糖和苷类化合物课件.

第三章糖和苷类化合物•分布——植物细胞与组织的重要营养物质和支持物质，广泛分布于植物各部位，根、茎、叶、花、果实、种子等多含葡萄糖、果糖、淀粉和纤维素等。•生物活性香菇多糖——抗肿瘤活性黄芪多糖——增强免疫功能糖的分布和生物活性•分布——尤以高等植物分布最多。分布于植物各个部位，如人参的、根茎、茎、叶、花、种子均含三萜皂苷。•生物活性人参皂苷——免疫促进天麻苷——安神镇静强心苷——强心作用黄酮苷——抗菌、止咳、平喘、扩张冠状动脉血管苷的分布和生物活性香菇多糖注射液——免疫调节剂，用于恶性肿瘤辅助治疗。黄芪多糖注射液（热毒干扰素）提高人体白细胞诱生干扰素的功能。产品开发复方甘草酸苷片：慢性肝病，改善肝功能异常，用于治疗湿疹，皮肤炎、斑秃。白芍总苷胶囊：抗炎免疫调节药，用于类风湿关节炎。黄芩片：消炎解毒。用于上呼吸道感染，细菌性痢疾等。第一节糖的结构和分类•一、糖的结构糖（saccharides）——多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物结构表示方法：Fischer式（直链式）Haworth式（透视式）Reeve式（构象式）Fischer式Haworth式端基C与最远的*C（C5或C4）上的O成环C5旋转120°使环张力最小将投影式向右倾倒90°1、糖的绝对构型---距端基C最远的*C（C5或C4）构型Haworth式：C5（或C4）-取代基：向上——D型，向下——L型2、糖的端基碳原子差向异构体（苷键构型）---C1与C5（或C4）相对构型C1-OH与C5（或C4）-取代基：同侧——β构型，异侧——α构型β-D-糖α-L-糖ROHOHHOHROHOHROROHOHα-D-糖β-D-糖α-L-糖β-L-糖OROHHOROHHOROHHOROHHα-D-糖β-D-糖α-L-糖β-L-糖3、糖的氧环吡喃糖：六元氧环呋喃糖：五元氧环OOD-芹糖D-葡萄糖４、糖的构象呋喃糖：平面信封式吡喃糖：椅式(Ｒeeve式)O41O41１Ｃ４=1C（A式）４Ｃ１=C1（N式）二、糖的分类•根据能否水解和分子量大小分为:单糖(monosaccharides)低聚糖(oligosaccharides):2～9个单糖多糖(polysaccharides):10个以上单糖，一般几百甚至几万个单糖组成。•（一）单糖三碳糖~八碳糖，五碳（戊）糖和六碳（己）糖最常见，衍生物中糖醛酸和糖醇最常见。H,OHHOOOHOH五碳醛糖：D-木糖(D-xyl)甲基五碳糖：L-鼠李糖(L-rhamnose，L-rha)OHHOH,OHOHOCH3D-xylL-rha六碳醛糖：D-葡萄糖(D-glucose，glc)H,OHOOHOHOHHO六碳酮糖：D-果糖（D-fru）OOOOHHH(OH)CH2OH糖醛酸：D-葡萄糖醛酸OHH,OHOOHOHCOOH•（二）低聚糖1、单糖数目：二糖（蔗糖、麦芽糖）、三糖、四糖等例：环糊精——6~8个葡萄糖组成，六聚体：α-环糊精，七聚体：β-环糊精，八聚体：γ-环糊精。环状分子内侧疏水性，增大难溶性药物溶解性，提高稳定性。2、是否含游离醛基或酮基：还原糖:有游离醛基或酮基，如麦芽糖。非还原糖：两个单糖以端基羟基脱水缩合形成，无游离醛基或酮基。如蔗糖。蔗糖麦芽糖（三）多糖1．植物多糖（1）纤维素（cellulose）（2）淀粉（starch）（3）粘液质（mucilage）（4）树胶（gum）2．菌类多糖•猪苓多糖——抗肿瘤转移和调节免疫功能3．动物多糖•肝素——天然抗凝血物质•甲壳素——甲壳类昆虫外壳，浓碱处理得脱乙酰甲壳素。制成透析膜、超滤膜，作药物载体具缓释、持效的优点，还用于人造皮肤、人造血管、手术缝合线等。第二节苷的结构与分类•一、苷的含义糖+非糖物质苷OOHOHOHORO1H23456苷键原子苷元苷键端基碳原子β-D-葡萄糖苷糖的端基碳原子•非糖部分——苷元(genin)•苷键：苷元与糖之间的键，即苷键原子和端基C原子之间的键。