1、精選優質文檔-傾情為你奉上第三章 苷類化合物課次：8、9課題：第三章苷類一、目的要求：1說出苷的含義和結構特點、結構分類。2簡述苷類的一般理化性狀。3詳述苷的水解作用及其水解前后結構、性質的變化規律。4簡述苷和苷元的提取原理和提取方法。5詳述氰苷結構、水解產物的結構特點及與藥效、毒性的關系。6了解氰苷、硫苷、吲哚苷類中藥的研究情況。二、內容摘要：1苷的含義、結構和分類。2苷的理化性質：一般形態、溶解性、旋光性、水解性、苷的非特征檢識等。3苷類的一般提取方法。4氰苷、硫苷、吲哚苷的結構、性質和檢識方法。5苦杏仁苷。三、重點：1苷的含義、結構和分類。2苷的水解作用及其水解前后結構、性質的變化規律。

2、3苷類的一般提取方法。四、難點：1苷的水解作用及水解前后物質結構、溶液性質的變化規律。2氰苷、硫苷、吲哚苷的結構性質。五、育人目標：通過典型氰苷苦杏仁苷的結構、性質的學習，進一步認識毒性和藥性的辯證關系及其在中藥炮制和臨床應用中的意義。六、教學內容分析及教法設計：（一）教學過程：組織教學：檢查學生出勤，填寫教學日志，隨機應變，組織好課堂紀律。課程引入：以甜葉菊苷為例，說明苷在植物體中的廣泛存在，再以苦杏仁為例，說明苷的水解與藥物炮制的關系。引出學習苷類的重要性。展示目標：略進行新課：第三章苷類苷類，又稱配糖體。是糖或糖的衍生物如氨基糖、糖醛酸等與另一類非糖物質通過糖的端基碳原子連接而成的化合物

3、。其中非糖部分稱為苷元或配基，其連接的鍵則稱為苷鍵。1單糖苷：由于單糖有及兩種端基異構體。因此形成的苷也有-苷和-苷之分。在天然的苷類中，由D型糖衍生而成的苷；多為-苷（例如-D-葡萄糖苷），而由L型糖衍生的苷，多為-苷（例如-L-鼠李糖苷），但必須注意-D-糖苷與a-L-糖苷的端基碳原子的絕對構型是相同的，例如：-D-葡萄糖苷-L-鼠李糖苷苷中與苷元連接的單糖最常見的有D一葡萄糖，此外，還有D-芹糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、D-核糖、D-雞納糖、L-鼠李糖、D-夫糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-果糖、D-葡萄糖醛酸及D-半乳糖醛酸。（1） 五碳醛糖：L一芹糖、一木糖、L一阿拉伯糖、D一核糖（

4、2） 甲基五碳糖：D一雞納糖、L一鼠李糖 、D一夫糖（3） 六碳醛糖：D一葡萄糖、 D甘露糖 、D乳糖（4） 六碳酮糖：L果糖（5）糖醛酸：D葡萄糖醛酸；L半乳糖醛酸2寡糖苷：與苷元連接的雙糖常見的有龍膽雙糖、麥芽糖、冬綠糖、蠶豆糖、昆布雙糖、槐糖。蕓香糖、新橙皮糖等。叁糖以上苷只在強心苷中介紹，其它比較少見。第一節 結構與分類苷類涉及范圍較廣，苷元的結構類型差別很大，幾乎各種類型的天然成分都可與糖結合成苷，且其性質和生物活性各異，在植物中的分布情況也不同。由于這些原因，一般將苷類按不同的觀點和角度作不同方式的分類。一、按苷元的化學結構分類：根據苷元的結構可分為氰苷、香豆素苷、木脂素苷、蒽酮苷

