畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-復(fù)合氧化劑對(duì)維生素D31位α羥基化的工藝研究.doc

西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第i頁(yè) 西 南 交 通 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） seo2/t-buooh 復(fù)合氧化劑對(duì)維生素 d31 位 羥基化的工藝研究 年 級(jí)：2004 級(jí) 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 專 業(yè)：生物工程 指導(dǎo)老師： 2008 年 6 月 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第ii頁(yè) 摘 要 維生素 d 為固醇類衍生物，是一種重要的脂溶性維生素，在體內(nèi)以其活性代謝 物 1,25-二羥基維生素 d 的形式發(fā)揮作用，可以提高人體的對(duì)鈣磷的吸收，促進(jìn)骨 生長(zhǎng)和骨骼鈣化。維生素 d 主要有維生素 d2和 d3，以維生素 d3為主。近年來(lái)研究 發(fā)現(xiàn) 1,25-二羥基維生素 d3對(duì)治療多種疾病如佝僂病、腎臟骨營(yíng)養(yǎng)不良、骨質(zhì)疏松、 非白血性白血病、乳腺癌、前列腺癌、艾滋病等有著很高的潛力 。 1-羥基維生素 d3又稱阿法骨化醇，是一種重要的維生素 d3活性代謝物，可不 經(jīng)腎臟由腸道迅速吸收進(jìn)入血液，經(jīng)肝臟微粒體 25-羥基化酶作用使側(cè)鏈 25 位羥基 化后生成具有活性的 1,25-二羥基維生素 d3分布于腸道及骨等靶組織內(nèi)與受體結(jié)合 而表現(xiàn)出促進(jìn)腸道吸收鈣的作用、骨鹽溶解作用以及骨形成作用等一系列生理活性。 國(guó)內(nèi)外報(bào)道的阿法骨化醇的合成方法，一般以維生素 d3為原料，經(jīng)過(guò)酯化、環(huán)化、 氧化、開(kāi)環(huán)、水解五步最終生成阿法骨化醇。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包括三步反應(yīng)，第一步由維生素 d3和對(duì)甲苯磺酰氯生成維生 素 d3對(duì)甲苯磺酸酯；第二步由上步產(chǎn)物與 nahco3、無(wú)水甲醇生成 3,5-環(huán)合維生素 d3;第三步用 seo2/t-buooh 做氧化劑，最終合成 1-羥基 3,5-環(huán)合維生素 d3，最主 要的反應(yīng)就是第三步氧化反應(yīng)，這步反應(yīng)的收率很低，所以本次設(shè)計(jì)的主要目的就 是提高反應(yīng)的收率。 在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為了尋求最優(yōu)化生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)條件，都需要做許多實(shí) 驗(yàn)。如果影響實(shí)驗(yàn)的因素較多，這時(shí)就需要通過(guò)正交設(shè)計(jì)的方法，科學(xué)的安排實(shí)驗(yàn)， 減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，獲得有效的結(jié)果。本次設(shè)計(jì)為了找出氧化反應(yīng)的最優(yōu)反應(yīng)條件，首 先做了幾組實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示影響氧化反應(yīng)的主要因素是反應(yīng)時(shí)間、seo2：tbhp 的 摩爾比以及反應(yīng)溫度，并由此確定正交設(shè)計(jì)的因素水平表為三因素三水平表；接著 根據(jù)因素水平表選擇出合適的正交表 l9(34)，最后進(jìn)行了 9 組正交試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)再經(jīng)過(guò) 正交分析確定了最佳的實(shí)驗(yàn)條件。提高了產(chǎn)物的收率。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要用到一些試劑，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前需要自己制備，如無(wú)水甲醇、過(guò) 氧化叔丁醇（tbhp） 、無(wú)水二氯甲烷等。 