•苷键原子：苷元上形成苷键以连接糖的原子，O、N、S、C。苷元+糖→苷糖的构型绝对构型端基碳原子相对构型依C5-R取向依C1-OH与C5-R相对位置D-型（向上）L-型（向下）β-型（同侧）α-型（异侧）多形成Β-D-葡萄糖α–L-鼠李糖二、苷的结构分类1、氧苷：苷元通过氧原子和糖连接，依苷元-OH类型分为：醇苷：红景天苷酚苷：天麻苷、白藜芦醇苷酯苷：山慈菇苷A、B氰苷：苦杏仁苷（一）苷键原子：氧苷、硫苷、氮苷、碳苷OOHOHOHOHOHO红景天苷（醇苷）致适应原CHOHOHOCHglcCH2OHOglc白藜芦醇苷（酚苷）保护心脏、抗血栓、降血脂天麻苷（酚苷）安神镇静OOHOHOHOOHOOHOHOHOCHCN苦杏仁苷（氰苷）OHHOHOOHOOCH2OHROR=H山慈菇苷AR=OH山慈菇苷B（酯苷）先缓慢分解成α-羟基苯乙腈，再分解为苯甲醛（苦杏仁味）、氢氰酸（小剂量抑制呼吸中枢镇咳，大剂量中毒甚至死亡）。2、硫苷：糖半缩醛羟基与苷元巯基缩合，常存在于十字花科植物，如黑（白）芥子苷、萝卜苷。CH2CHCH2CNSOSO3Kglc黑芥子苷CCH2CH2CHCHSCH3NOS3HOOHOHOOOHSH萝卜苷3、氮苷：糖端基碳与苷元氮原子连接。腺苷、鸟苷等，生化中多见。如巴豆苷水解后产生苷元巴豆毒素具大毒。NNNNNH2OOHOHHOCH2腺苷（氮苷）ONNNNNH2OH巴豆苷（氮苷）4、碳苷：糖端基碳直接与苷元碳原子连接。苷元多为黄酮、蒽醌类。水溶性小、难于水解。芦荟苷：致泻（蒽酮碳苷）OOOHOHglcOH牡荆素：抗肿瘤、降压、抗炎及解痉（黄酮碳苷）OOHOHOHOHOOHOHCH2OHH其他分类方法：•苷元类型：黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷•存在状态：原生苷、次生苷•特殊性质：皂苷•生理作用：强心苷•糖种类和名称：木糖苷、葡萄糖苷•单糖基数目：单糖苷、双糖苷•糖链数目：单糖链苷、双糖链苷芦丁七叶苷（黄酮苷）（香豆素苷）大黄素甲醚-8-O-β-D龙胆双糖苷（蒽醌苷）苦杏仁苷野樱苷（原生苷）（次生苷）苦杏仁苷酶第二节苷的理化性质一、性状形态—糖基少：结晶糖基多：无定型粉末，吸湿性。颜色—取决于苷元(共轭系统及助色团)如黄酮苷、蒽醌苷有颜色。气味—无味、苦味；个别甜味（甘草皂苷），刺激性（皂苷）。二、旋光性：变旋作用苷有旋光性且多呈左旋，糖多为右旋。苷苷元+糖多呈右旋多呈左旋混合物多呈右旋应用：检识苷和多糖。苷：①变旋作用。②水解液含非糖（苷元）。三、溶解性水甲（乙）醇苯、乙醚、氯仿石油醚苷（亲水性）++--苷元（亲脂性）-+++（-）苷：①糖部分：糖基数目↑，亲水性↑。②苷元部分：大分子苷元(如甾醇、萜醇等)的单糖苷，极性较小，亲水性↓，溶于低极性溶剂(如氯仿)。③碳苷：溶解度小（水和其它溶剂）。四、苷键的裂解酸水解、酶解、碱水解、氧化开裂法等（一）酸水解反应机理（以葡萄糖苷为例）OOHOHORHOOH+OOHOHORHOOH+HHH+OOHOHHOOHH,OH+ROH苷键原子质子化（水解难易关键）影响苷键原子质子化的因素苷键原子周围电子云密度（电子云密度大，易于接受质子，水解容易）空间环境（周围取代基大，不利于接受质子，水解困难）酸水解规律1．苷键原子:N―苷O―苷S―苷C―苷（易接受质子）（无孤对电子）例：巴豆苷天麻苷黑芥子苷芦荟苷水解规律2．吡喃糖苷C2取代：2-去氧糖苷2-羟基糖苷2-氨基糖苷（无）（竞争性吸引质子）3．吡喃糖苷C5取代：五碳糖苷甲基五碳糖苷六碳糖苷糖醛酸苷（空间位阻小）（大）6．芳香族苷脂肪族苷（苷元供电性）4．呋喃糖苷吡喃糖苷（分子平面性，张力大）5．酮糖苷醛糖苷（多为呋喃糖）（多为吡喃糖）（二）碱水解•苷键的缩醛结构（苷键原子的负电性）——对稀碱（OH-）稳定，很少用碱水解。•酯苷、酚苷、烯醇苷、β–吸电子基取代的苷（苷键原子的正电性）——碱水解。