第1页：第十一章维生素
第十一章维生素
第2页：概述
概述
第3页：定义
定义
- 维持人类机体正常代谢机能所必需的微量营养物质
- 人体内不能合成或合成量很少，必需由食物中供给
- 主要作用于机体的能量转移和代谢调节
第4页：历史
历史
第5页：历史经验时代
历史经验时代
- 中国早在公元前2600年就有关于脚气病的记载，后又用谷皮煎汤防治脚气病
- 还有以肝治疗夜盲症、柑橘汁治疗航海员的坏血病
第6页：历史化学研究
历史化学研究
- 1912年Funk证明治疗脚气病的化学物质为胺类，并将此化合物称为Vitamine–有些维生素并不是胺类–1920年Drummond将它改为Vitamin
- 在20年代中期已经分离和提纯了大量的维生素，阐明其化学结构
- 并能合成和生产各种维生素
第7页：历史分子水平的研究
历史分子水平的研究
- 50年代后期至60年代，对维生素的研究进入了分子水平–由于分离手段和分析技术的提高
- 对维生素的生理功能有了更深入的了解–许多维生素是酶的辅酶或是辅酶的一部份–是各种不同的代谢反应中必需的辅助因素
第8页：历史分子水平的研究（转变为有生物活）
历史分子水平的研究
- 转变为有生物活性的硫胺焦磷酸酯（TPP）
- 脱羧酶的辅酶并参与体内代谢羟乙基
第9页：TPP的作用
TPP的作用
- 糖代谢过程中α-酮酸脱羧酶的辅酶
- 参与丙酮酸或α-酮戊二酸氧化脱羧反应–丙酮酸的羰基与噻唑环的C-2位结合生成α-羟丙酸基-TPP–再脱去生成羟乙基-TPP
第10页：CoA乙酰化过程中羟乙基的传递
CoA乙酰化过程中羟乙基的传递
第11页：分类
分类
- 维生素的种类很多，化学结构各异，理化性质和生理功能各不相同
- 70年代中期的国际会议把确认的13种维生素分成两大类：–脂溶性维生素–水溶性维生素
第12页：脂溶性维生素
脂溶性维生素
- 脂溶性维生素主要作用每日所需量（mg）维生素名称抗干眼病、VitaminA缺乏症1.5VitaminA（视黄醇，Retinol）预防VitaminD缺乏症、佝偻病、VitaminD2（麦角骨化醇，Ergocalciferol）骨软化症0.025VitaminD3（胆骨化醇，Colecalciferol）VitaminEVitaminE缺乏症、间歇性跛行（生育酚醋酸酯，TocopherolAcetate）抗出血维生素，用于新生儿出血症、吸收不良或口服抗凝剂所致的低凝血酶原症，长期应用广谱抗生素所致的VitaminK体内缺乏症1VitaminK1（Phyonadione）VitaminK2VitaminK3（甲萘醌亚硫酸氢钠，MenadioneSodiumBisulfite）
第13页：水溶性维生素
水溶性维生素
- 主要作用每日所需量（mg）维生素名称VitaminB缺乏症、周围神经炎1.5VitaminB1（盐酸硫胺，ThiamineHydrochloride）核黄素缺乏症2VitaminB2（核黄素，Riboflavine）VitaminB6依赖综合症、缺乏症、先天性代谢障碍病3VitaminB6（盐酸吡多辛，PyridoxineHydrochloride）恶性贫血、巨幼红细胞性贫血、抗叶酸药引起的贫血、神经系统疾病（坐骨神经痛、三叉神经痛、视神经炎）0.005VitaminB12（氰钴胺，Cyanocobalamine）用于生物素酶缺乏的儿童0.25VitaminH（生物素，Biotin）VitaminC缺乏症、酸化尿、特发性高铁血红蛋白症60VitaminC（抗坏血酸，AscorbicAcid）
第14页：部份维生素的化学结构
部份维生素的化学结构
第15页：部份维生素的化学结构（吡多辛OH.H）
部份维生素的化学结构
第16页：
第17页：第一节脂溶性维生素
第一节脂溶性维生素
第18页：主要内容
主要内容
- 1，维生素A醋酸酯
- 2，VitaminD
- 3，维生素E醋酸酯
第19页：维生素A醋酸酯
维生素A醋酸酯
第20页：结构和化学名O
结构和化学名O
- （全-E型）-3、7-二甲基-9-（2、6、6-三甲基-1-烯基）-2、4、6、8-壬四烯-1-醇醋酸酯O22046
第21页：英文名O
英文名O
- （all-E）-3.7-Dimethyl-9-（2.6.6-trimethyl-1-cyclohexene-1-yl）-2.4.6.8-nonatetraen-1-olacetateO22146
第22页：性状
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
- VitaminAAcetate的化学稳定性比VitaminA好
- 中国药典收载的VitaminA即为VitaminAAcetate
第23页：发现
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VitaminA