關(guān)鍵詞： 維生素 d3；seo2/t-buooh；1-羥基維生素 d3；正交設(shè)計(jì) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第iii頁(yè) abstract vitamin d for the steroid derivatives, is an important fat-soluble vitamin, to play a role in the form of its active metabolition 1,25-dihydroxy vitamin d in body,can improve the bodys absorption of calcium and phosphorus,and promote bone growth and bone calcification.vitamin d usually contains vitamin d2 and d3, mainly to vitamin d3.in recent years, the study found that 1,25-dihydroxy vitamin d3 has a very high potential in treatment of various diseases such as rickets, malnutrition of kidney, osteoporosis, leukemia, breast cancer, prostate cancer and aids. 1-hydroxy vitamin d3 also known as alfacalcidol,is an important active metabolite of vitamin d3, can quickly absorbed by the intestine into the bloodstream not through the kidneys, then hydroxyed 25 side chain of activity by the liver microsomal 25-hydroxy enzyme to formate the 1,25-dihydroxyvitamin d3, which distributed in the intestinal tract, bone and other target tissues, binding with the target receptor and demonstrated to promote calcium absorption of intestine, bone salt dissolution and bone formation as a series of physical activity. the domestic and foreign reports show that the main synthetic method of alfacalcidol , generally takes vitamin d3 as a raw material, after the esterification, the cyclization, the oxidation, the split-ring and the hydrolisis five steps, finally produces the alfacalcidol. the experiment of this graduation project includes three-step reactions, firstly, produces vitamin d3 para-toluenesulfonic ester by vitamin d3 and -toluene sulfonyl chloride; the second step gains 3,5 cyclovitamin d3 by the product of last step, the absolute methanol and nahco3; the third step makes seo2/t-buooh as the oxidant to synthesize 1-hydroxyl-3,5 cyclovitamin d3.the main reaction is the third step of reaction, the yield of this step is very low, so the main purpose of this design is to raise the yield of reaction. in the production practice and scientific experiments, in order to seek the optimal production and experimental conditions, we need to do many experiments. if the impact of the factors is more, we need to through the orthogonal design methods and scientific experimental arrangement to reduce the number of experiments, access to effective results. to identify the optimal conditions, first of all, do several group of experiments,the result demonstrates that the major factors influencing oxidizing reaction is the reaction time, the mole ratio of seo2 and tbhp,as well as the reaction temperature, and thus determines the level of orthogonal factors to three factors and three levels table, then chooses the appropriate level of the orthogonal