第三章糖和苷类化合物
第三章 糖和苷类化合物
第一节糖类化合物 概述 1、糖的含义:糖( saccharides)是多羟基醛或多羟基 酮及其衍生物、聚合物的总称。糖的分子中含有碳、氢 氧三种元素,大多数糖分子中氢和氧的比例是2:1,因此 ,具有Cx(H2O)、的通式,所以,糖又称为碳水化合物 ( carbohydrates),但有的糖分子组成并不符合这个通式 如鼠李糖( rhamnose)为CH12O 2、存在:在自然界中,糖的分布极广,无论是在植物 界还是动物界。糖可分布于植物的各个部位,植物的根 茎、叶、花、果实、种子等大多含有葡萄糖、果糖 ( fructose)、淀粉和纤维素( cellulose)等糖类物质 3、主要生物活性:糖类化合物多具有抗肿瘤活性(香 菇多糖)或具有增强免疫功能(黄芪多糖)
第一节 糖类化合物 一、概 述 1、糖的含义：糖（saccharides）是多羟基醛或多羟基 酮及其衍生物、聚合物的总称。糖的分子中含有碳、氢、 氧三种元素，大多数糖分子中氢和氧的比例是2：1，因此 ，具有Cx（H2O）y的通式，所以，糖又称为碳水化合物 （carbohydrates），但有的糖分子组成并不符合这个通式 ，如鼠李糖（rhamnose）为C6H12O5。 2、存在：在自然界中，糖的分布极广，无论是在植物 界还是动物界。糖可分布于植物的各个部位，植物的根、 茎 、 叶、 花、 果实 、 种子 等大 多含 有葡 萄 糖、 果 糖 (fructose)、淀粉和纤维素(cellulose)等糖类物质。 3、主要生物活性：糖类化合物多具有抗肿瘤活性（香 菇多糖）或具有增强免疫功能（黄芪多糖）
二、糖类的结构与分类 根据其能否水解和分子量的大小可分为: 单糖( monosaccharides):不能再被简单地水解 成更小分子的糖。如葡萄糖、鼠李糖等。 低聚糖( oligosaccharides):由2~9个单糖聚合而 成,也称为寡糖。如蔗糖、麦芽糖等 多糖( polysaccharides):由10个以上的单糖聚合 而成,分子量很大。其性质也大大不同 于单糖和低聚糖。如淀粉、纤维素等
二、糖类的结构与分类 根据其能否水解和分子量的大小可分为： 单糖(monosaccharides) ：不能再被简单地水解 成更小分子的糖。如葡萄糖、鼠李糖等。 低聚糖(oligosaccharides)：由2～9个单糖聚合而 成，也称为寡糖。如蔗糖、麦芽糖等。 多糖(polysaccharides)： 由10个以上的单糖聚合 而成，分子量很大。其性质也大大不同 于单糖和低聚糖。如淀粉、纤维素等
(一)单糖 1、常见的单糖及其衍生物 (1)五碳醛糖:D-木糖( D-xylose,xyl)、L-阿拉伯糖 L-arabinose, ara) (2)甲基五碳糖:L-夫糖(L- fucose,fuc)、D-鸡纳 糖(D- quinovose)、L-鼠李糖(L- rhamnose,rha) D-木糖 L-阿拉伯糖 L-鼠李糖 O OH CH OH )H, OH hoh OH OH OH
（一）单糖 1、常见的单糖及其衍生物 （1）五碳醛糖：D-木糖（D-xylose，xyl）、L-阿拉伯糖 （L-arabinose，ara）。 （2）甲基五碳糖：L-夫糖（L-fucose，fuc）、D-鸡纳 糖（D-quinovose）、L-鼠李糖（L-rhamnose，rha）。 D-木糖 L-阿拉伯糖 L-鼠李糖 H,OH HO O OH OH H,OH HO O OH OH OH HO H,OH OH O CH3