5、、黃酮苷等。如苦杏仁苷。七葉內酯苷、靛苷等。苦杏仁苷（氰苷）、七葉內酯苷（香豆素苷）、靛苷（吲跺苷）。二、接苷類在植物體戶的存在狀況介紹：原存在于植物體內的苷稱為原生苷，水解后失去一部分糖的稱為次生苷。例如苦杏仁若是原生苷，水解后失去一分子葡萄糖而成的野櫻苷就是次生苷。三、苷鍵原子分類根據苷鍵原子的不同，可分為O-苷、S-苷、N-苷和C-苷，這是最常見的苷類分類方式。其中最常見的是O-苷。1O-苷包括醇苷、酚苷、氰苷、酯苷等。（1）醇苷是通過醉羥基與糖端基羥基脫水而成的苷，如具有致適應原作用的紅景天苷。殺蟲抗菌作用的毛英苷，解痙止痛作用的掉牙美苷苷等都屬于醇苷。醇苷苷元中不少屬于萜類和甾醇類化

6、合物，其中強心苷和皂苷是醇苷中的重要類型。近年來發現的環苷，如從海星（Echinaster mpitus）中分得的海星環苷，是由三個糖單位與甾體 C-3、 C-6位鍵合而成的。（2）酚苷是通過酚羥基而成的苷，如苯酚苷、茶酚苷。蒽醌苷、香豆素苷、黃酮苷。木脂體苷等都屬于酚苷。如天麻（Ga。trndia elata）中的鎮靜有效成分天麻苷。存在于柳樹和楊樹皮中的水楊苷。（3）氰苷主要是指一類-羥基腈的苷，現已發現50多種，分布十分廣泛。其特點是多數為水溶性，不易結晶、容易水解，尤其有酸和酶催化時水解更快。生成的苷元。（4）吲哚苷：豆科（Indigofer）植物屬和寥藍（Polygonutincto

7、riu）中特有的靛苷是一種吲哚苷。其苷元吲哚醇無色，易氧化成暗藍色的靛藍c，靛藍具有反式結構，中藥青黛就是粗制靛藍，民間用以外涂治鰓腺炎，有抗病毒作用。2S-苷：糖端基羥基與苷元上筑基縮合而成的苷稱為硫苷。如蘿卜中的蘿卜苷，煮蘿卜j的特殊氣味與含硫苷元的分解產物有關。芥子苷是存在于十字花科植物中的一類硫苷，具有如下通式并幾乎都以鉀鹽形式獲得。如黑芥子（Brassia nigra）中的黑芥子苷。芥子背經其件存的芥子酶水解，生成的芥子油含有異硫氰酸酯類、葡萄糖和硫酸鹽，具有止痛和消炎作用。3N-苷：糖上端基碳與苷元上氮原子相連的苷稱為N-苷。如生物化學中經常遇到的腺苷和鳥苷等。在中藥巴豆中也存在與

8、腺苷結構相似的N-苷，稱為巴豆苷。4C-苷：是一類糖基不通過O原子，而直接以C原子與苷元的C原子相連的苷類。C-苷在總行生物及黃酮類化合物中最為常見。C-苷常與O-苷共存。它的形成是由苷元酚基所活化的鄰或對位氫與糖的端基羥基脫水縮合而成的。黃酮碳苷糖基一般在A環，局限于6或8位。碳苷類具有溶解度小，難水解的共同特點。如牡荊素、蘆薈苷即是C-苷類。除此之外，分類方法還有：按苷的特殊性質分類，如皂苷。按生理作用分類，如強心苷。按糖的名稱分類，如木糖苷、葡萄糖苷等。按連接單糖基的數目分類，如單糖苷、雙糖苷、叁糖苷等。接連接的糖鏈數目分類。第二節理化性質一、形態和溶解性苷類多是固體，其中糖基少的可結晶