l9 (34) according to the factors table,finally carried on 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第iv頁(yè) nine group of orthogonal experiments.in the end, to determine the best experimental conditions after the orthogonal analysis.improve the yield of the product finally. in the course of experiments, some reagents is needed, we have to preparate them before the experiment , such as anhydrous methanol, tert-butyl hydroperoxide (tbhp), and anhydrous dichloromethane. key words :vitamin d3 ; seo2/t-buooh ;1-hydroxy vitamin d3;the orthogonal design 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第v頁(yè) 目 錄 第 1 章 緒論1 1.1 維生素2 1.1.1 維生素概述.2 1.1.2 維生素的分類.3 1.2 維生素 d4 1.2.1 維生素 d 簡(jiǎn)介4 1.2.2 維生素 d 的生理作用及毒性4 1.2.3 維生素 d 的代謝5 1.2.4 維生素 d3 的主要活性代謝產(chǎn)物9 1.3 維生素 d3活性代謝物合成的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12 1.3.1 1,25-二羥基維生素 d3合成的研究現(xiàn)狀 .12 1.3.2 1-羥基維生素 d3合成的研究現(xiàn)狀 25 1.4 烯丙位氧化的幾種方法：26 1.4.1 以過(guò)渡金屬氧化物為氧化劑或催化劑的烯丙位氧化.27 1.4.2 硒化合物在烯丙位氧化中的應(yīng)用.31 1.4.3 其它的烯丙位氧化方法.34 1.5 本次設(shè)計(jì)的主要思路36 第二章 實(shí)驗(yàn)部分37 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器37 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料.37 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器.38 2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容38 2.2.1 部分試劑的制備.39 2.2.2 實(shí)驗(yàn)原理與步驟.39 2.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析：.41 2.3 正交設(shè)計(jì)分析及實(shí)驗(yàn)優(yōu)化45 2.3.1 確定因素和水平45 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第vi頁(yè) 2.3.2 選用合適的正交表45 2.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果46 2.3.4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析.47 2.4 問(wèn)題與討論51 2.4.1 反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)與討論51 2.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論.53 結(jié)論55 致謝56 參考文獻(xiàn)：57 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第1頁(yè) 第 1 章 緒論 維生素是一種特殊的營(yíng)養(yǎng)成分，它們的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)不盡相同，但對(duì)人體卻 有類似的生理功能和營(yíng)養(yǎng)意義。維生素是人和動(dòng)物維持正常生命活動(dòng)與健康所必需 的微量有機(jī)化合物，現(xiàn)已證明，大多數(shù)維生素是機(jī)體內(nèi)某些酶的輔酶的組成成分， 在物質(zhì)代謝中起重要作用，沒(méi)有維生素，人就無(wú)法維持生命，同時(shí)，每種維生素有 著不同的功能，他們之間不能互相取代。維生素，顧名思義是維持生命的要素。它 存在于各類食物中，跟其他營(yíng)養(yǎng)成分最大的差別是既不供給熱量，也不構(gòu)成人體組 織，只需少量就能滿足生理需要。正因?yàn)槿绱?，人們常常忽略了維生素的補(bǔ)充，但 人一旦缺乏維生素，就會(huì)發(fā)生各種各樣的疾病。如維生素 a 用于治療夜盲癥；維生 素 b1用于腳氣?。粺熕嵊糜诓谄げ。痪S生素 c 用于壞血?。痪S生素 d 用于佝僂病1。 