第十一章 维生素
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第十一章 维生素. Vitamin. 掌握: 维生素 A 、维生素 E 、维生素 B 1 、维生素 C 的化学结构、理化性质及临床用途。 熟悉: 维生素 D 、维生素 K 、维生素 B 2 、维生素 B 6 的结构特点、理化性质及临床用途。. 知识目标. 熟练应用该类药物的结构特点和性质,解决药物的生产、检验、运输、贮存的相关问题。 学会认识 这类药物的结构特点和性质,解决药物的生产、检验、运输、贮存的相关问题 。. 能力目标. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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第十一章 维生素Vitamin
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知识目标
•掌握:维生素 A 、维生素 E 、维生素 B1 、维生素 C 的化学结构、理化性质及临床用途。
•熟悉:维生素 D 、维生素 K 、维生素 B2 、维生素 B6 的结构特点、理化性质及临床用途。
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能力目标
• 熟练应用该类药物的结构特点和性质,解决药物的生产、检验、运输、贮存的相关问题。
• 学会认识这类药物的结构特点和性质,解决药物的生产、检验、运输、贮存的相关问题。
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重点难点
重点:掌握维生素 A 、维生素 E 、维生素 B1 、维生素 C 、维生素 D 、维生素 K 、维生素 B2 、维生素 B6 的化学结构或结构特点、理化性质及临床用途。
难点:典型药物的化学结构和结构特点。
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授课内容
第一节 脂溶性维生素
第二节 水溶性维生素
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概念
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 . 人类自己不能合成或合成量很少 . 必需由食物中供给 .
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分类
• 脂溶性维生素 :
• 维生素 A 、维生素 D3 、维生素 D2 、 维生素 E 、维生素 K
• 水溶性维生素 :
• 维生素 C 、维生素 B1 、维生素 B2 、 维生素 B6 、维生素 B12
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维生素名称 每日所需量( mg) 主要作用
Vitamin A 1.5抗干眼病、 Vitamin A 缺乏
症
Vitamin D2 预防 Vitamin D 缺乏症、佝偻病、骨软化病
Vitamin D3 0.025
Vitamin E预防 Vitamin E 缺乏症、间
歇性跛行
Vitamin K1 1
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 Vitamin K 体内缺乏症
脂溶性维生素
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维生素名称 每日所需量( mg) 主要作用
Vitamin B1 1.5Vitamin B 缺乏症、周围神
经炎 Vitamin B2 2 核黄素缺乏症
Vitamin B6 3Vitamin B6 依赖综合症、
缺乏症、先天性代谢障碍症
Vitamin B12 0.005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
Vitamin H 0.25 用于生物素酶缺乏的儿童
Vitamin C 60Vitamin C 缺乏症、酸化
尿、特发性高铁血红蛋白症
水溶性维生素
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第一节 脂溶性维生素Fat Soluble Vitamin
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一、维生素 A
二、维生素 D
三、维生素 E
四、维生素 K
脂溶性维生素
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历史:• 1913 年 Mccllum 等学者发现维生素 A 广泛
存在于脂溶性食物中,它能显著改善动物的生长。
