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(xì)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(fā)生病狀。維生素K類是一類含萘醌結(jié)構(gòu)、具有凝血作用的化合物的總稱。在20世紀(jì)20年代，丹麥科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，用特殊食物喂養(yǎng)的雞可避免出現(xiàn)的出血癥狀。后來用化學(xué)方法分離鑒定出這些物質(zhì)，因其具有抗凝血作用，命名為維生素K。維生素K在醫(yī)學(xué)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(tuán)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(nèi)有兩個基本作用：一是合成凝血酶原；二是起到促進(jìn)血漿凝血因子合成作用。當(dāng)維生素K在人體內(nèi)匿乏甚至沒有時，引起血酶原和凝血因子負(fù)增長這樣將會導(dǎo)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(xué)名稱為亞硫酸氫鈉甲萘醌(sodiummenadionesulfate，MSB)， 穩(wěn)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(zhì)，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(xì)化工及醫(yī)藥行業(yè)被廣泛使用，還可用于飼料添加劑領(lǐng)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(yī)學(xué)、化妝品、保健品和工業(yè)上也有廣泛的應(yīng)用。

【性質(zhì)及結(jié)構(gòu)】^[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(wěn)定，遇光或鐵質(zhì)分解變質(zhì)，能隨水蒸氣一同揮發(fā)。

【制備】^[3]

方法1：以β-甲基萘（β-MN）作原料，冰乙酸為反應(yīng)溶劑，經(jīng)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(fā)生 Diels-Alder 環(huán)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(yīng)用】^[1][2]

1. 醫(yī)學(xué)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(zhèn)疼。此外，由于分子中的醌型結(jié)構(gòu)經(jīng)黃酶催化氧化還原循環(huán)的誘導(dǎo)能產(chǎn)生活性氧O^2-、H₂O₂和OH^-，從而破壞腫瘤細(xì)胞中的過氧化氫酶，產(chǎn)生細(xì)胞毒作用，抑制或破壞腫瘤細(xì)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(zhǔn)適應(yīng)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(chǎn)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(yù)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(zhèn)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(yīng)癥還包括：1）小兒腹瀉，肌內(nèi)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(nèi)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(cè)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(nèi)注射16mg，或?qū)⒕S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(shù)發(fā)作嚴(yán)重的病例初期肌內(nèi)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(jīng)，行經(jīng)開始腹痛時1次性肌內(nèi)注射維生素K3 4mg；在行經(jīng)前3天開始口服維生素K44mg，每日3次，連續(xù)7天。

2. 生物學(xué)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(jìn)血漿凝血因子、VII、IX、X在肝臟內(nèi)的合成，是維持血液凝固機制系統(tǒng)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(fù)正常，但摘除肝臟的動物，卻不能夠恢復(fù)。在動物體內(nèi)，只有生物活性的是K2，而維生素K1和維生素K3經(jīng)吸收后都要在肝臟中轉(zhuǎn)化為K2吸才能發(fā)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(wěn)定性很差，而維生素K3鹽在不含徽量礦物元素的復(fù)合維生素預(yù)混料中穩(wěn)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(zhì)不能和維生素K3鹽混在一起。

3. 涂料

目前環(huán)境問題越來越嚴(yán)重人類對保護(hù)環(huán)境進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展也得到了重視，其中人類對保護(hù)海洋環(huán)境在艦船等船只用的涂料也得到了改變，變得越來越環(huán)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(nóng)業(yè)、凈水殺菌等

維生素還可作為飼料添加劑， 原因之一可預(yù)防牲畜出現(xiàn)出血癥狀，并且可與其他藥品搭配使用預(yù)防一些疾病，第二點可使得牲畜在發(fā)育過程中不會產(chǎn)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(diào)節(jié)劑、促進(jìn)劑、除草劑，可使農(nóng)作物有更好的抗寒、抗旱、抗倒伏、促進(jìn)產(chǎn)量的增加等優(yōu)點，對這些農(nóng)作物有了根本上的改變，并且維生素K3加入到農(nóng)藥和化肥里并不會產(chǎn)生任何的有毒物質(zhì)，因此具備了環(huán)保的優(yōu)點；維生素K3作為凈水殺菌的藥劑是可防治傳染病的發(fā)生，具備綠色環(huán)保且對人身體沒有危害等優(yōu)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(xiàn)】

[1] 郝文強. 維生素 K_3 合成工藝的研究及結(jié)構(gòu)表征[D]. 陜西科技大學(xué)， 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?zhí)煊溃?劉曉思， 李彬， 等. β-甲基萘催化氧化合成維生素 K3 的研究進(jìn)展[J]. 化工進(jìn)展， 2017， 36(1): 316-323.