甘草酸中糖苷键的立体构型 [精华]

近来要写关于甘草酸的一篇文章，具体一查文献才糊涂了：文献上对3位糖苷键的构型说法不一，有的说是alpha，有的说是beta。还发现一个现象：国外的文献上都是beta构型，但中文文献全是alpha，甚至连药品说明书都这么说。搜索了一下论坛，这是几位战友的帖子，异口同声地认为是alpha。

我感到很奇怪，糖苷键的构型的指正现在应当是很容易的事了，为什么会有这种分歧？再者，甘草酸是很常用的药，这么简单的东西如果连立体构型都搞不清楚，也太不应该了。

leehvidxy，丁香园准中级站友

这个问题问的非常好！老早以前我就对甘草酸结构中的C-1"-O糖苷键构型有疑惑，就目前了解的情况跟大家交流一下。

日本学者的主流观点都是beta型的[YakugakuZasshi，2000，120（10）：849-862]，偶尔看到韩国KimDH报道中说是alpha糖苷键[BiolPharmBull，1997，20（8）：834-837]，其报道的C-1‘13C-NMR为106.95，但后来的文章中则有成甘草酸的C-1"-O糖苷键构型为beta型[BiolPharmBull，1999，22（3）：320-322]，且其C-1‘13C-NMR还是为106.95，该作者以后的文章中均认定为beta构型。可见其[BiolPharmBull，1997，20（8）：834-837]一文有误。

用酶水解甘草酸时，常用的工具酶均为beta-glucuronidase，该酶对糖苷键的识别非常专一[这也是糖苷酶的特性之一]，不同的来源的beta-glucuronidase可以水解甘草酸的一个或两个糖苷键，这也间接证实了糖苷键的构型，但不是直接的证据，说服力不强。下面给一篇俄文翻译的文章，该文用13C-NMR证实了甘草酸中的两个糖苷键都是beta型而非alpha型的。

Khalilov,L.M.,L.A.Baltina,L.V.Spirikhin,E.V.Vasil"eva,R.M.Kondratenko,A.A.PanasenkoandG.A.Tolstikov."Carbon-13NmrSpectraofBIOLOGicallyActiveCompounds.Viii.StereochemistryofaTriterpeneGlycoside,GlycyrrhizicAcid,andItsDerivatives."KhimiyaPrirodnykhSoedinenii,no.4(1989):500-05.

本文给出了甘草酸及其4个衍生物的详细13C-NMR数据，以此为依据，重新修正了糖链上异头中心的构型，并推定C-1‘的构型为beta型。文献中没有应用13C-NMR确定甘草酸的报道。此前我们报道了甘草次酸衍生物的的13-NMR数据。本文给出了甘草酸及其4个酯类衍生物的详细13C-NMR数据，并以此推定糖链的立体构型。

Lythgeo和Trippett采用水解和水解产物酯化物的旋光数据确定了甘草酸糖链的立体化学结构。他们认为糖链中两个葡萄糖醛酸之间的糖苷键为beta构型，糖链与苷元之间的糖苷键为alpha构型。因此按照以前的研究成果，甘草酸的结构为3beta-[O-alpha-D-glucopyranuronosyl-(1→2)-beta-D-glucopyranuronosyloxy]-11-oxo-(18betaH)-olean-12-en-30beta-oicacid。

我们详细考察了甘草酸和它的衍生物的13C-NMR数据，表1给出了它们的化学位移。衍生物的大多数信号与甘草酸的NMR信号一致。甘草酸及其衍生物的13C-NMR信号按照其苷元及其衍生物的13C-NMR信号和文献中相应糖苷的13C-NMR信号指认。甘草酸中三萜苷元部分很容易按照甘草次酸的13C-NMR数据鉴定出来，唯一的例外是与糖基相连C-3位醇碳原子，它在90.74ppm处发生共振。这种情况下，糖基化作用达到12ppm，表明O-C-3键为beta构型，这与甘草酸分子中苷元的立体化学结构一致。

糖基中的两个羧基基团的信号出现在弱场区（172.29ppm）。弱场区的106.01和105.10ppm分别对应于葡萄糖醛酸的C-1"和C-1"碳原子。连接末端葡萄糖醛酸残基的C-2"醇碳原子的信号与其他糖基碳原子相比（72.85-77.35ppm），在低场出现（83.78ppm）。
按照文献的结论，根据D-葡萄糖醛酸衍生物化学位移的增量可以推断C-1"异头中心碳原子的构型。通过比较计算值和实验数据，可以明确地确定C-1"异头中心碳原子的构型为beta型。如果按照alpha构型计算，以4C1构象为立体化学模型，存在1，3-立体二轴作用的贡献，C-3‘和C-5’信号应该在强场出现（计算值分别是72.5ppm和71.9ppm）。若以1C4构象为立体模型，所有的醇碳信号的应该出现抗磁性位移。

在研究cyclosieversiosideH的13C-NMR的糖链结构时，也得到了类似的数据。甘草酸五乙酰三甲酯的信号更为突出，其C-1‘和C-1“信号分别是103.43和100.88ppm，表明糖苷键为beta构型。与五乙酰纤维二糖的13C-NMR对比，也证实了甘草酸五乙酰三甲酯中不存在alpha型异头碳原子。表一给出计算值也说明C-1’异头中心为beta型。甘草酸三甲酯的醇碳碳原子的化学位移与甘草酸十分接近。甲氧羰基的羰基碳原子信号在弱场出现（169.00ppm），甲基信号比较接近（C-7‘：52.99和C-7“：53.18ppm）。

由于氧甲基化作用，全甲基化的甘草酸的醇碳碳原子都在弱场出现，比甘草酸相应的碳原子低10ppm。甘草酸三甲酯的五苯甲酸酯在128-134ppm区出现芳香碳信号。

根据上述甘草酸及其衍生物的13C-NMR数据，甘草酸的结构应该是3beta-[O-beta-D-glucopyranuronosyl-(1-2)-beta-D-glucopyranuronosyloxy]-11-oxo-(18betaH)-olean-12-en-30beta-oicacid。

上述13C-NMR数据通过化合物V的H-NMR进一步印证。H-NMR也证实了甘草酸中的糖苷键为beta构型。

目前的很多资料中对甘草酸的糖苷键的构型还存在模糊的认识，包括一些知名的试剂公司产品目录、检索工具甚至一些国家的药典。这个1955年结构就已经确定的化合物，到了今天应该有个正名。

还有一个例子就是甘利欣，它就是甘草酸18位H异构体，但现在都被叫成了甘草酸二铵，而在检索工具上它也就成了甘草酸的二铵盐，所以导致老外根本就不明白甘草酸的二铵盐为什么会比单铵盐的疗效好。而且在甘利欣的说明书上给的结构式就是3-alpha糖苷键型的，而且也没有说明18位的H原子异构。