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1、药 物 化 学Medicinal Chemistry,南华大学药学系曹轩,1,药 物 化 学Medicinal Chemistry南华大,第 十 二 章维 生 素（ Vitamin ）,2,第 十 二 章2,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,3,第一节 脂溶性维生素（Fat Soluble Vitamin,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、
2、糖不同。 需求量少。 机体内不能自行合成，必须由食物获取。 机体中酶的组成局部，参与机体各种代谢。 人体自己不能合成或合成量很少，必须从食物中摄取。 根据溶解性质分：脂溶性和水溶性维生素。,4,概 述 维生素是维持人类机体正常代谢功能所必需的微,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,5,第一节 脂溶性维生素Fat Soluble Vitamin,主要内容,维生素A醋酸酯维生素D3维生素E醋酸酯,6,主要内容维生素A醋酸酯6,维生素A醋酸酯,Vitamin A Acetage,7
3、,维生素A醋酸酯Vitamin A Acetage7,构造与命名,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,8,构造与命名全-E型-3，7-二甲基-9-2，6，6-三,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好中国药典收载的Vitamin A即为Vitamin A Acetate,9,性状易溶于乙醇、氯仿、乙醚、脂肪和油中，不溶于水9,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
4、品 命名为脂溶性Vitamin AKarrer于1931年从鱼肝油中别离出视黄醇Retinol，并确定了它的构造 维生素中构造式说明得最早的一个化合物,10,发现1913年Mccllum等两组美国学者同时提出在脂溶性食,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%,11,Vitamin A1和Vitamin A2以前Vitamin,12,12,理化性质,1，复原性2, 脱水反响3，鉴别反响,13,理化性质1，复
5、原性13,复原性,紫外线不稳定易被空气氧化 在加热或有金属离子存在时，可促进这种氧化反响在无氧情况下，可耐热至120,14,复原性紫外线不稳定14,储存,Vitamin A应贮存于铝制容器，充氮气密封置阴凉枯燥处保存也常将Vitamin A溶于Vitamin E的油中，参加稳定剂 如对羟基叔丁基茴香醚BHA和叔丁基对苯甲酸BHT等假设长期贮存也可发生异构化，使活性下降,15,储存Vitamin A应贮存于铝制容器，充氮气密封置阴凉枯燥,脱水反响,对酸不稳定，生成脱水Vitamin A 遇Lewis酸或无水氯化氢乙醇液，可发生脱水反响 活性仅为Vitamin A的0.4%,16,脱水反响对酸不稳
6、定，生成脱水Vitamin A16,鉴别,1，与三氯化锑反响，呈现深蓝色2，此外Retinol可发生强黄绿色荧光，可作为Vitamin A定量、定性分析的依据,17,鉴别1，与三氯化锑反响，呈现深蓝色17,药理及作用,1，视觉2，对上皮组织3，其它,18,药理及作用1，视觉18,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,19,药理及作用-视觉Vitamin A在视网膜转变为Retina,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
7、维持其正常功能和构造必需缺乏时上皮组织外表枯燥、变厚、屏障性能降低，出现干眼症、牙周溢脓等,20,药理及作用-对上皮组织Vitamin A具有诱导控制上皮组织,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,21,药理及作用-其它Vitamin A为骨骼生长、维持睾丸和卵巢,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,22,维生素A过多症脂溶性维生素，可储存于皮下脂肪22,维生素D3,Vitamin D3胆骨化醇,23,维生素
8、D3Vitamin D323,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局部这种物质后来被命名为Vitamin D,24,发现1800年就知道儿童佝偻病与日光照射有关24,发现,1930年Askewd等成功别离得到Vitamin D2，确定构造1932年Windaus等别离得到Vitamin D3并确定构造1948年确定立体化学构造1960年全合成成功,25,发现1930年Askewd等成功别离得到Vitamin D2,维生素D的立体构型,26,维生素D的立体构型2
9、6,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缺乏的主要方法之一,27,来源D3主要含于肝、奶、蛋黄中27,7-脱氢胆甾醇在体内的转化,28,7-脱氢胆甾醇在体内的转化28,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,29,作用Vitamin D促进小肠粘膜对钙磷的吸收，促进肾小管对,维生素E醋
10、酸酯,Vitamin E Acetate中国药典称Vitamin E,30,维生素E醋酸酯Vitamin E Acetate30,构造及命名,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,31,构造及命名2，5，7，8-四甲基-2-4，8，12-,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Tocopherol1936 别离出Vitamin E1938年合成成功,32,发现1922年Evans和Bishop发现一种脂溶物质有抗不,简介,Vitamin E是一种生理活性相似、具有生育酚根本构造的天