• 1931 年 Karrer 从鱼肝油中分离提纯得到了维生素 A1 ,又名视黄醇,并确定了它的化学结构。
• 后来又从淡水鱼的肝脏中分离出了另一种维生素,命名为维生素 A2 。
一、维生素 A 类
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来源: 动物的肝、奶、肉类及蛋黄中含有丰富的维生素
A, 植物中含有维生素 A 原。分类: 维生素 A1 (为通常所指的维生素)
维生素 A2 (活性为维生素 A1 的 30%~40% ) 药典收载的维生素 A 为维生素 A1 的醋酸酯
CH3 CH3CH3H3C
CH3
CH2OH
άÉúËØA1
CH3 CH3CH3H3C
CH3
CH2OH
άÉúËØA2
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O
O
(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。
维生素 A 醋酸酯
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理化性质1. 淡黄色油溶液或结晶与油的混合物,极易溶于氯
仿,不溶于水。2. 酯类化合物,水解后生成维生素 A 。3. 鉴别反应: 氯仿溶液 + 三氯化锑→蓝色→紫红色。4. 为提高稳定性,常制成油溶性制剂。
临床应用用于防治维生素 A 缺乏症,如角膜软化病、干眼病、夜盲症等。
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1. 成酯 维生素 A 不稳定,而成酯后稳定性明显改善,故常将维生素 A 与醋酸反应制成维生素 A 醋酸酯。
O
O
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2. 合成
O
O
OH
OH
OH
OH
OH
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3. 稳定性 维生素 A 由于含不饱和双键,故具还原性,对紫外线不稳定,且易被空气氧化。加热或重金属离子可加速氧化反应,氧化初步产物为环氧化物。因此维生素 A 应贮存于铝制容器,充氮气密封于阴凉干燥处保存;也可加入抗氧剂维生素 E 。
OHO
OHO
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4. 代谢
O
O
OH[H2O]
CHO[O]
COOH[O]
视黄酸
视黄醛
视黄醇
活性形式
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5. 临床应用维 A 酸是治疗急性早幼粒细胞白血病的首选药物。
COOH
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维 A 酸类似物
O
O
O
OH
O
O
NH
O
O
O
NH
OH
O
O
依曲替酯 依曲替酸
维胺酯
维胺酸
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二、维生素 D
起源•1800 年人们知道儿童佝偻病与日光照射相关 •1922 年 Mccllum 发现鱼肝油中存在 ,并命名为维生素 D
•1930 年 Askewd 发现维生素 D2
•1932 年 Windaus 发现维生素 D3
•1943 年确定化学结构
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来源• 主要存在于鱼肝油、肝脏、蛋黄和乳汁中。• 人体皮肤内含有维生素 D3的前体( 7- 脱氢胆甾
醇),其经紫外线照射后可转化为维生素 D3。• 植物和酵母中含有维生素 D2的前体,经紫外线照射
可转变为维生素 D2。• 目前可人工合成。分类 甾醇的开环衍生物,有维生素 D2,D3,D4,D5, 其中最
重要的是 D2和 D3。
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典型药物
维生素 D2
Vitamin D2
H
HO
CH3
H CH3
CH3
CH3
HCH3
H
H
CH2
化学名: 9 , 10-开环麦角甾 -5 , 7 , 10 ( 19 ), 22- 四烯 -3β- 醇
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理化性质1.无色或白色,熔点 115~ 118℃,不溶于水2.多个不饱和双键: 遇光或空气,易被氧化而变质;遇酸或氧化剂,均能发生氧化而变质
3. 鉴别反应甾类化合物的通性:醋酐 +硫酸→黄色→红色→紫
色→绿色
主要用于预防和治疗佝偻病和骨质软化病 临床应用临床应用
维生素 D2
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维生素 D3 Vitamin D3
H
H
CH3H
