1、1,药 物 化 学 Medicinal Chemistry,南华大学药学系曹轩,2,第 十 二 章 维 生 素 （ Vitamin ）,3,第一节 脂溶性维生素（Fat Soluble Vitamins）,第二节 水溶性维生素（Water Soluble Vitamins）,本章内容,4,概 述,维生素是维持人类机体正常代谢功能所必需的微量营养物质，主要作用于机体的能量转移和代谢调节。有机化合物，与微量元素Fe、Mn、Zn、Cu不同。不供给能量，与蛋白质、脂肪、糖不同。需求量少。机体内不能自行合成，必须由食物获取。机体中酶的组成部分，参与机体各种代谢。人体自己不能合成或合成量很少，必须从食物中
2、摄取。 根据溶解性质分：脂溶性和水溶性维生素。,5,第一节 脂溶性维生素（Fat Soluble Vitamins）,维生素A Vitamin A 维生素 D3 Vitamin D3 维生素E Vitamin E,6,主要内容,维生素A醋酸酯 维生素D3 维生素E醋酸酯,7,维生素A醋酸酯,Vitamin A Acetage,8,结构与命名,（全-E型）-3，7-二甲基-9-（2，6，6-三甲基-1-环己-1-烯基）-2，4，6，8-壬四烯-1-醇醋酸酯,9,性状,易溶于乙醇、氯仿、乙醚、脂肪和油中，不溶于水 本品为脂类化合物 Vitamin A Acetate的化学稳定性比Vitamin A
3、好 中国药典收载的Vitamin A即为Vitamin A Acetate,10,发现,1913年Mccllum等两组美国学者同时提出在脂溶性食物如鱼肝油、蛋黄和黄油中，存在一种营养必需品命名为脂溶性Vitamin A Karrer于1931年从鱼肝油中分离出视黄醇（Retinol），并确定了它的结构维生素中结构式阐明得最早的一个化合物,11,Vitamin A1和Vitamin A2,以前Vitamin A即指Retinol，现命名为维生素A1主要存在于哺乳动物和海水鱼中 3-脱氢Retinol，称为维生素A2主要存在于淡水鱼中生物活性为Retinol的3040%,12,13,理化性质,1，
4、还原性 2, 脱水反应 3，鉴别反应,14,还原性,紫外线不稳定 易被空气氧化在加热或有金属离子存在时，可促进这种氧化反应 在无氧情况下，可耐热至120,15,储存,Vitamin A应贮存于铝制容器，充氮气密封置阴凉干燥处保存 也常将Vitamin A溶于Vitamin E的油中， 加入稳定剂如对羟基叔丁基茴香醚（BHA）和叔丁基对苯甲酸（BHT）等 若长期贮存也可发生异构化，使活性下降,16,脱水反应,对酸不稳定，生成脱水Vitamin A遇Lewis酸或无水氯化氢乙醇液，可发生脱水反应活性仅为Vitamin A的0.4%,17,鉴别,1，与三氯化锑反应，呈现深蓝色 2，此外Retinol
5、可发生强黄绿色荧光，可作为Vitamin A定量、定性分析的依据,18,药理及作用,1，视觉 2，对上皮组织 3，其它,19,药理及作用-视觉,Vitamin A在视网膜转变为Retinal，后者与视蛋白结合成视紫红质，以维持弱光中人视觉 Vitamin A缺乏时，视紫红质合成受阻，出现夜盲症,20,药理及作用-对上皮组织,Vitamin A具有诱导控制上皮组织的分化和生长的作用，为维持其正常功能和结构必需 缺乏时上皮组织表面干燥、变厚、屏障性能降低，出现干眼症、牙周溢脓等,21,药理及作用-其它,Vitamin A为骨骼生长、维持睾丸和卵巢的功能、胚胎的发育所必需 此外还具有抗氧化作用,22
6、,维生素A过多症,脂溶性维生素，可储存于皮下脂肪 长期过量使用，可造成Vitamin A过多症表现为疲劳、烦躁、精神抑制、呕吐、低热、高血钙、骨和关节痛等,23,维生素D3,Vitamin D3 胆骨化醇,24,发现,1800年就知道儿童佝偻病与日光照射有关 1922年，Mccollum发现在热鱼肝油中通入氧气仍有抗佝偻病作用，并进一步发现了在鱼肝油中存在对热稳定的而不能被皂化的甾体部分 这种物质后来被命名为Vitamin D,25,发现,1930年Askewd等成功分离得到Vitamin D2，确定结构 1932年Windaus等分离得到Vitamin D3并确定结构 1948年确定立体化学
7、结构 1960年全合成成功,26,维生素D的立体构型,27,来源,D3主要含于肝、奶、蛋黄中以鱼肝油含量最丰富 人体内可由胆甾醇转变成7-脱氢胆甾醇，并储存于皮下，在日光或紫外线的照射下，后者B环裂开可转变为D3，故称7-脱氢胆固醇为D3原多晒太阳是预防Vitamin D缺乏的主要方法之一,28,7-脱氢胆甾醇在体内的转化,29,作用,Vitamin D促进小肠粘膜对钙磷的吸收，促进肾小管对钙磷的吸收，促进骨代谢，维持血钙、血磷的平衡 临床上常用Vitamin D防治佝偻病、骨软化症及老年性骨质疏松症等,30,维生素E醋酸酯,Vitamin E Acetate 中国药典称Vitamin E,3
