中药化学习题集糖与苷吴立军
第二章糖和苷
一、写出下列糖的Fisher投影式和Haworth投影式（寡糖只写Haworth投影式）
1.β-D-葡萄吡喃糖
2.α-L-鼠李吡喃糖
3.β-D-甘露吡喃糖
4.α-L-阿拉伯呋喃糖
5.β-D-木吡喃糖
6.β-D-核呋喃糖
7.β-D-半乳吡喃糖8.β-D-果呋喃糖
9.α-L-呋吡喃糖10.β-D-葡萄吡喃糖醛酸
11.β-D-半乳吡喃糖醛酸12.新橙皮糖
13.芦丁糖14.蔗糖
15.樱草糖16.麦芽糖
17.槐糖18.海藻糖
19.棉子糖20.槐三糖
投影式如下：
1.β-D-葡萄吡喃糖
2.α-L-鼠李吡喃糖
3.β-D-甘露吡喃糖
4.α-L-阿拉伯呋喃糖
5.β-D-木吡喃糖
6.β-D-核呋喃糖
7.β-D-半乳吡喃糖8.β-D-果呋喃糖
9.α-L-呋吡喃糖10.β-D-葡萄吡喃糖醛酸11.β-D-半乳吡喃糖醛酸12.新橙皮糖13.芦丁糖14.蔗糖
15.樱草糖
16.麦芽糖
17.槐糖18.海藻糖
19.棉子糖
20.槐三糖
二、名词解释
1.1C和C1构象式
2.N和A构象式
3.1C
4和4C
1
构象式4.β构型、α构型
5.D构型、L构型
6.相对构型、绝对构型
7.吡喃型糖、呋喃型糖
8.低聚糖、多糖
9.Molish反应10.还原糖、非还原糖
11.乙酰解反应12.酶解反应
13.β-消除反应14.Smith降解（过碘酸降解）15.苷化位移16.端基碳
17.前手性碳18.Bio-gelP
19.苷化位移中的同五异十其余七
解析：
1、2、3吡喃型糖在溶液或固体状态时，其优势构象是椅式，以C
2、C
3
、C
5
、O四个原子构
成的平面为准，当C
4在面上，C
1
在面下时，称为4C
1
，简称为C1式或N式;当C
4
在面下，C
1
在面上时，称为1C
4
，简称为1C式或A式。
4、α、β表示相对构型，当C
1-OH和C
5
（六元氧环糖-吡喃糖）或C
4
（五元氧环糖-呋喃糖）
上的大取代基为同侧的为β型，为异侧的为α型。
5、D、L表示绝对构型，在Haworth式中，看不对称碳原子C5（吡喃糖）或C4（呋喃糖）上大取代基的方向，向上的为D，向下的为L。
6、相对构型：与包含在同一分子实体的任何其他手性中心相关的任何手性中心的构型。绝对构型：当一个构型式按规定表达一个立体异构体时,若确定的立体异构体的真正构型与构型式所表达的构型相同时，则这种构型式所表示的构型称为绝对构型。
7、呋喃型糖：糖在形成半缩醛或半缩酮时，五元氧环的糖称为呋喃型糖。吡喃型糖：糖在形成半缩醛或半缩酮时，六元氧环的糖称为吡喃型糖。
8、低聚糖：由2-9个单糖通过苷键结合而成的直链或支链聚糖称为低聚糖。多糖：由十个以上单糖通过苷键连接而成的糖称为多糖。
9、Molish反应：糖在浓H
2SO
4
（硫酸）或浓盐酸的作用下脱水形成糠醛及其衍生物与α-
萘酚作用形成紫红色复合物，在糖液和浓H
2SO
4
的液面间形成紫环，因此又称紫环反应。
10、还原糖：具有游离醛基或酮基的糖。
非还原糖：不具有游离醛基或酮基的糖。
11、乙酰解反应：乙酰解所用的试剂是醋酐和酸，反应机制与酸催化水解相似，但进攻的
基团是CH
3
CO+而不是质子，乙酰解反应可以确定糖与糖的连接位置。