9、，糖基多的如皂苷，則多呈具有吸濕性的無定形粉末。苷類般是無味的，但也有很苦的和有甜味的，例如穿心蓮新苷是苦味的；有甜味的苷極少。苷類的親水性與糖基的數目有密切的關系，其親水性往往隨糖基的增多而增大，大分子苦無如自醇等的單糖苷常可溶于低極性有機溶劑，如果糖基增多，則苷元所占比例相應變小，親水性增加，在水中的溶解度也就增加。因此用不同極性的溶劑順次提取時，在各提取部位都有發現苷的可能。C-苷與O-苷不同，無論在水或其他溶劑中的溶解度一般都較小。二、旋光性多數苷類呈左旋，但水解后，由于生成的糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋，比較水解前后旋光性的變化，也可用以檢識苷類的存在，但必須注意，有些二糖或多糖

10、的分子中也都有類似的苷鍵，因此一定在水解產物中找到苷元，才能確認有無苷類的存在。三、苷健的裂解苷鍵裂解反應是研究多糖和苷類的重要反應。通過苷鍵的裂解反應可使昔鍵切斷，其目的在于了解組成苷類的苷元結構及所連接的糖的種類和組成，決定苷元與糖的連接方式及糖與糖的連接方式。切斷苷鍵有的可用酸、堿催化等化學方法，有的需采用酶和微生物等生物學方法。1酸催化水解：苷鍵具有縮醛結構，易為稀酸催化水解。反應一般在水或稀醇溶液中進行。常用的酸有鹽酸、硫酸、乙酸、甲酸等。水解反應是苷原子先質子化，然后斷健生成陽碳離子或半椅型中間體，在水中溶劑化而成糖，酸催化水解的難易與苷鍵原子的電子云密度及其空間環境有密切的關系，

11、只要有利于苷鍵原子的質子化就有利于水解，因此水解難易的規律可從苷鍵原子、糖、苷元三方面來討論。（1）按苷鍵原子不同，酸水解的易難順序為：N-苷O-苷S-苷C-苷。N易接受質子，最易水解，而C上無未共享電子對，不能質子化，很難水解。（2）呋喃糖較吡喃糖苷易水解，水解速率大50100倍。這是由于五元呋喃環的平面性使各取代基處于重疊位置、形成水解中間體可使張力減少，故有利于水解。所以在多糖中果糖最易水解下來，但當為了水解別的苷鍵而加劇水解條件時，就會破壞果糖。在天然糖苷中，果糖和核糖都是呋喃糖，阿拉伯糖二者都有，葡萄糖、半乳糖、甘露糖一般為吡喃糖。但一般酸水解難于確定是吡喃糖環還是呋喃糖環，這時可用

12、甲醇解（HCI-MeOH），因為生成的呋喃糖甲苷和吡喃糖甲苷的層析行為不同。（3）酮糖較醛糖易水解。因為酮糖大多為呋喃糖結構，而且酮糖端基上接有一個大基團-CH3可以減少分子中的立體障礙，使反應有利于水解的方向。（4）毗噸糖苷中葉哺環的C-5上取代基越大越難水解，因此五碳糖最易水解，其順序為五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖。如果接有-COOH，則最難水解。（5）氨基糖較羥基糖難水解，羥基糖又較去氧糖難水解。尤其是C-2上取代氨基的糖，因為它對質子的競爭性吸引使苷鍵原子質子比困難。當羥基、氨基乙酸化后水解又變得容易了。（6）苷元為小基因者，苷鍵橫鍵的比苷鍵豎鍵的易于水解，因為橫鍵上原子易于質子。苷元

13、為大基團者，苷鍵豎鍵的比橫鍵的易于水解，因為苷的不穩定性促使水解。難水解的苷類在劇烈的條件下，常可使昔元發生脫水，形成脫水苷元，而不能得到真正的苷元，如用二相水解法，即在反應液中加入與水不相混溶的有機溶劑（如苯），這就可使苷元一旦生成，立即溶于水不相混溶的有機溶劑中，以避免苷元與酸長時間接觸，從而得到真正的苷元以供結構測定的需要。2堿催化水解：一般的苷鍵對稀堿是穩定的，不易被堿催化水解，故苷類多數是采用稀酸水解的，很少用堿水解，僅酯苷、酚苷、烯醇苷和p一吸電子基取代的苷等才易為堿所水解，如藏紅花苦苦、靛苷、蜀黍苷等都可為堿所水解。但有時水解后得到的是脫水苷元，例如在藏紅花苦苷的結構中，其苷鍵的

