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2016年執業藥師考試《中藥化學》複習筆記(第三章)

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2016年執業藥師考試《中藥化學》複習筆記(第三章)

  第三章 糖和苷

  第一節 糖的分類

單糖是多羥基醛或酮,是組成糖類及其衍生物的基本多元。習慣上將單糖Fischer投影式中距羰基最遠的不對稱碳原子的構型定為整個糖分子的絕對構型,其羥基向右的為D-型,向左的為L-型。

根據成環的C原子多少,可分為五碳糖(呋喃糖)、六碳糖(吡喃糖)。單糖成環後新形成的一個不對稱碳原子成為端基碳,生成的一對差向異構體有αβ兩種構型。

常見的單糖有:五碳醛糖(如D-核糖、D-木糖、L-阿拉伯糖)、六碳醛糖(如D-葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖)、甲基五碳醛糖(如D-雞納糖、L-鼠李糖、D-夫糖)、六碳酮糖(如D-果糖)、糖醛酸(D-葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸)等。

由2~9分子個單糖通過苷鍵結合而成的直鏈或支鏈聚糖稱為低聚糖,或寡糖。常見的二糖有:龍膽二糖、麥芽糖、冬綠糖、蠶豆糖、昆布二糖、槐糖、芸香糖、新橙皮糖等。龍膽二糖、麥芽糖、芸香糖和新橙皮糖需要了解其結構。

由10個以上單糖通過苷鍵連線而成的糖稱為多聚糖,或多糖。分兩類:一類是動植物的支援組織,該類成分不溶於水,分子呈直鏈型,如纖維素;一類是動植物的貯存養料,可溶於熱水成膠體溶液,多數分子呈支鏈型,如澱粉。其中,澱粉由直鏈的糖澱粉和支鏈的膠澱粉組成。糖澱粉遇碘顯藍色,膠澱粉遇碘顯紫紅色。

 第二節 苷的分類

苷類又稱配糖體,是糖或糖的衍生物如氨基糖、糖醛酸、去氧糖等與另一非湯武之通過糖的端基碳原子連線而成的化合物。其中糖部分稱為苷元或配基,其連線的鍵叫苷鍵

  一、按苷元的化學結構分類

可分為:氰苷、香豆素苷、木脂素苷、黃酮苷、蒽醌苷、吲哚苷等。

  二、按苷類在植物體內的存在狀況分類

存在於植物體內的苷稱為原生苷,水解後失去一部分糖的稱為次生苷。苦杏仁苷是原生苷,水解後失去一分子葡萄糖而成的野櫻苷就是次生苷。

 三、按苷鍵原子分類

1.O-苷 (最常見的一類苷)

(1)醇苷:通過醇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,殺蟲抗菌作用的毛莨苷,解痙止痛作用的獐芽菜苦苷等都屬於醇苷。

(2)酚苷:通過酚羥基而成的苷,如苯酚苷、萘酚苷、蒽醌苷、香豆素苷、黃酮苷、木脂素苷等。如天麻苷。

(3)氰苷:主要是指α-羥腈的苷。此類苷多數為水溶性,易水解,生成的苷元α-羥腈很不穩定,立即分解為醛(酮)和氫氰酸。在鹼性條件下苷元容易發生異構化。如苦杏仁苷。

(4)酯苷:以其苷元的羧基和糖的端基碳相連線而成,酯苷的苷鍵既有縮醛性質又有脂的性質,易為稀酸和稀鹼所水解。如山慈菇苷A。

(5)吲哚苷

2.S-苷 蘿蔔苷和芥子苷。芥子苷經芥子酶水解,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。

3.N-苷 巴豆苷。

4.C-苷 是一類不通過O原子,而直接以C原子與苷元的C原子相連的苷類。牡荊素、蘆薈苷。

  四、其他分類方法

1.按苷的特殊性質分類,如皁苷;

2.按生理作用分類,如強心苷;

3.按糖的名稱分類,如木糖苷、葡萄糖苷;

4.按連線單糖基的數目分類,如單糖苷、雙糖苷、叄糖苷;

5.按連線的糖鏈數目分類,如單糖鏈苷、雙糖鏈苷等。

  第三節 化學性質

  一、糖的化學性質

 1.氧化反應

單糖分子中有醛(酮)基、伯醇基、仲醇基和鄰二醇基結構單元。

(1)Fehling反應:在鹼性試劑下,Ag+及Cu2+可將醛基氧化成羧基,分別生成金屬銀及磚紅色的氧化亞銅。。

(2)溴水:氧化糖的醛基生成糖酸。溴水只氧化醛糖不氧化酮糖。

(3)過碘酸氧化反應

在糖苷類和多元醇的結構研究中,過碘酸氧化反應是一個常用的反應。該反應的特點是:①不僅能氧化鄰二醇,而且對於α-氨基醇、α-羥基醛(酮)、α-羥基酸、鄰二酮、酮酸和某些活性次甲基也也可氧化,只是對於α-羥基醛(酮)反應慢,對酮酸反應非常慢。②在中性和弱酸性條件下,對順式鄰二醇羥基的氧化速度比反式快得多,,如對於α-D-甘露醇吡喃糖甲苷的反應速度大大快於β-D-葡萄吡喃糖甲苷;但在弱鹼性條件下順式和反式鄰二醇羥基的反應速度相差不大。。③對固定在環的異邊並無扭曲餘地的鄰二醇羥基不反應,如過碘酸不與1,6-β-D-葡萄呋喃糖酐反應。④對開裂鄰二醇羥基的反應幾乎是定量進行的,生成的HIO>3可以滴定,最終的降解產物(如甲醛、甲酸等)也比較穩定。⑤反應在水溶液中進行。通過測定HIO3的.消耗量以及最終的降解產物,可以推測出糖的種類、糖的氧環大小(吡喃糖或呋喃糖)、糖與糖的連線位置、分子中鄰二醇羥基的數目以及碳的構型等。

  2.羥基反應

(1)醚化反應:醚化最常用的糖及苷的醚化反應有甲醚化、三甲基矽醚化和三苯甲醚化等。。常用的甲醚化方法有Haworth法、Purdic法、Kuhn法>、、Hakomorii法(箱守法)等等。

(2)醯化反應:醯化反應最常用的糖及苷的醯化反應是乙醯化和甲苯磺醯化。如對甲苯磺醯化反應,乙醯化反應所用試劑多為醋酐。。

(3)縮醛和縮酮化反應:酮或醛在脫水劑作用下易與具有適當空間的1,3-二醇羥基或鄰二醇羥基生成環狀的縮醛或縮酮。

(4)硼酸絡合反應:許多具有鄰二羥基的化合物可與硼酸、鉬酸、銅氨、鹼金屬等試劑反應生成絡合物,使它們的理化性質發生較大改變,據此可用於糖、苷等化合物的分離、鑑定以及構型的確定。

與硼酸的絡合反應對羥基位置的要求比較嚴格,只有處在同一平面上的羥基才能形成穩定的絡合物。