）
⑵ 呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解 ⑶ 酮糖较醛糖易水解 吡喃糖苷中： ⑷ 吡喃糖苷中： 五碳糖 > 甲基五碳糖 > 六碳糖 > 七碳糖 》糖醛酸（从易到难） 糖醛酸（从易到难） 有氨基取代的糖较-OH糖难水解 OH糖 糖难水解， ⑸ 有氨基取代的糖较-OH糖难水解，-OH糖 又较去氧糖难水解。 又较去氧糖难水解。
C6H5
O
H O O O
C 6H 5 O
H O OMe
OMe
顺式（ 内位） 顺式（O-内位）
顺式（H-内位） 顺式（ 内位）
H C6H5
O O
O O Me
反 式 的 4,6-O-苯 甲 叉 -α -D葡萄吡喃糖甲 苷
（四）硼酸的络合反应
1、硼酸络合反应分二步进行： 硼酸络合反应分二步进行： 生成1 ① 生成1：1的络合物
羟酸（HO- COOH）可络合[ COOH水 ※ α-羟酸（HO-C-COOH）可络合[-COOH水 化成后再络合] 化成-C(OH)3后再络合]； 羟酸无作用。 ※ β-羟酸无作用。 6、糖及其苷类化合物与硼酸发生络合反应的 难易程度（从易到难） 难易程度（从易到难） 六碳醛糖> 呋喃糖苷 > 五碳醛糖 > 六碳醛糖> 吡喃糖苷 7、硼酸络合反应的应用 酸碱中和滴定； 通过离子交换、电泳、 ① 酸碱中和滴定；②通过离子交换、电泳、硅 胶等色谱方法进行分离与鉴定。 胶等色谱方法进行分离与鉴定。
1、一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷 一般苷键对稀碱是稳定的， 如酯苷、酚苷、烯醇苷、 如酯苷、酚苷、烯醇苷、β-吸电子基取代的苷 则易为碱所水解。 则易为碱所水解。 2、反应机理