14、鄰位碳原子上有受吸電子基活化的質子，加破后往往起消除反應，而生成雙烯醛。3酶催化水解：由于酸堿催化水解條件總的說來比較劇烈，糖和苷元部分均有可能發生進一步的變化，使產物復雜化，而且無法區別苷鍵的構型。與此相比，酶催化反應具有專屬性高，條件溫和的特點。用酶水解苷鍵可以獲知苷鍵的構型，可以保持苷無結構不變，還可以保留部分苷鍵得到次級苷或低聚糖，以便獲知苷元和糖、糖和糖之間的連接方式。常用的酶有轉化糖酶，水解-果糖苷鍵。麥芽糖酶專使-葡萄糖苷鍵水解。杏仁苷酶是一種-葡萄糖苷水解酶，專屬性較低，水解一般葡萄糖苷和有關六碳醛糖苷。纖維素酶也是葡萄糖背水解酶，穿心蓮（Audngraphis pqnicul

15、ata）中的穿心蓮內酯19-卜D-葡萄糖苷用硫酸水解時將發生去氧和末端雙鍵移位，而用纖維素酶水解可得到苷元。此外蝸牛酶、高峰糖化酶、橙皮苷酶、柑桔苷酶等也常用于苷鍵水解。雖然-葡萄糖苷水解酶類水解氰苷的作用早已發現，但多數酶的確切作用至今尚不清楚，由于純化酶很困難，目前使用的多數仍然為未提純的混合酶。例如杏仁苷酶就是一種混合酶，其中存在的-葡萄糖苷酶水解苦杏仁苷認為是分段進行的。一種-葡萄糖苷酶首先水解端點的葡萄糖；得到野櫻苷，然后第二種酶水解野櫻背得到苯羥乙睛，完整的龍膽雙糖單體在水解中沒有得到。最后苯羥乙睛在酶作用下分解成苯甲醛和氫氰酸。反應式見本章。總的來說水解酶是一些基因特異性的酶，即

16、只需底物分子的一部分構造適合就可起反應。這是一些同工酶，即分子結構、大小、形狀不同而可催化同一類反應的一類酶。pH條件對酶水解反應是十分重要的，例如芥子苦酶是十字花科植物特別是芥菜子中含有的一種特殊的酶，對芥子背起專屬性的水解作用。水解產物隨pH改變而不同。在pH7時酶解生成異硫氰酸酯，在 pH34時酶解生成睛和硫磺。植物體內含有苷也含有水解這種苷的酶，但在未損傷的植物組織中，底物和水解酶是完全分隔開的。例如幼高粱（So呼為un vulgore）中的蜀黍苷分布于表皮細胞的液泡中，而-葡萄糖苷酶集中在葉內細胞，組織粉碎后卜葡萄糖苷酶才發生作用。由于水解酶純化的麻煩，近來有人用微生物的培養法水解苷

17、類。在微生物培養液中加入苷，利用微生物體內的酶催化反應，將苷鍵水解。某些微生物會把苷中的糖元當作碳源消耗掉，只留下苷元。酵母菌即是一例。4氧化開裂法：Smith裂解是常用的氧化開裂法。難水解的C-苷常用此法進行水解，以避免使用劇烈的酸水解，而可得到完整的苷元，這對昔元的結構研究具有重要的意義。此外，從降解得到的多元醇，還可確定苷中糖的類型，例如連有葡萄糖、甘露糖、半乳糖或果糖的苷經降解后，其降解產物中有乙三醇；連有阿拉伯糖、木糖或山梨糖的C-苷，其降解產物中有乙二醇；而連有鼠李糖、夫糖或雞納糖的C-苷，其降解產物中應有1，2-丙二醇。Simth裂解反應分三步：第一步在水或稀醇溶液中，用NaIO