12、酶解反应：酶催化水解具有反应条件温和，专属性高，根据所用酶的特点可确定苷键构型，根据获得的次级苷、低聚糖可推测苷元与糖及糖与糖的连接关系，能够获得原苷元。
13、β-消除反应：在一个有机分子里消去两个原子或者基团的反应。根据两个消去基团的相对位置分类，若在同一个碳原子上，称为1,1消除或者α-消除。如果两个消除基团连在两个相邻碳原子上，称为1,2消除或者β-消除。
14、Smith降解：是将高碘酸氧化产物用硼氢化合物(如硼氢化钾或硼氢化钠)还原成稳定的多羟基化合物。然后进行适度的酸水解，用纸层析鉴定水解产物，由水解产物可以推断多糖各组分的连接方式及次序。
15、苷化位移：糖与苷元成苷后，苷元的α-C、β-C和糖的端基碳的化学位移值均发生了改变，这种改变称为苷化位移。
16、端基碳：单糖成环后形成了一个新的手性碳原子（不对称碳原子），该碳原子称为端基碳。
17、前手性碳：在一个对称碳上增加一个取代基后，该碳就变成了手型碳，这样的碳称为前手性碳。
18、Bio-gelP：是聚丙烯酰胺凝胶，丙烯酰胺单体和甲叉双丙烯酰胺交联剂按一定比例混合，在催化剂（如过硫酸铵）作用下聚合而成的交叉网状结构的凝胶，使其产生分子筛效应。凝胶孔径大小可以通过制备时所使用的浓度和交联度控制。常用做层析介质、电泳分离支持材料等。
19、苷化位移中的同五异十其余七：当苷元和端基碳的绝对构型相同时，α-C向低场位移约5个化学位移单位，不同时则位移约10个化学位移单位（当然仅限于两个β-C取代不同的环醇苷），其余的苷则位移约7个化学位移单位。
三、填空题
1.根据苷在生物体内是原生的还是次生的可将苷分为原生苷和次生苷；根据苷中含有的单糖基的个数可将苷分为单糖苷、双糖苷和三糖苷等；根据苷元上与糖连接位置的数目可将苷分为单糖链苷和双糖链苷等；根据苷元化学结构类型可将苷分为黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷、脂素苷和生物碱苷等；根据苷的某些特殊性质或生理活性可将苷分为皂苷和强心苷等；根据苷键原子可将苷分为氧苷、硫苷、氮苷和碳苷等，其中氧苷最多。
2.从生物体内提取苷时，首先应该注意的问题是植物中存在的酶对苷的水解特征。
3.糖和苷类化合物对Molish反应呈阳性反应。
4.苦杏仁酶只能水解β-六碳葡萄糖苷，纤维素酶只能水解β-D-葡萄糖苷，麦芽糖酶只能水解α-D-葡萄糖苷。
5.醇类化合物成苷后，向低场位移的是α-碳，向高场位移的是β-碳。
6.酚类化合物成苷后，向低场位移的是β-碳和端基碳，向高场位移的是α-碳。
7.通常不能根据端基碳上质子的偶合常数确定苷键构型的糖苷是呋喃型糖和吡喃型糖。
8.分离糖类化合物常用的方法有季铵盐沉淀法、分级沉淀、离子交换色谱、纤维素柱色谱、凝胶柱色谱和制备性区域电泳等。
9.多糖类化合物常用的纯度测定方法有超离心法、高压电泳法、凝胶柱色谱法、旋光测定法和其他方法等。
10.糖的醚化反应最常用的是Haworth法、Purdic法、箱守法（Hakomor）。
11.可确定苷键构型的方法有酶解法、Klyne经验公式法、1HNMR谱、13CNMR谱、缓和酸水解和2D-NMR等。
12.可利用糖的糠醛反应呈现的不同颜色区别五碳糖、六碳酮糖、六碳醛糖和糖醛酸等。
13.具有邻二分羟基的化合物可与硼酸、钼酸、酮氨和碱土金属等试剂反应形成络合物。
14.苷键的裂解按裂解的程度可分为全裂解和部分裂解；部分裂解所用的试剂和方法有
