58-27-5 / 維生素K3的作用

【背景及概況】^[1][2]

維生素是人類維持生命正常代謝過程中一種必耍微量有機物。這些有機物往往是人類自身不能生成，因此需耍從食物中獲取。維生素不是為人類生命活動所提供能力的來源，也不是人類細胞組合和活動的組成部分，但是人身體的生陳代謝不可或缺的一部分，如果缺少這部分則會發生病狀。維生素K類是一類含萘醌結構、具有凝血作用的化合物的總稱。在20世紀20年代，丹麥科學家發現，用特殊食物喂養的雞可避免出現的出血癥狀。后來用化學方法分離鑒定出這些物質，因其具有抗凝血作用，命名為維生素K。維生素K在醫學和禽畜的肥料等方面有著重要的用途。維生素K1又稱葉葉綠素，是一種具有黃色粘稠油狀物體。維生素K2為淡黃色晶體。維生素K3黃色或者白色的晶體，其加成物亞硫酸氨鋼甲萘醌是一種白色的晶體并且易溶于水中。維生素K是在非極性溶劑中能溶解，一般情況下絕大部分先在脂肪性分子膠團中儲藏起來，因此膽汁和族液參加是人體攝取其必要條件。維生素K被稱為抗出血維生素，其在人體內有兩個基本作用：一是合成凝血酶原；二是起到促進血漿凝血因子合成作用。當維生素K在人體內匿乏甚至沒有時，引起血酶原和凝血因子負增長這樣將會導致大的出血。維生素K除廣泛的存在于食物中之外，還可由人體腸道中的大腸桿菌合成并被吸收利用。

維生素K3化學名稱為亞硫酸氫鈉甲萘醌(sodiummenadionesulfate，MSB)， 穩定型維生素K3為甲萘醌亞硫酸氫煙酰胺(MNB)，屬維生素類藥物，為生物活性物質，是合成 K 系列維生素的重要中間體，維生素K3的抗出血能力是維生素 K2和維生素K1的 2～3 倍，故其在精細化工及醫藥行業被廣泛使用，還可用于飼料添加劑領域，其特殊的止血功能能夠縮短凝血時間，減少動物的死亡率，同時維生素K3有利于畜禽胚胎的形成，從而提高幼崽的存活概率，在醫學、化妝品、保健品和工業上也有廣泛的應用。

【性質及結構】^[1][2]

維生素K3熔點105-107℃，具有特殊的刺激氣味，不溶于水，溶于乙醇、苯、氯仿、四氯化碳和植物油等，純品為亮黃色的晶體，在空氣中穩定，遇光或鐵質分解變質，能隨水蒸氣一同揮發。

【制備】^[3]

方法1：以β-甲基萘（β-MN）作原料，冰乙酸為反應溶劑，經鉻酐氧化制得：

方法2：以甲基-1，4-苯醌為原料，通過與丁二烯發生 Diels-Alder 環化加成得到中間體 1，4-二羥基-2-甲基萘，最后再被鉻酸氧化得到：

【應用】^[1][2]