18、。在室溫條件下將糖氧化裂解為二元醛；第二步將二元醛用NaBH4還原為醇，以防醛與醛進一步縮合而使水解困難，第三步調節PH2左右，室溫放置讓其水解。由于這種醇的中間體具有真正的縮醛結構，比苷的環狀縮醛更容易被稀酸所催化水解。有些氧苷，特別在皂苷的結構研究中，為了避免用酸水解時苷元發生脫水或構型的變化，也常采用Smith裂解。例如人參、柴胡、遠志等的皂苷，用此法水解獲得了真正的苷元。雖然Smith裂解對苷元結構容易改變的苷以及C-苷水解研究特別適宜。但此法顯然不適用于苷元上也有1, 2-二醇結構的苷類。四、顯色反應苷類化合物由苷元和糖兩部分組成，苷元的結構多種多樣，故苷類化合物能發生相應的苷元和糖

19、的各種顯色反應。糖是苷類化合物的必需組成部分，故所有的苷類化合物都可以發生糖的顯色反應。其中最重要的是Molish反應。常用的Molish試劑由濃硫酸和-萘酚組成。硫酸兼有水解苷鍵的作用，生成的單糖在濃硫酸的作用下，失去三分子水，生成具有呋喃環結構的醛類化合物。由五碳糖生成的是糠醛，甲基五碳糖生成的是5-甲糠醛，六碳糖生成的是5-羥甲糠醛。這些糠醛衍生物和許多芳胺、酚類可縮合成有色物質。可借此反應來檢識糖和苷類化合物的存在。第三節 提取與分離在植物體內苷類常與能水解苷的酶共存于不同的細胞中，因此在提取苷時，必須設法抑制或破壞酶的活性，一般常用的方法是在中藥中加入一定量的碳酸鈣，或采用甲醇、乙醇

20、或沸水提取，同時在提取過程中還須盡量勿與酸和堿接觸，以免苷類為酸和堿水解，如不加注意，則往往提到的就不是原生苷，而是已水解失去一部分糖的次生苷，甚至是苷元。此外，在提取時還必須明確提取的目的要求，即要求提取的是原生苷、次生苷、還是苷元，然后，根據要求進行提取，因此其提取方法是有差別的。各種苷類分子中，由于苷元結構的不同，所連接糖的數目和種類也不一樣，很難有統一的提取方法，如果用極性不同的溶劑循極性由小到大次序進行提取，則在每一提取部分，都可能有苷的存在。第四節 鑒別與結構測定苷類的結構研究主要包括苷元的結構研究，糖的鑒定、糖鏈的結構測定及苷鍵構型的研究等幾個方面的內容。其中苷元的結構類型較多，可按其所屬類型分別進行研究，其方法見其余各章。下面重點介紹糖的鑒定和糖鏈的結構測定及苷鍵構型的研究等方面的內容。一、糖的鑒定苷類水解所得到的各種單糖和低聚糖的結構大多數是已知的，只要與各種已知糖的標準品對照就可加以鑒定。但由于糖的水溶性很大，不易獲得結晶，有些物理常數無法測定，給印證工作帶來困難。以往用化學方法制成衍生物，再作分離鑒定，手續繁瑣。而各種色譜技術的應用，給糖類的鑒定帶來了極大的方便。（一）紙色譜糖類的紙色譜常用水飽和的有機溶劑展開，其中以正丁醇-乙醇-水和水飽和的苯酚兩種系統應用最為普遍。因為糖類的水溶性很大，Rf值和溶劑的含水量有很