8%-10%甲酸、40%-50%乙酸、酶解、乙酰解和甲醇解等；按所用的方法可分为均相水解和双向水解；双相水解可避免苷元长时间受酸碱等的作用，有利于提高苷元的收率和获得原苷元；按所用的催化剂可分为酸催化水解、碱催化水解、乙酰解、酶解和过碘酸裂解等；苷键为缩醛（酮）结构，通常对酸不稳定，对碱稳定。
15.在酸催化水解中，凡有利于苷键原子质子化和中间体形成的一切因素均有利于苷键的水解。
16.过碘酸氧化裂解法是一种反应条件温和、易获得原苷元、并可通过反应产物推测糖的种类、糖与糖的连接方式以及氧环大小的一种苷键裂解方法，该法特别适合于苷元不稳定的苷和碳苷的裂解，但对于苷元上含有邻二醇羟基或易被氧化的基团的苷则不能使用。
17.碳苷用Fecl
3氧化开裂苷键，获得的并不是存在于原苷中的糖，而是其C
1
-C
2
间的开裂产
物。如葡萄糖碳苷用Fecl
3
开裂，获得的糖是阿拉伯糖。
18.糖醛酸苷用普通的方法很难开裂，常需一些特殊的方法如光解法、四乙酸铅分解法、醋酐-吡啶分解法和微生物培养法等。
19.为了获得原生苷，可采用双相水解、加热、热乙醇、酶催化水解、酸水提取法等方法杀灭植物中酶或抑制酶的活性。
20.苷键的酶水解具有反应条件温和，是缓和的水解反应。
四、按苷键原子对苷类化合物分类
123
456
78
910
1112
分类情况如下：
编号1、2、3、4、5、6、7、8为氧苷
编号9为硫苷
编号10为氮苷
编号11、12为碳苷
五、单项选择题
1.大多数β-D-苷键端基碳的化学位移值在（C）。
A.90-95
B.96-100
C.100-105
D.106-110
2.大多数α-D-苷键端基碳的化学位移值在（B）。
A.90-95
B.96-100
C.100-105
D.106-110
3.α-L-苷键端基碳的化学位移值在（C）。
A.90-95
B.96-100
C.100-105
D.106-110
4.大多数β-L-苷键端基碳的化学位移值在（B）。
A.90-95
B.96-100
C.100-105
D.106-110
5.能用碱催化水解的苷是（C）。
A.醇苷
B.碳苷
C.酚苷
D.氮苷
6.不宜用碱催化水解的苷是（C）。
A.酯苷
B.酚苷
C.醇苷
D.与羰基共轭的烯醇苷
7.能通过β-消除反应发生苷键断裂的是（A）。
A.藏红花苦苷
B.水样苷
C.4-羟基香豆素苷
D.秦皮素
8.最难水解的苷是（C）。
A氧苷B.硫苷C.碳苷D.氮苷
9.β-D-葡萄糖苷酶只能水解（C）。
A.α-D-苷键
B.β-D-苷键
C.β-D-葡萄糖苷键
D.所有苷键
10.苷类化合物的定义是（D）。
A.糖与非糖物质形成的化合物称苷
B.糖或糖的衍生物与非糖物质形成的化合物称苷
C.糖与糖形成的化合物称苷
D.糖或糖的衍生物与非糖物质通过糖的半缩醛或半缩酮羟基与苷元脱水形成的物质称苷
11.糖及多羟基化合物与硼酸形成络合物后（A ）。
A.酸度增加
B.水溶性增加
C.脂溶性大大增加
D.稳定性增加
12.天然界存在的苷多数为（C ）。
A.去氧糖苷
B.碳苷
C.β-D 或α-L 苷
D.α-D 或β-L 苷
13.在糖的纸色谱中固定相是（A ）。
A.水
B.酸
C.有机溶剂
D.纤维素
14.分离糖类化合物纸色谱最常用的展开剂是（C ）。