11、然化合物的统称构造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,33,简介Vitamin E是一种生理活性相似、具有生育酚根本构造,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,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,35,35,理化性质,1，水解性2，氧化性,36,理化性质1，水解性36,水解性,酯类化合物与氢氧化鉀醇溶液共热时，水解得到-Tocophe
12、rol,37,水解性酯类化合物37,氧化性,乙醇溶液与硝酸共热，生成生育红，显橙红色,38,氧化性乙醇溶液与硝酸共热，生成生育红，显橙红色38,氧化性,-Tocopherol易被氧化与三价铁离子作用，那么被氧化成对-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，以此进展鉴别,39,氧化性-Tocopherol易被氧化39,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、空气可被氧化局部氧化产物为-生育醌及-生育酚二聚体,40,氧化性Vitamin E在无氧条件下对热稳定40,构效关系,41,构效关系41,药理作用,Vitamin E
13、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,42,药理作用Vitamin E与动物的生殖功能有关，具有抗不育作,临床应用,临床用于习惯性流产，不孕症及更年期障碍，进展性肌营养不良，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,43,临床应用临床用于习惯性流产，不孕症及更年期障碍，进展性肌营养,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,44,副作用长期过量服用Vitamin E可产生眩晕、视力模糊44,第二节 水溶性维生素,Water Soluble Vitamins,
14、45,第二节 水溶性维生素Water Soluble Vitam,维生素C,抗坏血酸Vitamin C,46,维生素C抗坏血酸46,构造与命名,L+-苏糖型-2，3，4，5，6-五羟基-2-己烯酸-4-内酯,47,构造与命名L+-苏糖型-2，3，4，5，6-五羟基-2-,发现,1932年King 和Wangh别离出纯结晶 mp.190192 具有烯二醇构造，显酸性1933年确定其构造并合成,48,发现1932年King 和Wangh别离出纯结晶48,构造特点,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1/20 D-抗坏血酸和L-+
15、-异抗坏血酸几乎无效,49,构造特点含六个碳原子的多羟基化合物49,立体异构,50,立体异构50,光学活性,Vitamin C 的立体构造与L系的己糖相似，故称L-抗坏血酸,51,光学活性Vitamin C 的立体构造与L系的己糖相似，故称,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,52,天然来源Vitamin C 广泛存在于新鲜水果及绿叶蔬菜中5,理化性质,1，互变异构2，酸性3，水解性4，复原性5，定量测定6，鉴别反响7，去氢抗坏血酸的降解,53,理化性质1，互变异构53,稳定性,本品枯燥固体较稳定但遇光及湿气，色渐变黄故应
16、避光、密闭保存,54,稳定性本品枯燥固体较稳定54,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，能别离出来 3-氧代物极不稳定，易变成烯醇式构造,55,互变异构在水溶液中可发生互变异构55,酸性,有连二烯醇的构造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, 11.6,56,酸性有连二烯醇的构造56,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响，生成C-3烯醇钠盐,57,酸性比较C-2上的羟基酸性较C-3上的羟基弱57,水解性,在浓氢氧化钠
17、溶液中，内酯环被水解生成酮酸钠盐,58,水解性在浓氢氧化钠溶液中，内酯环被水解58,复原性,由于烯醇构造，Vitamin C还易释放出H而呈现强复原性 在水溶液中易被空气中的氧所氧化 生成去氢抗坏血酸,59,复原性由于烯醇构造，Vitamin C还易释放出H而呈现强复,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,60,化学氧化剂能氧化Vitamin C成为去氢抗坏血酸60,去氢坏血酸的复原,在氢碘酸、硫化氢等复原剂的作用下，又可逆转为Vitamin CVitamin C的氧化速度受金属离子的催化 催化作用顺序 Cu2+Cr3
18、+Mn2+Zn2+Fe3+,61,去氢坏血酸的复原在氢碘酸、硫化氢等复原剂的作用下，又可逆转为,去氢坏血酸的作用,二者可以相互转化Vitamin C有氧化型和复原型两种形式二者有同等的生物学活性,62,去氢坏血酸的作用二者可以相互转化62,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,63,含量测定碘量法测含量63,鉴别反响,Vitamin C水溶液中参加硝酸银试液，即产生银的黑色沉淀参加2，6-二氯靛酚试液少许，溶液的颜色由红色变为无色,64,鉴别反响Vitamin C水溶液中参加硝酸银试液，即产生银的,贮存、
19、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响的进展配置注射液时 应使用二氧化碳饱和注射用水 pH控制在5.06.0之间 并参加EDTA和焦亚硫酸钠或半胱氨酸等作为稳定剂,65,贮存、使用时注意本品应密闭避光贮存65,生理作用,Vitamin C为胶原和细胞间质合成所必需 假设摄入缺乏可致坏血病Vitamin C在生物氧化和复原过程中起重要作用,66,生理作用Vitamin C为胶原和细胞间质合成所必需66,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,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,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,68,应用临床用于预防和治疗Vitamin C缺乏症68,