1. 醫學作用

維生素K3是是維生素K族中生物活性最強的一類。它是一種抗出血性藥物的重要中間體。臨床上用于防治出血、解痙、鎮疼。此外，由于分子中的醌型結構經黃酶催化氧化還原循環的誘導能產生活性氧O^2-、H₂O₂和OH^-，從而破壞腫瘤細胞中的過氧化氫酶，產生細胞毒作用，抑制或破壞腫瘤細胞生長，因此，在臨床上可用于某些癌癥的輔助治療。維生素K3批準適應癥為：1）用于止血，如阻塞性黃疸、膽瘺、慢性腹瀉、廣泛腸切除所致腸吸收功能不良患者，早產兒及新生兒低凝血酶原癥，香豆素類或水楊酸類藥物過量以及其他原因所致凝血因子Ⅱ過低等引起的出血。2）預防長期口服廣譜抗生素類藥物引起的維生素K缺乏癥。3）用于鎮痛，如膽石癥、膽道蛔蟲病引起的絞痛。4）大劑量用于殺鼠藥二苯茚酮鈉中毒解救。此外，超說明書適應癥還包括：1）小兒腹瀉，肌內注射維生素K3 0.5~1mg/(kg·d)，每日1次，療程3~5天；2）支氣管哮喘，維生素K 38mg，肌內注射；3）慢性支氣管炎，取肺俞、心俞、膈俞、定喘諸穴，將維生素K，注射液16mg和利多卡因注射液20mg混合，每穴注射1.0~1.5ml，每日1次，脊柱兩側穴位交替注射，10天為1個療程；4）尿石癥，維生素K3，每8h肌內注射16mg，或將維生素K3 32mg加入10%葡萄糖注射液500ml中，緩慢靜脈滴注，每日1次；5）偏頭痛，治療初期口服維生素K4 8mg，每日3次，1周后改為4mg，每日3次。少數發作嚴重的病例初期肌內注射維生素K3 8mg，每天2次，疼痛緩解后改用口服維生素K4 4mg，維持3個月；6）痛經，行經開始腹痛時1次性肌內注射維生素K3 4mg；在行經前3天開始口服維生素K44mg，每日3次，連續7天。

2. 生物學作用

維生素K3亦稱抗出血因子，主要參與肝臟凝血酶的合成和促進血漿凝血因子、VII、IX、X在肝臟內的合成，是維持血液凝固機制系統的功能所不可缺少的。維生素K缺乏時，凝血因子活性降低，凝血時間延長，在補充維生素的4-6小時后，可恢復正常，但摘除肝臟的動物，卻不能夠恢復。在動物體內，只有生物活性的是K2，而維生素K1和維生素K3經吸收后都要在肝臟中轉化為K2吸才能發揮功能。不同維生素K的吸收效率不同，一般在10%-70%之間。維生素K1的吸收率較低，沉積率較高，而維生素K3剛好相反，天然維生素K的穩定性很差，而維生素K3鹽在不含徽量礦物元素的復合維生素預混料中穩定性很好，但在堿性條件下維生素K3鹽很容易被破壞，因此堿性或微堿性的礦物質不能和維生素K3鹽混在一起。

3. 涂料

目前環境問題越來越嚴重人類對保護環境進行可持續發展也得到了重視，其中人類對保護海洋環境在艦船等船只用的涂料也得到了改變，變得越來越環保。因此，維生素K3及其衍生物具備良好的殺菌功能和防污能力便被運用到了其中。

4. 飼料、農業、凈水殺菌等

維生素還可作為飼料添加劑， 原因之一可預防牲畜出現出血癥狀，并且可與其他藥品搭配使用預防一些疾病，第二點可使得牲畜在發育過程中不會產生骨密度較低等狀況，保證牲畜的生長；還可用作植物生長調節劑、促進劑、除草劑，可使農作物有更好的抗寒、抗旱、抗倒伏、促進產量的增加等優點，對這些農作物有了根本上的改變，并且維生素K3加入到農藥和化肥里并不會產生任何的有毒物質，因此具備了環保的優點；維生素K3作為凈水殺菌的藥劑是可防治傳染病的發生，具備綠色環保且對人身體沒有危害等優點； 維生素K3還可以輪船、軍艦等的涂料，用途非常廣泛。

【參考文獻】

[1] 郝文強. 維生素 K_3 合成工藝的研究及結構表征[D]. 陜西科技大學， 2016.

[2] 諸愛士， 孫軍. 維生素 K3 合成工藝研究[J]. 科技通報， 2001， 17(3): 37-41.

[3] 張天永， 劉曉思， 李彬， 等. β-甲基萘催化氧化合成維生素 K3 的研究進展[J]. 化工進展， 2017， 36(1): 316-323.