A.CHCl 3-CH 3OH(9:1)
B.C 6H 6-CH 3OH(9:1)
C.正丁醇-醋酸-水（4：1：5上层）
D.乙酸乙酯-乙醇（6：4）
15.酸催化水解时，最易断裂的苷键是（B ）。
A.6-去氧糖
B.2,6-二去氧糖
C.五碳醛糖
D.六碳醛糖
16.对水溶解度小，且难于断裂的苷键是（D）。
A氧苷B.硫苷C.氮苷D.碳苷
17.Molish反应的试剂组成是（C）。
A.氧化铜-氢氧化钠
B.硝酸银-氨水
C.α-萘酚-浓硫酸
D.β-萘酚-浓硫酸
18.用活性炭色谱分离糖类化合物时，所选用的洗脱剂顺序为（D）。
A.先用乙醇洗脱，然后再用水洗脱
B.用甲醇、乙醇等有机溶剂洗脱
C.先用乙醇洗脱，再用其他有机溶剂洗脱
D.先用水洗脱，然后再用不同浓度乙醇洗脱
19.属于非还原型糖的是（A）。
A.蔗糖
B.芦丁糖
C.麦芽糖
D.龙胆二糖
20.糖在水溶液中以（D）形式存在。
A.呋喃型和吡喃型
B.α和β型
C.开链式
D.几种形式均有
21.能确定苷键构型的是（D）。
A.酸解
B.乙酰解
C.碱解
D.酶解
22.大多数β-D和α-L苷端基碳上质子的偶合常数为（C）。
A.1-2Hz
B.3-4Hz
C.6-8Hz
D.9-10Hz
23.碘遇葡萄糖的聚合物可呈色，其颜色与聚合度有关，呈现蓝色的是（D）。
A.聚合度为4-6
B.聚合度为12-18
C.聚合度为20-25
D.聚合度为50以上
24.不属于氧苷的是（D）。
A.秦皮苷
B.吲哚苷
C.野樱苷
D.萝卜苷
25.过碘酸氧化反应能形成甲酸的是（B）。
A.邻二醇
B.邻三醇
C.邻二酮
D.α-酮酸
26.过碘酸氧化反应能形成氨气的是（C）。
A.邻二醇
B.邻三醇
C.α-羟胺
D.α-酮酸
27.能消耗2mol过碘酸的是（A）。
A.葡萄糖苷
B.2-甲氧基葡萄糖苷
C.3-甲氧基葡萄糖苷
D.4-甲氧基葡萄糖苷
28.苷类化合物糖的端基质子的化学位移值在（C）。
29.甲基五碳糖甲基上的质子化学位移值在（A）。
30.糖的甲基碳的化学位移值在（B）。
A.8-15
B.15-20
C.60-63
D.68--85
31.六碳吡喃型醛糖的羟甲基碳的化学位移值在（C）。
A.8-15
B.15-20
C.60-63
D.68--85
32.除端基碳和末尾碳外，糖上其余碳的化学位移值在（D）。
A.8-15
B.15-20
C.60-63
D.68--85
33.在吡喃糖中当端基质子位于横键时，其端基氢的偶合常数在（D）。
A.155-160Hz
B.160-165Hz
C.166-170Hz
D.170-175Hz
34.不能用端基碳上氢的J值判断苷键构型的是（B）。
A.葡萄糖苷键
B.鼠李糖苷
C.核糖苷
D.木糖苷
35.糖的纸色谱最常用的显色剂是（B）。
A.三氯化铝
B.邻苯二甲酸苯胺
C.碘化铋钾
D.醋酸镁乙醇液
反应所生成的产物可以确定糖的结构为吡喃型或呋喃型，若生成产物为36.根据糖与HIO
4
CH3CHOHCHOHCHO，则该糖为（B）。
A.甲基五碳糖吡喃型
B.甲基五碳糖呋喃型
C.五碳糖吡喃型
D.五碳糖呋喃型
37.用0.02-0.05N盐酸水解时，下列苷中最易水解的是（A）。
A.2-去氧糖苷
B.6-去氧糖苷
C.葡萄糖苷
D.葡萄糖醛酸
38.在天然产物中，不同的糖和苷元所形成的苷中，最难水解的苷是（A）。