- 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
第24页：Vitamin A1和
Vitamin A1和
- 以前VitaminA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30~40%OHOH
第25页：Vitamin A原（Provitami
Vitamin A原（Provitami
- 植物中的胡萝卜素（Carotene）在体内可转化成为VitaminA，–至少有10种胡萝卜素可转化为VitaminA–在人类营养中约2/3的VitaminA来自-βCarotene–（β-Carotene15、15’加氧酶作用）11'677'6'15'1
第26页：合成
合成
第27页：理化性质
理化性质
第28页：还原性
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℃
第29页：储存
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VitaminA溶于VitaminE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
第30页：脱水反应
脱水反应
- 对酸不稳定，生成脱水VitaminA–遇Lewis酸或无水氯化氢乙醇液，可发生脱水反应–活性仅为VitaminA的0.4%。脱水维生素A
第31页：鉴别反应
鉴别反应
- 1，与三氯化锑反应，呈现深蓝色
- 2，此外Retinol可发生强黄绿色荧光，可作为VitaminA定量、定性分析的依据
第32页：体内代谢
体内代谢
- 视黄醛RetinalVitaminA酸RetinoicAcid11Z型视黄醛H2O[O][O]Retinoic Acid不在体内储存肝中与葡萄糖醛酸结合或氧化随胆汁或尿液排出体外
第33页：Z型
Z型
- VitaminA代谢物
- 11Z型Retinal是构成视觉细胞的感光物质
- 参与视觉的形成OO
第34页：Retinoic Acid34Vita
Retinoic Acid34Vita
- VitaminA活性代谢产物的衍生物
- 主要影响骨的生长和上皮代谢
- 在防癌和抗癌方面有较好的疗效–用于临床的有Retinoic Acid及其异构体13-顺式RetinoicAcid。–我国采用Retinoic Acid在临床上治疗早幼粒细胞白血病取得良好效果。–目前诱导急性早幼粒细胞白血病的首选药物
第35页：Vitamin A酸类似物依曲替酯依曲替
Vitamin A酸类似物依曲替酯依曲替
第36页：维胺酯和维胺酸
维胺酯和维胺酸
- 我国学者合成的VitaminA酸衍生物
- 对宫颈、口腔、食管等癌前病变有很好的预防效果。维胺酯Retinamidoester36维胺酸
第37页：Vitamin A的构效关系
Vitamin A的构效关系
- OH4个双键须与环内双键共轭，否则活性消失，增长或缩短脂肪链，活性大为降低增加双键数目活性下降酯化或换成醛基，活性不变，但换成羧基时，活性仅为VitaminA的1/10双键氢化或部份氢化时，活性丧失高度特异性
第38页：药理及应用
药理及应用
第39页：药理及应用视觉
药理及应用视觉
- VitaminA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
- VitaminA缺乏时，视紫红质合成受阻，出现夜盲症
第40页：药理及应用对上皮组织
药理及应用对上皮组织
- VitaminA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
第41页：药理及应用其它
药理及应用其它
- VitaminA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
第42页：Vitamin A过多症
Vitamin 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VitaminA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
第43页：
本页以化学结构式、反应式或示意图为主，文字信息较少，建议对照原课件图片查看关键结构位点与反应条件。
第44页：
第45页：结构和命名
结构和命名
- 9，10-开环胆甾-5，7，10（19）-三烯-3b-醇
- （9，10-Seco-cholesta-5，7，10（19）-trien-3b-ol）
第46页：性状
性状
- 本品为无色针状结晶或白色结晶性粉末；无臭无味
