中药化学重点总结(二)

第三章苷类
【学习要点】
1。掌握糖苷的结构特征、分类及糖苷的糖苷键的定义。
2。掌握糖苷的一般性质、溶解度和光学活性。
3。掌握糖苷键的酸催化水解和酶催化水解。
4。掌握苷类的提取方法及注意事项。
5。掌握中药中苷类的显色反应:
6。熟悉糖苷的碱催化水解和氧化裂解。
7。熟悉糖苷中常见糖的种类、结构及纸层析鉴定。
8。熟悉苦杏仁中主要苷类的化学结构类型、理化性质及鉴别方法。
9。了解糖苷中糖链结构的测定方法。
[重点和难点]
一、糖苷的结构和分类。糖苷，又称苷元，是糖或糖衍生物，如氨基酸、糖醛酸和另一种非糖物质(称为苷元或苷元)通过糖半缩醛或半缩酮羟基和苷元脱水形成的一类化合物。
1。根据苷元的化学结构，苷类可分为黄酮苷类、蒽醌苷类、苯丙素苷类、生物碱苷类、三萜苷类等。
2。苷类根据在生物体内是初生还是次生，可分为初生苷和次生苷
3。糖苷按其键原子可分为氧苷、氮苷、硫苷和碳苷。
二。糖苷的理化性质和提取。糖苷键的断裂
(1)酸催化断裂:酸催化水解常用的试剂是水或稀醇，常用的催化剂有稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸等。反应机理是糖苷键原子先被质子化，然后糖苷键断裂形成糖基阳离子或半椅状中间体，再与水结合形成糖，释放出催化剂质子。
所有有利于糖苷键原子质子化和中间体形成的因素都有利于糖苷键水解。通常糖苷水解的难易程度有以下规律:
①在形成糖苷键的N、O、S、C四个原子中，水解的难易程度为C-糖苷> S-糖苷> O-糖苷> N-糖苷。
②由于p-π共轭，酚苷和烯醇苷的苷元在糖苷键原子质子化时对糖苷键原子有一定的供电作用，因此酚苷和烯醇苷比醇苷更容易水解。
③由于氨基和羟基都能与糖苷键原子竞争质子，特别是2-NH2和2-OH糖，当2位质子化时，末端碳原子的电子云密度降低，不利于糖苷键原子的质子化。因此，氨基糖尤其是2-氨基糖苷类最难水解，其次是2-OH糖苷，然后是6-脱氧糖、2-脱氧糖和2，
④由于五元呋喃环具有平面结构，各取代基在重叠位置拥挤，酸水解时形成的中间体改善了拥挤状态，降低了环的张力，因此呋喃糖苷的水解率比吡喃糖苷高50~100倍。
⑤由于酮糖多为呋喃糖，且末端基团上加了一大基团-CH2OH，进一步增加了呋喃环的拥挤，酮糖比醛糖更容易水解。
⑥吡喃糖苷中，R越大越难水解，因为C5-上的R会对质子攻击糖苷键造成一定的空间位阻。水解的难易程度是糖醛酸>七糖>六糖>甲基五糖>五糖。
⑦当苷元为小基团时，由于横键上的原子容易质子化，所以横键的糖苷键比竖键的糖苷键更容易水解。当配基为大基团时，其空因子占优势，脱去配基有利于中间体的稳定，所以垂直键的糖苷键比水平键更容易水解
(2)酶解:反应条件温和，专一性高。糖苷键的构型可以根据所用酶的特性来确定，苷元和糖和糖可以根据得到的二级苷和寡糖来推测。
转化酶只水解β-糖苷键，麦芽糖酶只水解α-D-糖苷键，纤维素酶只水解β-D-糖苷键，苦杏仁酶只水解β-六碳醛糖苷键。
(3) Smith降解法是一种糖苷键裂解法，反应条件温和，容易获得原酸基，并且可以从反应产物中估计糖的类型、糖与糖的连接方式、氧环的大小。该方法特别适用于糖苷配基不稳定的糖苷和碳糖苷的裂解。
(4)碱催化水解:与羰基共轭的酰基糖苷、酚糖苷和烯醇糖苷可被碱水解。
2。显色反应:莫利什反应可以检测糖和糖苷的存在。反应物是浓硫酸和α-萘酚。
3。苷类的提取及注意事项:用水或乙醇提取。提取天然糖苷时，要注意对酶活性的抑制或破坏。
三。结构鉴定
1糖的种类和比例
一般是糖苷键全部水解，然后用纸层析或薄层层析检测糖的种类，显色后用薄层扫描确定糖之间的分子比。当然，气相色谱或高效液相色谱也可用于单糖的定性和定量分析。
2糖苷键位置
糖苷键位置的测定，大多是将被测物质完全甲基化，然后水解全部糖苷键，用气相色谱法对水解产物进行定性定量分析。通常，带有游离羟基的位点是糖的附着位点。目前常用糖基化位移来测定。末端碳(C1)和苷元的α-C的化学位移都向低场移动，而相邻碳(β-C)向高场轻微移动，偶尔向低场移动。这种糖基化前后化学位移的变化称为糖基化位移。
3糖的连接顺序和位置
早期解决糖链连接顺序的方法主要是部分水解，即稀酸水解、甲醇解、乙酰化、碱水解等。，将糖链水解成更小的片段(各种寡糖)，然后从水解得到的寡糖推导出整个糖链的结构；质谱是解析寡糖及其糖苷中糖键序列的有力工具。了解了糖的组成后，就可以根据质谱中的裂解规律和这种化合物的裂解片段来推断低聚糖及其糖苷中糖链的连接顺序。目前，确定糖链结构最常用的方法是核磁共振和2D核磁共振。
4糖苷键的构型
确定糖苷键构型的方法有核磁共振法、酶解法、分子旋光法(Klyne法)等，其中核磁共振法是目前最常用的方法。
①根据末端矩阵的耦合常数确定糖苷键的构型。
对于大多数吡喃糖，糖苷键为β-D时，偶合常数为6 ~ 8hz；糖苷键为α-D时，耦合常数为2 ~ 4 Hz。然而，甘露糖和鼠李糖不能通过这种方法确定它们的糖苷键构型。
②吡喃糖末端碳的烃偶联常数(1JC1-H1)也可以用来确定糖苷键的构型。当耦合常数约为170 ~ 175 Hz时，为α-D或β-L糖苷键。当耦合常数约为160 ~ 165 Hz时，为β-D或α-L型糖苷键。