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药物化学
1.13.1.2.2 二、维生素C类
二、维生素C类

维生素C(Vitamin C)

化学名为L-(+)-苏阿糖型-2,3,4,5,6-五羟基-2-己烯酸4-内酯;L-(+)-threo-2,3,4,5,6-pentahydroxy-2-hexenoic acid 4-lactone,又名抗坏血酸(Ascorbic Acid)。

本品为白色结晶或结晶性粉末;无臭,味酸;久置色渐变微黄。本品在水中易溶,在乙醇中略溶,在三氯甲烷或乙醚中不溶。具有旋光性,比旋光度为+20.5°~+21.5°。

维生素C是一种己糖衍生物,广泛存在于新鲜水果及绿色蔬菜中,尤以番茄、猕猴桃、柑桔、柠檬、鲜枣、山楂等含量丰富,药用维生素C主要通过化学合成。

维生素C的合成有多种路线,国外和我国早期多采用双酮法,目前使用我国独创的、具有世界先进水平的两步发酵法。以D-山梨醇为原料,经醋酸霉菌生物氧化生成L-山梨糖,再经假单孢菌生物氧化生成2-氧-L-古洛糖酸,再经烯醇化合内酯化,即得维生素C。

维生素C分子中有两个手性碳原子,故有四个光学异构体。其中以L-(+)-抗坏血酸的活性最高,D-(-)-异抗坏血酸活性仅为其1/20。D-(-)-抗坏血酸及L-(+)-异抗坏血酸几乎无效,大多作为食品添加剂。

本品在干燥条件下较稳定,但遇光及湿气,色渐变黄。故应避光、密闭保存。

本品在水溶液中可发生互变异构,主要以烯醇式存在,酮式量很少。两种酮式异构体中,2-酮式较3-酮式稳定,能分离出来,3-酮式极不稳定,易变成烯醇式结构。

维生素C中由于有连二烯醇结构,显酸性。由于C-2上的羟基与邻位羰基形成氢键,故酸性较弱而C-3羟基酸性较强,其pKa值分别为4.2和11.6。C-3上的羟基可与碳酸氢钠或稀氢氧化钠溶液反应,生成C-3烯醇钠盐,但在强碱如浓氢氧化钠溶液中,内酯环则被水解,生成酮酸钠盐。利用其酸性,可将本品制成维生素C的钠盐、钙盐和镁盐。已有商品上市,用途与维生素C相同,同时还具有补充钙、镁离子的作用。

维生素C因具有连二烯醇结构,呈现较强还原性,在水溶液中易被空气中的氧所氧化,生成去氢抗坏血酸(dehydroascorbic acid)。后者仍具有生物活性,因为氧化型和还原型可以相互转化。

维生素C可被硝酸银、三氯化铁、碱性酒石酸铜、碘、碘酸盐等氧化剂氧化成去氢抗坏血酸,后者在氢碘酸、硫化氢等还原剂的作用下,又可逆转为维生素C。金属离子可加快维生素C的氧化速度。本品在酸性条件下即可被碘氧化,故可用碘量法测含量。

维生素C被氧化为去氢抗坏血酸后,分子中的共轭体系被破坏,更易被水解,生成2,3-二酮古洛糖酸,进一步氧化为苏阿糖酸和草酸。

维生素C在无氧条件下可脱水和水解,再进一步发生脱羧、脱水而生成糠醛,以至氧化聚合而呈色。这是维生素C及制剂在贮存中变色的主要原因。所以本品应密闭避光贮存,配制注射液时,应使用二氧化碳饱和的注射用水,pH控制在5.0~6.0之间,并加入EDTA和焦亚硫酸钠或半胱氨酸等作为稳定剂。为了提高维生素C的稳定性,可制成磷酸酯以利贮存和制剂。

维生素C在体内首先被氧化成2.3-二酮古洛糖酸,再转变为苏阿糖酸和草酸,或者生成L-来苏糖酸和L-木质酸。草酸可致泌尿系结石,它是引起肾脏毒性的主要原因。

维生素C在生物氧化还原过程中和细胞呼吸中起重要作用。参与氨基酸代谢、神经递质的合成、胶原蛋白和组织间质的合成,可降低毛细血管的通透性,降低血脂,增加机体抵御疾病的能力,并具有一定解毒功能及抗组胺作用。

临床用于坏血病的预防及治疗,用于肝硬化、急性肝炎和砷、铅等慢性中毒时肝脏损伤的辅助治疗。大剂量维生素C可用于克山病患者发生心源性休克的治疗。维生素C也可用于贫血、过敏性皮肤病,还可用于高血脂症、感冒和癌症的辅助治疗。