維生素 d 是一種脂溶性維生素，主要有維生素 d2和 d3兩種，其中應(yīng)用最廣的 是維生素 d3，是人和動(dòng)物皮下含的 7-脫氫膽固醇（即維生素 d3原）在紫外照射后 轉(zhuǎn)變而成，又名膽鈣化醇。維生素 d3有著重要的生理功能，調(diào)節(jié)體內(nèi)的鈣磷代謝水 平并參與骨的形成，最近研究還發(fā)現(xiàn)其在治療和預(yù)防許多疾?。ㄈ缲E病、腎臟骨 營(yíng)養(yǎng)不良、骨質(zhì)疏松、非白血性白血病、乳腺癌、前列腺癌、艾滋病等）有著很高 的潛力 。維生素 d3本身沒(méi)有生理活性，在體內(nèi)以 1,25-二羥基維生素 d3的形式發(fā) 揮作用。2 正常情況下人體可以自身合成或從食物中攝取足夠的維生素 d，并將其轉(zhuǎn)化為 活性形式。但一些腎臟功能不全的人和大多數(shù)老年人血漿 1,25-二羥基維生素 d3水 平降低，尤其在 65 歲以上老年人中。有研究顯示,健康且積極活動(dòng)老年人的 1,25-二 羥基維生素 d3水平無(wú)明顯的增齡改變，而對(duì)于住院失去活動(dòng)能力又未補(bǔ)充維生素 d 的老年人，血漿 1,25-二羥基維生素 d3水平則顯著降低。1,25-二羥基維生素 d3 增齡性的下降與維生素 d 結(jié)合蛋白(dbp)、25-oh 維生素 d3(即維生素 d 營(yíng)養(yǎng)缺乏) 和雌激素缺乏，腎 1 羥化酶活性降低或 1,25-二羥基維生素 d3的代謝清除有關(guān)。 阿法骨化醇（1-羥基維生素 d3）不是維生素 d 在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物，系人工合成制 劑，在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為 1,25-二羥基維生素 d3發(fā)揮其生物活性作用。 1-羥基維生素 d3的合成主要有 5 步：酯化、環(huán)化、氧化、開(kāi)環(huán)、水解4。其中 最主要的一步是通過(guò) seo2/buooh 復(fù)合氧化劑對(duì)維生素 d3 1 位進(jìn)行羥基化，這是一 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第2頁(yè) 種有效烯丙位氧化方法，在有機(jī)合成中經(jīng)常用到烯丙位氧化，有效且對(duì)環(huán)境無(wú)污染 的氧化劑將是以后研究的主要方向。 1.1 維生素 1.1.1 維生素概述維生素概述 維生素的發(fā)現(xiàn)是 20 世紀(jì)的偉大發(fā)明之一。1897 年，c.艾克曼在爪哇發(fā)現(xiàn)只吃 精磨的白米即可患腳氣病，未經(jīng)碾磨的糙米能治療這種病。并發(fā)現(xiàn)可治腳氣病的物 質(zhì)能用水或酒精提取，當(dāng)時(shí)稱這種物質(zhì)為“水溶性 b”。1906 年證明食物中含有除蛋 白質(zhì)、脂類、碳水化合物、無(wú)機(jī)鹽和水以外的“輔助因素”，其量很小，但為動(dòng)物生 長(zhǎng)所必需。1911 年 c.豐克鑒定出在糙米中能對(duì)抗腳氣病的物質(zhì)是胺類（一類含氮的 化合物），它是維持生命所必需的，所以建議命名為“ vitamine”。即 vital（生命的） amine（胺）,中文意思為“生命胺”。以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多維生素，它們的化學(xué)性質(zhì)不同， 生理功能不同；也發(fā)現(xiàn)許多維生素根本不含胺，不含氮，但豐克的命名延續(xù)使用下 來(lái)了，只是將最后字母“e”去掉。最初發(fā)現(xiàn)的維生素 b 后來(lái)證實(shí)為維生素 b 復(fù)合體， 經(jīng)提純分離發(fā)現(xiàn),是幾種物質(zhì)，只是性質(zhì)和在食品中的分布類似，且多數(shù)為輔酶。有 的供給量須彼此平衡，如維生素 b1、b2和 pp，否則可影響生理作用。維生素 b 復(fù) 合體包括：泛酸、煙酸、生物素、葉酸、維生素 b1（硫胺素）、維生素 b2（核黃素） 、吡哆醇（維生素 b6）和氰鈷胺（維生素 b12）。有人也將膽堿、肌醇、對(duì)氨基苯 酸（對(duì)氨基苯甲酸）、肉毒堿、硫辛酸包括在 b 復(fù)合體內(nèi)。 維生素是維持人體生命活動(dòng)必需的一類有機(jī)物質(zhì)，也是保持人體健康的重要活 性物質(zhì)。維生素在體內(nèi)的含量很少，但在人體生長(zhǎng)、代謝、發(fā)育過(guò)程中卻發(fā)揮著重 要的作用。各種維生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)雖然不同，但它們卻有著以下共同點(diǎn)： 維生素均以維生素原(維生素前體)的形式存在于食物中；維生素不是構(gòu)成機(jī)體 組織和細(xì)胞的組成成分，它也不會(huì)產(chǎn)生能量，它的作用主要是參與機(jī)體代謝的調(diào)節(jié)； 大多數(shù)的維生素，機(jī)體不能合成或合成量不足，不能滿足機(jī)體的需要，必須經(jīng)常 通過(guò)食物中獲得；人體對(duì)維生素的需要量很小，日需要量常以毫克(mg)或微克(ug) 計(jì)算，但一旦缺乏就會(huì)引發(fā)相應(yīng)的維生素缺乏癥，對(duì)人體健康造成損害。