(3)六碳醛糖:D-葡萄糖(D- glucose,gc)、D-甘露 糖(D- manno se,man)、D-半乳糖(D- galactose,gal)。 D-葡萄糖 D-甘露糖 D-半乳糖 OH OH OH 0 OH H, OH OH HO)H, OH OH H, OH OH (4)六碳酮糖:D-果糖( fructose,fu HO (OH)CH2OH OH
（3）六碳醛糖：D-葡萄糖（D-glucose，glc）、D-甘露 糖（D-mannose，man）、D-半乳糖（D-galactose，gal）。 D-葡萄糖 D-甘露糖 D-半乳糖 H,OH O OH OH OH HO HO H,OH HO H,OH HO OH O OH OH OH O OH （4）六碳酮糖：D-果糖（fructose，fru） O O O OH H H (OH)CH2 OH
5)糖醛酸:D-葡萄糖醛酸(D- glucuronic acid)、D- 半乳糖醛酸(D- galacturonic acid)等。 D-葡萄糖醛酸 D-半乳糖醛酸 COOH HO OH H OH OH > H,OH HO OH OH (6)糖醇:单糖的醛或酮基还原成羟基后所得到的多元 醇称糖醇。糖醇在天然界分布也很广,亦多有甜味。如卫 矛醇、D-甘露醇、D-山梨醇。 (7)其他: ①去氧塘:在单糖的2,6位失去氧,就成为2,6- 去氧糖,主要存在于强心苷等成分中 ②氨基糖:单糖的伯或仲羟基被置换为氨基,就成 为氨基糖。天然氨基糖存在于动物和菌类中较多。自然界 亦发现一些有分支碳链的糖,如D芹糖
（5）糖醛酸：D-葡萄糖醛酸（D-glucuronic acid）、D- 半乳糖醛酸（D-galacturonic acid）等。 D-葡萄糖醛酸 D-半乳糖醛酸 HO H,OH H O H,OH O OH OH COOH COOH O OH OH （6）糖醇：单糖的醛或酮基还原成羟基后所得到的多元 醇称糖醇。糖醇在天然界分布也很广，亦多有甜味。如卫 矛醇、D-甘露醇、D-山梨醇。 （7）其他： ①去氧塘：在单糖的2，6位失去氧，就成为2，6-二 去氧糖，主要存在于强心苷等成分中。 ②氨基糖：单糖的伯或仲羟基被置换为氨基，就成 为氨基糖。天然氨基糖存在于动物和菌类中较多。自然界 亦发现一些有分支碳链的糖，如D-芹糖
2、单糖的构型 (1)绝对构型:在哈沃斯( Haworth)式中,只要看六 碳吡喃糖的C5(五碳呋喃糖的C4)上取代基的取向,向上 的为D型,向下的为L型 2)相对构型:端基碳原子的相对构型α或β是指C1羟 基与六碳糖C5(五碳糖C4)取代基的相对关系,当C1羟基 与六碳糖Cs(五碳糖C4)上取代基在环的同一侧为β构型 在环的异侧为α构型(以下糖结构式中的部分羟基未画 出) a-D-糖 B-D-糖 -L-糖 B-L-糖 R R 0 H O OH O OH R R OH H H OH
2、单糖的构型 （1）绝对构型：在哈沃斯（Haworth）式中，只要看六 碳吡喃糖的C5（五碳呋喃糖的C4）上取代基的取向，向上 的为D型，向下的为L型。 （2）相对构型：端基碳原子的相对构型α或β是指C1羟 基与六碳糖C5（五碳糖C4）取代基的相对关系，当C1羟基 与六碳糖C5（五碳糖C4）上取代基在环的同一侧为β构型 ，在环的异侧为α构型（以下糖结构式中的部分羟基未画 出）。 α-D-糖 β-D-糖 α-L-糖 β-L-糖 R O H OH H OH R O H OH R O R O H OH
(二)低聚糖 按组成低聚糖的单糖基数目,低聚糖分为二糖、三糖 四糖等。常见的二糖有蔗糖、龙胆二糖( gentiobiose)、麦 芽糖( maltose)、芸香糖( rutinose)、蚕豆糖 ( viclanose)、槐糖( sophorose)等。 香糖 龙胆二糖 CH3 OH OH H OH HO HO HOHO OH HOH HO HO OH OH 麦芽糖 HO O OH OH H OH HO OH
