#8F NMR Carbohydrate (Saccharide)

(Trang này dự kiến sẽ được viết và hoàn thiện trong Q3-4/2020)

1. Đặc điểm cấu trúc và phân loại các hợp chất Saccharides

Saccharide hay còn có tên gọi tổng quát hơn là carbohydrate (viết tắt là carbs), là các hợp chất hữu cơ có vai trò rất quan trọng trong tự nhiên, là nguyên liệu chính cho các quá trình trao đổi chất, là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể sinh vật, là thành phần chính cấu tạo nên tế bào, ADN, ... Carbs có mặt trong hầu hết các loại thực phẩm nguồn gốc thực vật (rau, hoa quả, hạt, ...). Ngược lại, hầu như chỉ có sữa và các sản phẩm từ sữa là có carbs nguồn gốc động vật.

Về mặt cấu trúc hóa học, công thức tổng quát cuarb Carbs là Cn(H2O)m. Tùy thuộc sự ghép nối, kéo dài các đơn nguyên (block) cơ sở mà có Mono-, Oligo- hay Polysaccharide. Với monosaccharide, tùy theo số nguyên tử C mà phân ra: trioses (3C), tetroses (4C), pentoses (5C) và hexoses (6C). Trong tự nhiên chủ yếu tồn tại pentoses [C(H2O)]5 và hexoses [C(H2O)]6.

2. Đặc điểm phổ NMR Saccharides

• Các dạng phổ NMR chủ yếu và thông tin cấu trúc của mỗi dạng trong nghiên cứu cấu trúc Carbs được tóm tắt như sau:

    - DQF-COSY:

    - TOCSY:

    - HSQC:

    - HMBC:

    - HSQC-TOCSY:

    - ROESY/NOESY:

Giá trị CS điển hình của Carbs

3. Chiến lược ứng dụng NMR cho Carbs

03 bước chính trong chiến lược xác định cấu trúc Carbs bằng phổ NMR là:

Bước 1: Xác định số đơn nguyên monosaccharides

   - Tính số 13C từ phổ 13C; Xác định số nhóm CH2 trong vùng 60-70ppm.

   - Xác định số anomeric H và C (9--110ppm) dựa trên phổ 1H, 13C, DEPTs và HSQC.

   - Xác định liên kết C-H dựa trên phổ HSQC. 

   - Xác định dạng và số lượng Hệ spin dựa trên phổ TOCSY. Dò theo các vị trí anomeric H (có độ phân giải tốt) là một cách hay, còn với các Carbs lớn, phức tạp, dễ có sự chồng chập tín hiệu H, nên dùng phổ HSC-TOCSY.

  

Bước 2: Xác định cấu hình tương đối

Quan trọng là việc gán các nhóm Hydroxyl vào các vị trí dọc trục hay các vị trí quỹ đạo dựa vào phổ COSY hoặc đôi khi là phổ NOESY.  

Bước 3: Xác định các vị trí liên kết Glicosid

Nội dung này thường được thực hiện dựa vào dữ liệu phổ ROESY/NOESY hoặc HSBC.

Lưu ý rằng: (...)

Bước 4: Xác định cấu trúc lập thể tương đối của các nhóm OH dựa trên phổ COSY

...

 4. Một số ví dụ NMR PolySaccharides