A.糠醛酸苷
B.氨基糖苷
C.羟基糖苷
D.2，6-二去氧糖
39.可用于苷类化合物鉴别反应的是（C）。
A.Tollen
B.Felling
C.Molish
D.Smith
六、问答题
1.简述糖链结构测定常用的方法和程序。
答：糖链结构测定主要从糖的连接位置的测定和糖链连接顺序的确定。
（1）糖的连接位置的测定
1）.甲基化法：
将被测物全甲基化，水解苷键，用GC定性定量分析，具有游离羟基的部位是糖的连接位点。2）1H-NMR法：
根据乙酰化后的质子化学位移判断糖的连接位点。
3）.13C-NMR法：
通过苷化位移，推断糖的连接位点。
（2）糖链连接顺序的确定
1.）部分水解法：
将糖链水解成较小片段（低聚糖），然后分析片段推断糖链的结构。
2.）质谱法
根据质谱中的裂解规律和裂解碎片推测糖链的连接顺序。
3.）NMR和2D-NMR法。
2.简述苷键裂解的方法、使用范围及优缺点。
苷键的裂解方法有以几种分类方法，按裂解的程度可分为：全裂解和部分裂解；按所用的方法可分为均相水解和双相水解；按照所用催化剂的不同可分为酸催化水解、乙酰解、酶解和过碘酸裂解等。
（1）酸催化水解
苷键为缩醛结构，对酸不稳定，对碱较稳定，已被酸催化水解。反应机制是苷键原子先被质子化，然后苷键断裂形成糖基正离子或半椅式的中间体，该中间体再与水结合形成糖，并释放催化质子。酸水解难易程度规律：有利于苷键原子质子化和中间体形成的因素均有利于水解。
（2）乙酰解反应
乙酰解反应可开裂部分苷键，所得产物为单糖、低聚糖及苷元的酰化物，增加了产物
的脂溶性，有利于提纯、精制和鉴定。反应所用试剂为醋酐和酸（H
2SO
4
、HClO
4
、CF
3
COOH、
ZnCl
2、BF
3
等）反应原理：与酸催化水解相似，进攻基团为CH3CO+。苷键邻位羟基乙酰化或
苷键邻位有环氧基时，强的诱导效应使苷键裂解反应变慢。乙酰解反应易使糖端基发生异构化。
（3）碱催化水解和β-消除反应
通常苷键对碱稳定，不易被碱水解。而酰苷、酚苷、与羰基共轭的烯醇苷、苷键β位有吸电子基团的苷易被碱水解。β-消除反应：苷键β位有吸电子基团可使α位氢活化，有利于OH-的进攻，因此可与苷键发生消除反应而开裂苷键。在1→3或1→4连接的聚糖中，还原端的游离醛（或酮）能使邻位氢活化而与3-O-或4-O-苷键起消除反应。因此能够使聚糖还原端的单糖逐个剥落，对非还原端则无影响。1→3连接聚糖还原端剥落所形成的产物是3-脱氧糖酸，1→4连接聚糖的产物是3-脱氧-2-羟甲基糖酸。由此可推断还原糖的取代方式。
（4）酶催化水解反应
特点：反应条件温和、专属性高、能够获得原苷元等。这种不论分子的大小、结构形状如何，只要存在某种苷键就可用某种酶酶解的酶称为基团特异性酶，也称同工酶。而有些少数酶只能水解某个化合物的某个苷键，专属性非常强。
（5）过碘酸裂解反应（Smith降解法）
特点：反应条件温和、易得到原苷元；可通过产物推测糖的种类、糖与糖的连接方式以及氧环大小。适用范围：苷元不稳定的苷和碳苷（得到连有一个醛基的苷元），不适合苷元上有邻二醇羟基或易被氧化的基团的苷。
3.苷键构型的确定方法有哪些、各有哪些局限性？
（1）酶水解法
水解具有专一性，因而适用面不广，如麦芽糖酶专属水解α-葡萄糖型苷。
（2）Klyne经验公式法