CH3
CH3CH3H
HO
CH2
化学名为: 9 , 10-开环胆甾 -5 , 7 , 10 ( 19 ) - 三烯 -3β- 醇又名胆骨化醇
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理化性质
1.无色或白色 ,不溶于水 ,熔点 84~ 88℃
2.侧链上无双键,稳定性高于维生素 D23. 空气中或遇光等均易变质
4. 鉴别反应
甾类化合物的通性:醋酐+硫酸→黄色→红色→紫色、蓝绿色→绿色
主要用于调节体内钙、磷的代谢 临床应用
维生素 D3
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代谢维生素 D3本身无生物活性,其活化必须经过肝、肾两步氧化代谢过程。维生素 D3首先在肝中 25-羟化酶催化下生成 25-羟维生素 D3;再经肾的 1α-羟化酶催化生成具有活性的 1,25- 二羟维生素 D3 。
HO HO
OH
liver
HO
OH
kidney
OH
维生素 D3
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起源• 1922 年 Evans 和 Bishop 发现了一类有抗不育作用的脂溶性物质,将其命名为维生素 E ,苯环上有酚羟基,故又称生育酚。
• 主要存在于植物中。• 1936 年成功分离出维生素 E 。• 属于苯并二氢吡喃的衍生物。• 1938 年人工合成获得成功。• 天然为右旋体,人工合成为消旋体。
三、维生素 E
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结构与分类基本结构
CH3
O CH3
CH3H CH3H CH3CH3
HO
R1
R2 3' 7' 11'
生育酚: (饱和侧链)
生育三烯酚: (侧链三个双键)
根据苯并二氢呋喃环上的甲基数目不同:分为 α 、β 、 γ 、 δ- 生育酚 等
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典型药物
维生素 E 醋酸酯Vitamin E Acetate
CH3CH3
CH3
CH3CH3 H
CH3
H3C
OH3CH
CH3
OO
化学名:( ± ) -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又称 α- 生育酚醋酸酯
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理化性质1. 微黄色或黄绿色透明的粘稠液体,遇光色渐变深2. α- 生育酚酯类化合物,比 α- 生育酚稳定3. 在 KOH条件下,可发生水解生成游离 α- 生育酚,再与三氯化铁作用,
生成生育醌和二价铁离子,后者与 2 , 2′-联吡啶作用生成血红色的配合物
+
维生素 E醋酸酯
O
CH3
HO
H3C
CH3
C16H33
CH3 + Fe3+
CH3
O
H3C
CH3
C16H33
CH3
OHO
+ Fe2+
生育醌
Fe2+ +
N
N
3
N
N
Fe
3
2+
O
CH3
HO
H3C
CH3
C16H33
CH3 + Fe3+
CH3
O
H3C
CH3
C16H33
CH3
OHO
+ Fe2+
生育醌
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4.无水乙醇溶液 +硝酸→生育红(橙红色)
5. 具有较强还原性,可作为油溶性的抗氧剂
O
CH3
CH3
H3C
HO
CH3
C16H33 O
O
CH3
H3C
O
CH3
C16H33
HNO3
ÉúÓýºì
临床应用主要用于习惯性流产、不孕症、进行性肌营养不良等
维生素 E醋酸酯
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合成
OH
HO
+HO
O
HO
Zn,CH3COONa
O
O
O
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1. 是一类具有凝血作用、结构类似的维生素的总称。 2. 分类 目前共有 7 种, K1~K7 。 Kl~K4都属于 2- 甲基 -1 ,
4-萘醌类衍生物; K5~K7则都属于萘胺类衍生物。 3. 来源 Kl 、 K2 广泛存在于绿色植物中,维生素 K3 、 K4
为人工合成,维生素 K3 活性最强。
四、维生素 K
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典型药物维生素 K3
Vitamin K3
化学名 :1 , 2 , 3 , 4- 四氢 -2- 甲基 -1 , 4- 二氧 -2-萘磺酸钠盐三水合物
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理化性质1.白色 , 易溶于水 , 有吸湿性 , 水溶液对石蕊试纸呈
