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第八章 苷类
Glycosides
第八章 苷类
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概述
苷的理化性质
苷的提取分离
苷的结构测定
三、苷的提取分离
一、提取
植物体内，苷类常与水解苷类的酶共存，因此在提取时，必须抑制酶的活性，常用的方法是在中药中加入CaCO3，或用甲醇、乙醇或沸水提取，同时提取过程中要尽量勿与酸或碱接触，以免苷类水解，如不加注意，则往往提到的就不是原生苷。
三、苷的提取分离
在提取时还必明确提取的目的，即要求提取的是原生苷、次生苷，还是苷元，然后根据要求选择不同的其提取方法。
由于苷元的结构和所联接糖有差别，很难有统一的提取方法。用极性不同的溶剂循极性从小到大次序提取，则在每一提取部分都可能有苷的存在。
三、苷的提取分离
二、 分离方法
溶剂处理法
铅盐沉淀法
大孔树脂处理法
柱色谱分离法
四
一
二
三
第八章 苷类
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1
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4
概述
苷的理化性质
苷的提取分离
苷的结构测定
四、苷的结构测定
一、 分子量的测定
近年来广泛应用质谱分析的方法测定分子量和分子式。苷类化合物一般极性较大，无挥发性，遇热气化时易于分解，采用电子轰击质谱(EI-MS)常常不能获得分子离子峰。早期常将苷制成衍生物来测定。
四、苷的结构测定
现多采用化学电离质谱(CI-MS)、场解吸质谱(FD-MS)、快原子轰击质谱(FAB-MS)和电喷雾质谱(ESI-MS)等方法来获得分子离子峰或伪分子离子峰，尤其是ESI-MS及FAB-MS两种质谱法更是目前测定苷类分子量常用的方法。
四、苷的结构测定
二、糖的鉴定 1. 糖的1H-NMR特征:
2D-NMR
信号归属
判断糖
的位置
确定糖
基种类
确定糖
基个数
化学位移规律：端基质子：4.3～6.0 ppm
比较容易辨认
具有以下用途
四、苷的结构测定
NMR技术的发展，使得苷类化合物的结构鉴定比较容易进行。糖和苷类化合物NMR谱解析的难点：
1) 信号分布范围窄； 2) 偶合关系复杂。
四、苷的结构测定
甲基质子： ～1.0 ppm 特点：比较容易辨认
用途： 1. 确定甲基五碳糖的个数
2. 确定甲基五碳糖的种类
四、苷的结构测定
3. 确定甲基五碳糖的位置
4. 2D-NMR谱上甲基五碳糖信号的归属
四、苷的结构测定
其余质子信号：3.2～4.2 ppm; 信号集中，难以解析; 归属往往需借助2D-NMR技术。
偶合常数与二面角有关：
二面角
0或180度 J≈8 Hz
90度
J = 0 Hz
60度
J≈4 Hz
四、苷的结构测定
对于糖质子
当H-2为直立键时，1-位苷键的取向不同，H-1与H-2的二面角不同，偶合常数亦不同：
β-D-型和α-L-型糖的H-1和H-2键为双直立键，φ= 180°，J= 6～8 Hz。
四、苷的结构测定
α-D-型和β-L-型糖的H-1为平伏键，H-2双直立键，φ= 60°，J = 2～4 Hz。
φ= 180°J = 6～8 Hz
φ= 60°J = 2～4 Hz
四、苷的结构测定
例如： β- D-葡萄糖和α-D-葡萄糖的混合物在氢谱上显示两个端基质子信号，不仅化学位移有差别，偶合常数差别也很明显。其中β- D-葡萄糖的端基质子信号为δ4.6，J= 8 Hz。而α- D-葡萄糖的端基质子信号为δ5.2，J= 4 Hz。
四、苷的结构测定
但是当H-2为平伏键的情况下，H-1无论处于平伏键还是直立键，与H-2的二面夹角均约60度，故不能用该法判断苷键构型。
四、苷的结构测定
因此，六碳醛糖中C2构型与葡萄糖不一致的D-甘露糖的苷键，就不能用端基质子的偶合常数来判断其构型。
β-D-甘露糖苷
β-D-mannose
α-D-甘露糖苷
α-D-mannose
四、苷的结构测定
因此，六碳醛糖的优势构象为C1型，其中C2构型与D-葡萄糖相同的D-半乳糖、D-阿洛糖的优势构象中H-2均为直立键，其成α-苷键时，端基质子与H-2的偶合常数均为4 Hz左右；而当其成β-苷键时，端基质子与H-2的偶合常数均为8 Hz左右。
四、苷的结构测定
β- D-葡萄糖苷
β-D-glucose
α-D-半乳糖苷
α-D-galactose
β-D-阿洛糖苷
β-D-allose
四、苷的结构测定
例如：β-D-甘露糖和α-D-甘露糖的混合物在氢谱上虽显示两个端基质子信号，化学位移有差别，但偶合常数差别很不明显。
四、苷的结构测定
同样，甲基五碳糖中的L-鼠李糖的C2构型虽与D-葡萄糖相同，但其优势构象为C1式，H-2为平伏键，其苷键的构型亦不能用该方法判断。