- 遇光或空气均易变质
- 在植物油中略溶，水中不溶，乙醇、丙酮、氯仿或乙醚中极易溶解
第47页：发现
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VitaminD
第48页：发现（1930年As）
发现
- 1930年Askewd等成功分离得到VitaminD2，确定结构
- 1932年Windaus等分离得到Vitamin D3并确定结构
- 1948年确定立体化学结构
- 1960年全合成成功
第49页：Vitamin D的立体化学结构
Vitamin D的立体化学结构
- OHRVitD2(Ergocalciferol)R=VitD3(Colecalciferol)R=HHHHH
第50页：Vitamin D种类很多
Vitamin D种类很多
- 种类很多，目前至少有10种
- 以D2（麦角骨化醇，Ergocalciferol）和D3（胆骨化醇，Colecalciferol）最重要–结构十分相似–差别D2比D3在侧链上多一个甲基和双键OHRVitD2(Ergocalciferol)R=VitD3(Colecalciferol)R=HHHHH
第51页：天然
天然
- 755,6-trans-25-Hydroxy-colecalferol(5E,7,胆骨化醇ColecalciferolVitD3R1=-H,骨化二醇25-HydroxyVitD3(Calcifediol)R1=-OH,骨化三醇1,25-DihydroxyVitD3(Calcitriol)(5Z,7
第52页：来源
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
第53页：脱氢胆固醇在体内的转化过程
脱氢胆固醇在体内的转化过程
- 血浆结合蛋白 皮肤血液7-脱氢胆甾醇 前光甾醇速甾醇紫外线长时间照射紫外线皮肤
第54页：及的合成胆固醇7-脱氢胆甾醇
及的合成胆固醇7-脱氢胆甾醇
第55页：Vitamin D3活性形式
Vitamin D3活性形式
- 1968年Deluca等从生物体内分离得到25-羟基VitaminD3（骨化二醇Calcifediol）
- 1971年又进一步分离得到1a，25-二羟基VitaminD3（骨化三醇）
- VitaminD3本身在体内并无活性
第56页：Vitamin D3的代谢途径
Vitamin D3的代谢途径
第57页：是激素，不是维生素
是激素，不是维生素
- 现在认为Calcitriol是一种激素
- 而VitaminD3则是激素原
第58页：经典的“激素”
经典的“激素”
- “激素”是由内分泌腺上皮细胞直接分泌进入血液或淋巴液的化学信使物质，被血流带到体内特别部位——靶器官发挥作用
第59页：Calcitriol和
Calcitriol和
- 要用合成法引入1a及25-羟基很费事
- 在儿童及成年人中，肝及肾中的羟化酶的活性是足够用于转化VitaminD3为Calcitriol的，使用Vitamin D3已满足要求–且价格明显低廉
- 老年人肾脏中的1α-羟化酶活性几乎丧失，对这类人群来说VitaminD3作用甚微
第60页：作用机制
作用机制
- VitaminD3的活性代谢形式1a，25-（OH）2D3在靶器官范围内发挥作用，如肠、骨、肾和甲状旁腺中，与有特异性和高亲和力的胞浆受体蛋白结合
- 受体再把激素从胞浆转运到细胞核中，诱导钙结合蛋白的合成，促进酶的活性，进而促进Ca2+的吸收，激发出生理效应。
第61页：a，25-（OH）2D3的作用机制
a，25-（OH）2D3的作用机制
- DDBP游离1，25D结合型1，25,25-(应答基因mRNA二聚化激素结合激活转录mRNA蛋白质生物效应翻译611,25-(目标细胞胞浆细胞核D：给与体1，25（OH）2D；DBP：维生素D结合蛋白；VDR：维生素D受体；RXR：类维生素AX受体；VDRE：维生素D应答元。
第62页：构效关系
构效关系
- 除在1位引入羟基及其3位引入羟基外，其它部位的结构改动都使其活性下降或失去活性无取代基活性高侧链为羟基失去活性为游离羟基，成醚或酯后无活性，巯基取代也无活性24位引入甲基活性下降，引入乙基则活性更小，引入羧基活性丧失
第63页：作用
作用
- VitaminD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VitaminD防治佝偻病、骨软化症及老年性骨质疏松症等–VitaminD缺乏时儿童得佝偻病，出现骨骼畸形，骨质疏松，多汗等–成人骨软化，骨骼含有过量未钙化的基质，出现骨骼疼痛，软弱乏力等症状
第64页：Vitamin D264植物油和酵母中
Vitamin D264植物油和酵母中