COOROCCOCCOglcglcglcglc吸电子基（三）酶水解条件温和专属性高（水、30～40℃）α–苷酶——α–苷（麦芽糖酶水解α-葡萄糖苷键）β–苷酶——β–苷（苦杏仁苷酶水解β-葡萄糖苷键和其它六碳醛糖β-苷键）获得真正苷元苷键构型（α、β）的判断（四）氧化开裂反应（Smith降解法）步骤---三步：β-D-葡萄糖苷1.过碘酸二元醛2.四氢硼钠二元醇（O-苷）（氧化邻二醇）（还原）（稳定性差）3.稀酸室温多元醇羟基乙醛苷元（温和）难水解的碳苷苷元不稳定的苷（人参皂苷）氧化开裂法—Smith降解法获得真正苷元OOHOHOHOHRIO4IO4-BH4-H+++123CH2OHCHOHCH2OHCHOHCH2OHR-R-CHOHCOOHβ-D-葡萄糖苷（C-苷）带醛基的苷元用途五、显色反应Molish反应：α-萘酚和浓硫酸样品紫红色环结果：含糖或苷，鉴别苷与苷元.注意：C-苷和糖醛酸呈阴性。例：丹皮苷（+）丹皮酚（-）苯胺-邻苯二甲酸反应：105℃棕色斑点糖PC检识显色剂第三节糖和苷的提取分离一、糖的提取——水（碱）提醇沉法药材水（碱水）提取，浓缩水提液高浓度乙醇沉淀（粗多糖）溶液缺点：蛋白质较多•除蛋白质方法•Sevag法——正丁醇-氯仿按1：4混合后与多糖水溶液振摇，放置，使蛋白质变性沉淀。•TCA法：粗多糖提取液，加三氯乙酸溶液，冰箱保存过夜，离心，得上清液。•实例——香菇多糖的提取香菇子实体加蒸馏水90℃-100℃加热回流，提取，用氯仿-正丁醇去蛋白，经水流动透析，用72%乙醇沉淀多糖，得香菇多糖，收得率为3.32%。二、苷的提取提取目的：原生苷or次生苷、苷元?苷与酶共存避免or利用酶解?溶解性差异原生苷:亲水性次生苷、苷元：亲脂性提取原生苷提取次生苷、苷元抑制酶的活性①甲醇、乙醇或沸水提②药材加盐（碳酸钙）拌匀避免酸、碱接触利用酶的活性（水、30～40℃、24～48ｈ）加酸或碱水解、预发酵等有机溶剂提取：醇、乙醚、氯仿提取注意事项系统溶剂法次生苷、苷元的提取三、苷的分离•初步精制溶剂萃取法——乙酸乙酯、正丁醇溶剂沉淀法——水液加丙酮或乙醚大孔树脂法——先水洗无机盐、糖等，不同浓度乙醇洗苷总苷分离：色谱法（为主）硅胶：多用氯仿-甲醇或氯仿-甲醇-水系统洗脱。反相硅胶：Rp-18、Rp-8（极性成分适用）；水-甲醇或水-乙腈为流动相葡聚糖凝胶：SephedexLH-20(有机相适用)不同浓度乙醇洗脱（分子量不同）单体成分白芍——毛莨科植物芍药(paeonialactifloraPall)干燥根。功效——养血、柔肝、敛阴、收汗、缓急止痛等。成分——芍药苷(paeoniflorin)、羟基芍药苷(hydroxy-paeoniflorin)、芍药花苷(paeonin)、芍药内酯苷(albiflorin)、苯甲酰芍药苷(benzoylpaeoniflorin)等，总称白芍总苷(totalglucosidesofpaeonia，TGP)。实例1：白芍总苷的提取分离白芍原植物白芍药材•乙醇提取白芍饮片100g,粉碎成粗颗粒,70%乙醇回流提取两次,第1次加8倍量提取60min,第2次加6倍量提取30min,过滤,合并滤液,回收至无醇味,加水至药液浓度1g生药/ml。•大孔树脂分离2倍AB-8大孔树脂吸附,柱径高比为12∶1,树脂柱上吸附30min后,以3BV蒸馏水洗去糖,收集5BV70%乙醇洗脱液,流速为3BV/h。结果：浸膏中白芍总苷含量达60%以上。方法可靠,成本较低,可进行工业化大生产。•柴胡——伞形科植物柴胡BupleurumchinenseDC.或狭叶柴胡BupleurumscorzonerifoliumWilld.的干燥根。实例2：柴胡总皂苷的提取•功效——和解表里，疏肝，升阳。用于感冒发热，寒热往来，胸胁胀痛，月经不调，子官脱垂，脱肛。用于寒热往来、感冒发热等症。•成分——柴胡皂苷（saikosapoinsa、b、c、d等），甾醇，挥发油（柴胡醇、丁香酚等）等。•柴胡制成的单味或复方注射液，对外感发热有较好的解表退热作用。柴胡总皂苷的提取•柴胡细粉用