中性。2. 水溶液遇光和热,部分可发生异构化,产物为 2-
甲基 -1,4-萘氢醌 -3-磺酸钠和 2- 甲基 -1,4-萘氢醌,活性降低。
OH
CH3
OH
OHSO3Na
CH3
OH
NaHSO3++
O
O
CH3
SO3Na
H2O
维生素 K3
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3. 水溶液与甲萘醌和亚硫酸氢钠间存在动态平衡 ,遇空气中的氧气或遇碱氢氧化钠或遇稀盐酸,析出黄色黄色甲萘醌沉淀。
O
O
CH3
SO3Na
O
O
CH3
+ NaHSO3
¼×ÝÁõ«
氧气碱
酸
+
平衡被破坏
光
热
★保护措施: pH 在 2~ 5之间,并加入稳定剂亚硫酸氢钠。
维生素 K3
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第一节 水溶性维生素Water Soluble Vitamin
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• 维生素 B族的 B1 、 B2 、 B6 、 B12
• 烟酸、烟酰胺• 生物素• 叶酸• 维生素 C
水溶性维生素
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一、维生素 B1
维生素 B1 Vitamin B1
化学名为:氯化 4- 甲基 -3-[ ( 2- 甲基 -4-氨基 -5-嘧啶基)甲基 ]-5- ( 2-羟基乙基)噻唑嗡盐酸盐,又称盐酸硫胺。
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• 来源: 米糠、麦麸、酵母等,也可以由人工合成• 理化性质 1.白色,易溶于水,熔点为 248~250℃2. 易被氧化(空气或铁氰化钾碱性溶液)3. 水溶液遇酸较稳定4.遇碳酸氢钠或亚硫酸氢钠均可发生分解
N
N
CH2+N
SH2N NH2
CH3
OH
NaHSO3N
N
CH2SO3Na
H2N NH2
N
S
CH3
OH+
维生素 B1
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N
N
N
S
CH2
NH2
H3C
CH3
CH2CH2OH Cl- HCl + 3 NaOH
N
NH3C
NH2
CH2 N C CH3
CH
O
C
SNa
CH2CH2OH+ 2 NaCl + 2 H2O
+
. .
5. 水溶液→遇碱→噻唑环被破坏→硫醇型化合物→失效
维生素 B1
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性质 具极强吸湿性,故应密闭保存。
固体维生素 B1 性质稳定,其水溶液随 pH升高而稳定性降低,在碱性环境很快分解。因此不宜与碱性药物(如苯巴比妥钠、碳酸钠、氨茶碱等)配伍。
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• 鉴别反应( 1 )水溶液→遇碱→噻唑环被破坏→硫醇型化合
物→加入铁氰化钾试液→生成硫色素→正丁醇→醇层显蓝色荧光→加酸→荧光消失→加碱→荧光复现
( 2 )与某些生物碱沉淀试剂反应生成沉淀 1 )碘化汞钾反应生成黄色的沉淀 (B·H2Hg2I4)
2 )与三硝基苯酚作用生成扇形结晶
3 )与碘生成红色沉淀 (B·HI·I2)
主要适用于防治维生素 B1 缺乏所致的脚气病 •临床应用
维生素 B1
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二、维生素 B2
维生素 B2 Vitamin B2
OO
OH
H
OH H
HO
OHH
H
H3C
CH3
N
NN
N
化学名为: 7 , 8- 二甲基 -10[ ( 2S, 3S, 4R) -2 , 3 , 4 , 5- 四羟基戊基 ]-3 , 10- 二氢苯并蝶啶 -2 , 4- 二酮又名:核黄素
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1. 来源 酵母、青菜、蛋、乳、肝脏等。以化学合成、 生物发酵获得。2. 性质
橙黄色结晶性粉末。不溶于水。两性化合物。水溶液呈黄绿色荧光。对光敏感。异咯嗪母核中 N1 、 N5 的共轭双键有氧化还原性。
维生素 B2
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荧光反应 加水溶解后,溶液在透射光下显淡黄绿色并有强烈的黄绿色荧光, pH6~7时荧光最强,加无机酸或碱溶液,荧光即消失;加连二亚硫酸钠结晶,摇匀,黄色即消褪,荧光亦消失。
N
N
NH
NH3C
H3C
O
O
CH2(CH(OH))3CH2OH
NH
N
NH
HNH3C
H3C
O
O
CH2(CH(OH))3CH2OH
+H-H
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3. 临床应用主要用于治疗维生素 B2 缺乏所致的唇炎、脂溢性皮炎、结膜炎等。