四、苷的结构测定
D-葡萄糖苷
D-glucose
L-鼠李糖苷
L-rhamaose
四、苷的结构测定
对于这类糖的苷，可以利用糖苷的1-H的化学位移不同来区别。另外，用门控偶技术可以得到端基质子和端基碳的偶合常数，即1JC1-H1来区别。如吡喃糖苷的H-1是横键质子(α-苷键)时，该J值为170 Hz，而H-1是竖键质子(β-苷键)时，该J值为160 Hz。
四、苷的结构测定
2. 糖的13C-NMR特征
糖上碳信号可分为几类，大致范围为：
1. CH3 ～18 ppm 甲基五碳糖的C6，一般有几个信号(扣除苷元中的甲基)可表示有几个甲基五碳糖存在。
四、苷的结构测定
2. CH2OH ～62 ppm C5或C6
3. CHOH 70～85 ppm 糖氧环上的C2-C4
4. -O-CH-O- （缩醛） 98～100 ppm 端基C1或C2，在此范围内有几个信号可视为有几种糖存在于糖链的重复单位中。
四、苷的结构测定
C-1
C-2
C-3
C-4
C-6
C-5
β-D-葡萄糖
α-D-葡萄糖
β-D-半乳糖
α-D-半乳糖
96.8
75.2
76.7
70.7
76.7
61.8
93.0
97.4
93.2
72.4
72.9
69.3
73.7
73.8
70.1
70.7
69.7
70.3
72.3
75.9
71.3
62.0
61.8
61.8
四、苷的结构测定
一般来说，碳原子上有α-OH的较带β-OH的，信号较在高场处。如具有C1构象的D-葡萄糖苷的端基碳信号，α-型的为97～101 ppm，而β-型的为103～106 ppm，便此可区别苷键构型。
四、苷的结构测定
三、苷键构型及氧环的确定
糖与苷元之间的苷键及糖与糖之间的苷键属于缩醛键，因而都存在有糖端基碳原子的构型问题。确定苷键构型的方法主要有以下几种。
四、苷的结构测定
(一) 利用酶水解进行测定
如麦芽糖酶一般能水解的为α-苷键，能被苦杏仁苷酶水解的大多为β-苷键。利用酶解法推断苷键构型时需注意并非所有的α-苷键都能被苦杏仁苷酶所水解。
四、苷的结构测定
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(二) 利用NMR谱法测定
利用端基质子的偶合常数
利用α-苷键和β-苷键的端基碳的化学位移差别
利用2D- NMR谱
四、苷的结构测定
四、糖连接位点的确定
多采用甲基化法和Smith裂解法，同时配合1H-NMR数据。
四、苷的结构测定
五、糖连接顺序的确定
1. 质谱法
根据质谱中裂解规律和该化合物的裂解碎片推测低聚糖及苷中糖链的连接顺序，注意低聚糖和苷类中的糖不能是同一类单糖。利用苷的FD-MS谱或FAB-MS谱，有时亦能确定糖与糖之间的连接顺序。
四、苷的结构测定
2、苷化位移
1）苷化位移值和苷元的结构有关，与糖的种类无关。
C1 位移 C2 位移
β-D-葡萄糖 96.7 75.1
甲基-β- D-葡萄糖苷 104.0 +8.3 74.1 -1.0
β- D-半乳糖 97.3 72.9
甲基-β- D-半乳糖 104.5 +8.3 71.7 -0.8
α-L-鼠李吡喃糖 95.1 71.9
甲基- α-L-鼠李糖苷 102.6 +7.5 72.1 -0.2
四、苷的结构测定
2） 苷元若为链状结构，端基碳的苷化位移随着苷元为伯、仲、叔基而递减，但对苷元的α-碳和β-碳的苷化位移影响不大.
四、苷的结构测定
例如：同为葡萄糖的苷，苷元不同，其苷化位移范围(ppm)为:
苷元 端基碳 苷元α碳 苷元β碳
-CH +5.0～+7.5 +6.0～+7.5
-CH2CH2R +5.0～+6.5 +5.0～+6. -3.5～-5.0
-CH(CH2R)2 +3.4～+4.5 +5.0～+8.0 -3.0～-3.5
-C(CH2R)3 -0.5～+0.5 +6.5～+7.5 -2.5～-3.0
四、苷的结构测定
3. 苷元为环醇时的苷化位移规律
若羟基的β-位无烷基取代，则α-碳与端基碳的苷化位移值与开链的仲醇相似。如果羟基的β-位有烷基取代，那么α-碳和端基碳的苷化位移与苷元的α-碳的手性及糖的端基手性都有关系。
四、苷的结构测定
1) 苷元的α-碳的手性及糖的端基手性R或S，即二者相同，则α-碳与端基碳的苷化位移值与β-位无烷基取代的环醇时相同，即与开链的仲醇相似，即5 ppm 左右。
四、苷的结构测定
2) 苷元的α-碳的手性及糖的端基手性不相同，则α-碳与端基碳的苷化位移值比β-位无烷基取代的环醇相应的碳的苷化位移大3.5 ppm 左右，即大约10 ppm。
四、苷的结构测定
3. 同五异十其余七
4. 同小异大：指β-碳
5. 酯苷和酚苷：特殊，α-C向高场位移
4. 2D-NMR法

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