此法来确定苷键的构型，凭的仅是一经验公式，它的基点在于不同单糖的端基C旋光贡献差别大，由此而来的一个公式。
（3）1H-NMR法
利用1H-NMR谱中组成苷的端基质子的偶合常数判断苷键的构型，是目前最常用且较准确的方法。
（4）13C-NMR法
根据糖端基C的化学位移值来判断苷键构型。
（5）2D-NMR法
2D-NOESY谱可以用于糖苷键构型的确定。
4.简述过碘酸氧化的特点。
过碘酸氧化是一个反应条件温和、易得到原苷元、通过反应产物可以推测糖的种类、糖与糖连接方式以及氧环大小的一种苷键裂解方法。该法特别适用于那些苷元不稳定的苷和碳苷的裂解，但对于那些苷元上有邻二醇羟基或易被氧化的基团的苷则不能应用，因为过碘酸在氧化糖的同时它们也将随之被氧化。
5.伯醇苷的苷化位移值是多少？
糖与伯醇成苷后，苷与苷元相比α-C向低场位移5-7个化学位移单位，β-C向高场位移约4个化学位移单位；苷与该糖的甲苷相比，端基碳（C-1）向高场位移1-2个化学位移单位。苷化位移值为105.5
6.环醇苷的苷化位移值是多少？
糖的两个β-C均为仲碳的仲醇成苷后，苷与苷元相比α-C向低场位移5-7个化学位移单位，糖与该糖的甲苷相比，糖的端基碳向高场位移1-4个化学位移单位。其β-C的苷化位移与糖端基碳的构型有关，当糖端基碳的构型为R时，pro-S碳和pro-R碳分别向高场位移约4和2个化学位移单位，当其构型为S时则与之相反。
7.酯苷和酚苷的苷化位移值是多少？
酯苷和酚苷的苷元α-C通常向高场位移，通常遵循苷化位移中的同五异十其余七原则。即当苷元和端基碳的绝对构型相同时，α-C向低场位移约5个化学位移单位，不同时则位移约10个化学位移单位（当然仅限于两个β-C取代不同的环醇苷），其余的苷则位移约7个化学位移单位。
8.简述pro-S和pro-R碳的命名规则。
对于环醇类化合物，在e键上增加一个基团，并将该基团的优先序列定为第三，按R、S命名规则进行命名，当为R构型时则称该碳为pro-R碳，反之则称为pro-S碳。当氢原子在面下时，顺时针转为R，逆时针转为S，当氢原子在面上时则与之相反。
七、判断题
1.苷类化合物和水解苷的酶往往共存于同一生物体内。（√）
2.糖与糖连接的化学键称苷键。（×）
3.多糖也属于还原糖。（×）
4.蔗糖是还原糖。（×）
5.天然界存在的三糖以上的大多数寡糖是非还原糖。（√）
6.Tollen反应和Felling反应对还原糖和非还原糖都呈阳性反应。（×）
7.Molish反应对糖和苷类化合物均呈阳性反应。（√）
8.低聚糖、多糖和苷类化合物用Felling反应无法区别。（√）
9.单糖与苷类化合物可用Tollen反应区别。（√）
10.一些单糖类化合物的显色剂可大体区别出糖的类型。（√）
11.根据端基碳上质子的偶合常数可推断出所有苷键的构型。（×）
12.所有β-D或α-L苷端基碳的化学位移值都在100-160。（×）
13.Smith降解适合于所有苷类化合物苷键的裂解。（×）
14.肠道某些微生物产生的酶可断裂碳苷，并可获得完整的苷元。（√）
15.通过苷化位移可确定所有苷元中与糖相连的碳的绝对构型。（×）
16.如果已知与糖相连的苷元碳的绝对构型，无论属于何种醇苷都可根据苷化位移推断出苷键的构型。（×）
17.淀粉、纤维素均是由葡萄糖通过1→4结合的直链聚合物。（×）
18.天然界糖的优势构象多数是C1式。（√）