维生素 B2
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三、维生素 B6
维生素 B6
Vitamin B6
化学名为: 5-羟基 -6- 甲基 -3 , 4-吡啶二甲醇盐酸盐
£¬
N
OHHO
H3C
OH
HCl
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☆☆盐酸吡多辛与吡多醛、吡多胺在体内可以相互转化
维生素 B6
N
CH2OH
HO
H3C
CH2OH
N
CHO
HO
H3C
CH2OH
N
CH
HO
H3C
CH2OH
NH
N
CH2NH2
HO
H3C
CH2OH
吡多辛 吡多醛
吡多胺
2H
2H+
H2O,+NH3
+H2O, NH3
+2H
2H
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• 1. 来源 吡多辛、吡多醛、吡多胺,吡多辛为代表。
• 2.性质– 中性或碱性溶液中氧化变黄失效。– 与三氯化铁作用呈红色 。– 与 2 , 6- 二氯对苯醌氯亚胺作用生成蓝色化合物,数
分钟后转为红色 。– 与硼酸生成配合物。
维生素 B6
N
HO
H3C
CH2OH
CH2OH
ClN O
Cl
Cl
+
N
HO
H3C
CH2OH
CH2OH
N O
Cl
Cl
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3.3. 临床应用临床应用妊娠呕吐、放射病或抗癌药所致的呕吐、异烟肼中毒、脂溢性皮炎等。
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四、维生素 C
维生素 C Vitamin C
OH
HO
H
OO
OH
OH
化学名为: L ( + ) -苏糖型 -2 , 3 , 4 , 5 ,6-五羟基 -2- 己烯酸 -4- 内酯。 又名: L-抗坏血酸
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• 1. 来源 绿色蔬菜、新鲜水果等。以生物发酵或化学合成获得。
• 2.两个手性碳原子,有四个光学异构体。其中 L- ( + ) -抗坏血酸的活性最强 。
• 3. 性质– 分子中的连二烯醇结构呈酸性, C3上羟基的酸性较强 。– 水中有三个互变异构体,主要以烯醇式存在。
维生素 C
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•本品分子中含有连二烯醇结构,具有较强的还原性。易被氧化,生成去氢维生素 C 。而去氢维生素 C比维生素 C更易被水解,生成 2, 3-二酮古糖酸,并可进一步被氧化为苏阿糖酸和草酸而失去活性。
维生素 C
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• 本品在空气、光线、温度等的影响下,氧化生成去氢维生素 C,在一定条件下发生脱水,水解和脱羧反应而生成糠醛,以致聚合呈色。当制备注射液时,则应使用二氧化碳饱和的注射用水, pH严格控制在 5.0~ 7.0之间,并加入金属配合剂 EDTA-2Na和焦亚硫酸钠等作为稳定剂,此外,还需通入二氧化碳或氮气等惰性气体置换安瓿液面上的空气。
维生素 C
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• 4. 鉴别– 本品水溶液,加入硝酸银试剂可发生银镜反应,产生黑色的银沉淀。
– 使二氯靛酚试液(试液本身为青色,在酸性溶液中为红色)褪色。
维生素 C
临床应用本品用于防治坏血病,预防冠心病,大量注射本品可用于治疗克山病。也适用于尿的酸化,各种贫血和许多其他疾病。
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5. 合成
H
OH
H
H OH
HHO
O
HO
HO H2,Ni
H
OH
H
H OH
HHO
OH
HO
HO [O]
黑醋酸菌
O
OH
H
H OH
HHO
OH
HO
[O]
假单孢菌
O
OH
H
H OH
HHO
OH
HO
O
H OH
OH
O O
OHHO
内酯化烯醇化
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6. 临床应用临床主要用于防治维生素 C 缺乏所致的坏血病,也可用于尿的酸化、高铁血红蛋白血症等其他疾病。
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学习小结
άÉúËØA
άÉúËØ
Ö¬ÈÜÐÔάÉúËØ
Ë®ÈÜÐÔάÉúËØ
άÉúËØD3
άÉúËØE
άÉúËØK3
άÉúËØB
άÉúËØC
άÉúËØB1
άÉúËØB2
άÉúËØB6
Àí»¯ÐÔÖÊ
ÁÙ́² Ó¦ÓÃ