- 植物油和酵母中含有麦角甾醇，在日光和紫外线照射下，B环裂开转变为可被人体吸收的VitaminD2–称麦角甾醇为VitaminD2原
- Vitamin D2、D3对人体有相同的生理功能，体内代谢方式也十分相似
- 在人体内起作用的是1a，25-（OH）2/D
第65页：
第66页：维生素E醋酸酯
维生素E醋酸酯
- VitaminEAcetate
- α-生育酚醋酸酯（α-TocopherolAcetate）
- 中国药典称VitaminE
第67页：结构和命名
结构和命名
- （±）3，4-二氢-2，5，7，8-四甲基-（4，8，12-三甲基十三烷基）-2H-1-苯并吡喃-6-醇醋酸酯
- （（±）3，4-Dihydro-2，5，7，8-tetramethyl-2-（4，8，12-trimethyl-tridecyl）-2H-benzopyran-6-olacetate）。
第68页：性状
性状
- 微黄色或黄色透明的粘稠液体，几乎无臭，遇光色渐变深。
- 在无水乙醇、丙酮、氯仿、乙醚或石油醚中易溶，在水中不溶。
第69页：发现
发现
- 1922年`Evans和Bishop发现一种脂溶物质有抗不育作用
- 故将VitaminE又名为生育酚（Tocopherol）
- 1936分离出VitaminE
- 1938年合成成功
第70页：简介
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 碳的侧链–侧链饱和的即为–侧链上有三个双键的为生育酚生育三烯酚
第71页：简介（由于苯并二氢吡）
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α、β、γ、δ
- 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α-生育酚代表VitaminE
第72页：天然Vitamin E的类型
天然Vitamin E的类型
- 取代基化学名称化学结构生育酚生育酚生育酚生育酚生育三烯酚生育三烯酚生育三烯酚生育三烯酚
第73页：光学活性
光学活性
- 天然α-Tocopherol的三个手性碳原子均为R型，[°（乙醇）
- 合成的Vitamin EAcetate为消旋体，生物活性为天然品的40%–醋酸酯具有与α-Tocopherol相似的生物活性
第74页：合成
合成
- 由三甲基氢醌与消旋异植醇或植醇缩合得消旋α-Tocopherol，然后成酯而得本品
第75页：理化性质
理化性质
第76页：水解性
水解性
- 酯类化合物
- 与氢氧化鉀醇溶液共热时，水解得到α-TocopherolOOC16H33OOHOC16H33KOH /EtOH
第77页：氧化性
氧化性
第78页：氧化性（α-Tocop）
氧化性
- α-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，以此进行鉴别血红色
第79页：氧化性
氧化性
- VitaminE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α-生育醌及α-生育酚二聚体生育醌
第80页：氧化性（Vitamin）
氧化性
- VitaminE侧链上的叔碳原子（C-4′，C-8′，C-12′）易发自动氧化
- 生成相应的羟基化合物
第81页：α-较稳定
α-较稳定
- 实际上不受空气和紫外线的影响
- 在没有氧的条件下，于酸溶液和碱溶液中回流，水解为游离的消旋α-Tocopherol
- 有氧存在的条件下，一旦生成消旋α-Tocopherol，将迅速氧化成醌–在碱性溶液中进行得更快
第82页：Acetate的代谢α-途径
Acetate的代谢α-途径
第83页：构效关系羟基为活性基团
构效关系羟基为活性基团
第84页：构效关系立体结构
构效关系立体结构
- 左旋VitaminE的活性仅为天然品右旋VitaminE活性的42%
- 故天然右旋VitaminE的活性最强
第85页：药理作用
药理作用
- VitaminE与动物的生殖功能有关，具有抗不育作用
- VitaminE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
第86页：临床应用
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
第87页：副作用
副作用
- 长期过量服用VitaminE可产生眩晕、视力模糊
- 并可导致血小板聚集及血栓形成
第88页：
本页以化学结构式、反应式或示意图为主，文字信息较少，建议对照原课件图片查看关键结构位点与反应条件。
第89页：谢谢！
谢谢！
本页以化学结构式、反应式或示意图为主，文字信息较少，建议对照原课件图片查看关键结构位点与反应条件。