（二）低聚糖 按组成低聚糖的单糖基数目，低聚糖分为二糖、三糖、 四糖等。常见的二糖有蔗糖、龙胆二糖（gentiobiose）、麦 芽 糖 （ maltose ） 、 芸 香 糖 （ rutinose ） 、 蚕 豆 糖 （vicianose）、槐糖（sophorose）等。 芸香糖 O HO HO O HO HO OH OH O H,OH CH3 OH O HO HO HO OH OH O O H,OH HO O OH HO HO O HO HO OH OH O H,OH 龙胆二糖 麦芽糖
三)多糖 多糖分子量较大,一般由几百个甚至几万个单糖分子组 成,已失去一般单糖的性质,一般无甜味,也无还原性 由一种单糖组成的多糖为均多糖( monosaccharides),由 二种以上单糖组成的为杂多糖( heterosaccharide)。 植物多糖 1)纤维素( cellulose)由3000~5000分子的D-葡萄糖 通过1β→4苷键以反向连接聚合而成的直链葡聚糖,分子结 构直线状,不易被稀酸或碱水解。 纤维素
（三）多糖 多糖分子量较大，一般由几百个甚至几万个单糖分子组 成，已失去一般单糖的性质，一般无甜味，也无还原性。 由一种单糖组成的多糖为均多糖（homosaccharides），由 二种以上单糖组成的为杂多糖（heterosaccharides）。 1．植物多糖 （1）纤维素（cellulose） 由3000～5000分子的D-葡萄糖 通过1→4苷键以反向连接聚合而成的直链葡聚糖，分子结 构直线状，不易被稀酸或碱水解。 O O O O O O O O n 纤维素
(2)淀粉( starch)淀粉是葡萄糖的高聚物,淀粉在制 剂中常用作赋形剂,在工业上常用作生产葡萄糖的原料。 (3)粘液质( mucilage)是植物种子、果实、根、茎和 海藻中存在的一类粘多糖。粘液质可溶于热水,冷后呈胶 冻状。 (4)树胶(gum)树胶是植物在受伤害或毒菌类侵袭后 分泌的物质,干后呈半透明块状物。如中药没药内含64% 树胶,是由D-半乳糖(4份)、L-阿拉伯糖(1份)和4-甲 基-D-葡萄糖醛酸(3份)组成的酸性杂多糖 2.菌类多糖 1)猪苓多糖:能显著提髙荷瘤小鼠巨噬细胞的吞噬能 力,促进抗体形成,是良好的免疫调节剂,具有抗肿瘤转 移和调节机体细胞免疫功能的作用。此外,对慢性肝炎也 有良好的疗效 (2)茯苓多糖:本身无抗肿瘤活性,若切断其所含的 1β-6吡喃葡聚糖支链,成为单纯的邛β-3葡聚糖(称为茯 苓次聚糖 pachymaran)则具有显著的抗肿瘤作用。 (3)灵芝多糖
（2）淀粉（starch） 淀粉是葡萄糖的高聚物，淀粉在制 剂中常用作赋形剂，在工业上常用作生产葡萄糖的原料。 （3）粘液质（mucilage） 是植物种子、果实、根、茎和 海藻中存在的一类粘多糖。粘液质可溶于热水，冷后呈胶 冻状。 （4）树胶（gum） 树胶是植物在受伤害或毒菌类侵袭后 分泌的物质，干后呈半透明块状物。如中药没药内含64％ 树胶，是由D-半乳糖（4份）、L-阿拉伯糖（1份）和4-甲 基-D-葡萄糖醛酸（3份）组成的酸性杂多糖。 2．菌类多糖 （1）猪苓多糖：能显著提高荷瘤小鼠巨噬细胞的吞噬能 力，促进抗体形成，是良好的免疫调节剂，具有抗肿瘤转 移和调节机体细胞免疫功能的作用。此外，对慢性肝炎也 有良好的疗效。 （2）茯苓多糖：本身无抗肿瘤活性，若切断其所含的 1β→6吡喃葡聚糖支链，成为单纯的1β→3葡聚糖（称为茯 苓次聚糖pachymaran）则具有显著的抗肿瘤作用。 （3）灵芝多糖