8、1,结构及命名,（）2，5，7，8-四甲基-2-（4，8，12-三甲基十三烷基） -6- 苯并二氢吡喃醇醋酸酯,32,发现,1922年Evans和Bishop发现一种脂溶物质有抗不育作用 故将Vitamin E又名为生育酚（Tocopherol） 1936 分离出Vitamin E 1938年合成成功,33,简介,Vitamin E是一种生理活性相似、具有生育酚基本结构的天然化合物的统称 结构为生育酚和生育三烯酚两类在苯并二氢吡喃衍生物的2位有一个16碳的侧链侧链饱和的即为生育酚侧链上有三个双键的为生育三烯酚,34,简介,由于苯并二氢吡喃环上甲基的数目和位置的不同，生育酚和生育三烯酚又各有四个
9、同类物即、 大多存在于植物中以麦胚油、花生油、玉米油中含量最为丰富 常以-生育酚代表Vitamin E,35,36,理化性质,1，水解性 2，氧化性,37,水解性,酯类化合物 与氢氧化鉀醇溶液共热时，水解得到-Tocopherol,38,氧化性,乙醇溶液与硝酸共热，生成生育红，显橙红色,39,氧化性,-Tocopherol易被氧化 与三价铁离子作用，则被氧化成对-生育醌和亚铁离子，后者与2，2-联吡啶作用生成血红色的络离子，以此进行鉴别,40,氧化性,Vitamin E在无氧条件下对热稳定加热至200也不被破坏 但对氧十分敏感遇光、空气可被氧化 部分氧化产物为-生育醌及-生育酚二聚体,41,构
10、效关系,42,药理作用,Vitamin E与动物的生殖功能有关，具有抗不育作用 Vitamin E的氧化作用、对生物膜的保护与稳定作用及调控作用 综合为抗衰老作用,43,临床应用,临床用于习惯性流产，不孕症及更年期障碍，进行性肌营养不良，间歇性跛行及动脉粥样硬化等的防治 此外，可用于延缓衰老,44,副作用,长期过量服用Vitamin E可产生眩晕、视力模糊 并可导致血小板聚集及血栓形成,45,第二节 水溶性维生素,Water Soluble Vitamins,46,维生素C,抗坏血酸 Vitamin C,47,结构与命名,L（+）-苏糖型-2，3，4，5，6-五羟基-2-己烯酸-4-内酯,48
11、,发现,1932年King 和Wangh分离出纯结晶mp.190192具有烯二醇结构，显酸性 1933年确定其结构并合成,49,结构特点,含六个碳原子的多羟基化合物 两个手性碳，22 个光学异构体 L-（+）抗坏血酸的活性最高D-（-）-异抗坏血酸的活性仅为1/20D-（-）-抗坏血酸和L-（+）-异抗坏血酸几乎无效,50,立体异构,51,光学活性,Vitamin C 的立体结构与L系的己糖相似，故称L-抗坏血酸,52,天然来源,Vitamin C 广泛存在于新鲜水果及绿叶蔬菜中番茄、橘子、鲜枣、山楂、刺梨及辣椒等含量丰富,53,理化性质,1，互变异构 2，酸性 3，水解性 4，还原性 5，定
12、量测定 6，鉴别反应 7，去氢抗坏血酸的降解,54,稳定性,本品干燥固体较稳定 但遇光及湿气，色渐变黄 故应避光、密闭保存,55,互变异构,在水溶液中可发生互变异构 主要以烯醇式存在两种酮式异构体中，2-氧代物较3-氧代物稳定，能分离出来3-氧代物极不稳定，易变成烯醇式结构,56,酸性,有连二烯醇的结构 由于两个烯醇羟基极易游离，释放出H+ 水溶液显酸性 pKa = 4.2, 11.6,57,酸性比较,C-2上的羟基酸性较C-3上的羟基弱可与C-1的羰基形成分子内氢键 C-3上的羟基可与碳酸氢钠或稀氢氧化钠溶液反应，生成C-3烯醇钠盐,58,水解性,在浓氢氧化钠溶液中，内酯环被水解 生成酮酸钠
13、盐,59,还原性,由于烯醇结构，Vitamin C还易释放出H而呈现强还原性在水溶液中易被空气中的氧所氧化生成去氢抗坏血酸,60,化学氧化剂,能氧化Vitamin C成为去氢抗坏血酸硝酸银、氯化铁、碱性酒石酸铜、碘、碘酸盐及2，6-二氯靛酚,61,去氢坏血酸的还原,在氢碘酸、硫化氢等还原剂的作用下，又可逆转为Vitamin C Vitamin C的氧化速度受金属离子的催化催化作用顺序Cu2+Cr3+Mn2+Zn2+Fe3+,62,去氢坏血酸的作用,二者可以相互转化 Vitamin C有氧化型和还原型两种形式 二者有同等的生物学活性,63,含量测定,碘量法测含量本品在酸性条件下即可被碘氧化以新沸
14、放冷的蒸馏水溶解在醋酸的环境下，以淀粉为指示剂用碘液滴定终点为蓝色,64,鉴别反应,Vitamin C水溶液中加入硝酸银试液，即产生银的黑色沉淀 加入2，6-二氯靛酚试液少许，溶液的颜色由红色变为无色,65,贮存、使用时注意,本品应密闭避光贮存空气、光线、热和金属离子都可加速反应的进行 配置注射液时应使用二氧化碳饱和注射用水pH控制在5.06.0之间并加入EDTA和焦亚硫酸钠或半胱氨酸等作为稳定剂,66,生理作用,Vitamin C为胶原和细胞间质合成所必需若摄入不足可致坏血病 Vitamin C在生物氧化和还原过程中起重要作用,67,生理作用,参与氨基酸代谢、神经递质的合成、胶原蛋白和组织细胞间质的合成。 可降低毛细血管通透性，降低血脂，增加机体抵御疾病的能力 并具有一定解毒功能和抗组织胺作用,68,应用,临床用于预防和治疗Vitamin C缺乏症 也用于尿的酸化、高铁血红蛋白症和许多其它疾患 用作制药和食品工业的抗氧剂和添加剂,