維生素與 碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì) 3 大物質(zhì)不同，在天然食物中僅占極少比例，但又為人 體所必需。維生素大多不能在體內(nèi)合成，必須從食物中攝取。維生素本身不提供熱 能。有些維生素如 b6、k 等能由動(dòng)物腸道內(nèi)的細(xì)菌合成，合成量可滿足動(dòng)物的需要。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第3頁(yè) 動(dòng)物細(xì)胞可將色氨酸轉(zhuǎn)變成煙酸(一種 b 族維生素)，但生成量不敷需要；維生素 c 除靈長(zhǎng)類（包括人類）及豚鼠以外，其他動(dòng)物都可以自身合成。植物和多數(shù)微生物 都能自己合成維生素，不必由體外供給。 維生素是人體代謝中必不可少的有機(jī)化合物。人體有如一座極為復(fù)雜的化工廠， 不斷地進(jìn)行著各種生化反應(yīng)。其反應(yīng)與酶的催化作用有密切關(guān)系。酶要產(chǎn)生活性， 必須有輔酶參加。已知許多維生素是酶的輔酶或者是輔酶的組成分子。因此，維生 素是維持和調(diào)節(jié)機(jī)體正常代謝的重要物質(zhì)?？梢哉J(rèn)為，維生素是以“生物活性物質(zhì)” 的形式，存在于人體組織中。 食物中維生素的含量較少，人體的需要量也不多，但卻是絕不可少的物質(zhì)。膳 食中如缺乏維生素，就會(huì)引起人體代謝紊亂，以致發(fā)生維生素缺乏癥。如缺乏維生 素 a 會(huì)出現(xiàn)夜盲癥、干眼病和皮膚干燥；缺乏維生素 d 可患佝僂??；缺乏維生素 b1可得腳氣?。蝗狈S生素 b2可患唇炎、口角炎、舌炎和陰囊炎；缺乏 pp 可患癩 皮??；缺乏維生素 b12可患惡性貧血；缺乏維生素 c 可患?jí)难　?1.1.2 維生素的分類 維生素是個(gè)龐大的家族，就目前所知的維生素就有幾十種，按照在油脂中和水 中的溶解性不同可以大致分為兩類：脂溶性維生素和水溶性維生素。 脂溶性維生素包括維生素 a、d、e、k 等。脂溶性維生素的功能沒(méi)有 b 族維 生素那樣清楚。維生素 k 參與一些蛋白質(zhì)中谷氨酸的羧化，維生素 d 促進(jìn)鈣的吸收， 維生素 a 為視紫蛋白的組成部分。脂溶性維生素大部分由膽鹽幫助吸收，循淋巴系 統(tǒng)到體內(nèi)各器官。體內(nèi)可儲(chǔ)存大量脂溶性維生素。維生素 a 和 d 主要儲(chǔ)存于肝臟， 維生素 e 主要存于體內(nèi)脂肪組織，維生素 k 儲(chǔ)存較少。脂溶性維生素易溶于非極性 有機(jī)溶劑，而不易溶于水，可隨脂肪為人體吸收并在體內(nèi)儲(chǔ)積，排泄率不高。 水溶性維生素包括 b 族維生素中的 b1、b2、b6、b12以及維生素 c、維生素 l、維生素 h、維生素 pp、葉酸、泛酸、膽堿等。所有水溶性維生素都參與催化功 能，b 族維生素是許多種輔酶的組成成分，這些輔酶擔(dān)負(fù)著氫、電子或基團(tuán)的轉(zhuǎn)移。 它們參與由酶催化的糖、脂肪、蛋白質(zhì)及核苷酸等的代謝，維生素 c 參與許多羥化 反應(yīng)。水溶性維生素在動(dòng)植物細(xì)胞中廣泛存在。水溶性維生素從腸道吸收后，通過(guò) 循環(huán)到機(jī)體需要的組織中，多余的部分大多由尿排出，在體內(nèi)儲(chǔ)存甚少。水溶性維 生素易溶于水而不易溶于非極性有機(jī)溶劑，吸收后體內(nèi)貯存很少，過(guò)量的多從尿中 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第4頁(yè) 排出。 有些物質(zhì)在化學(xué)結(jié)構(gòu)上類似于某種維生素，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的代謝反應(yīng)即可轉(zhuǎn)變成維 生素，此類物質(zhì)稱為維生素原，例如 -胡蘿卜素能轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素 a；7-脫氫膽固醇 可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素 d3；但要經(jīng)許多復(fù)雜代謝反應(yīng)才能成為尼克酸的色氨酸則不能稱為 維生素原。 1.2 維生素 d 1.2.1 維生素 d 簡(jiǎn)介 維生素 d 于 1926 年由化學(xué)家卡爾首先從魚(yú)肝油中提取。它是淡黃色晶體，熔 點(diǎn) 115118，不溶于水，能溶于醚等有機(jī)溶劑。它化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在 200下仍 能保持生物活性，但易被紫外光破壞。維生素 d 是一族 a、b、c 和 d 環(huán)結(jié)構(gòu)相同 但側(cè)鏈不同的分子的總和，是具有膽鈣化醇生物活性的一類化合物，基本結(jié)構(gòu)是環(huán) 戊氫烯菲環(huán)。維生素 d 為固醇類衍生物，具抗佝僂病作用，又稱抗佝僂病維生素。 維生素 d 是一種脂溶性維生素，有五種化合物，最重要的成員是 d2和 d3。維生素 d 均為不同的維生素 d 原經(jīng)紫外照射后的衍生物。植物不含維生素 d，但維生素 d 原在動(dòng)、植物體內(nèi)都存在。植物中的麥角醇為維生素 d2原，經(jīng)紫外照射后可轉(zhuǎn)變 為維生素 d2，又名麥角鈣化醇；人和動(dòng)物皮下含的 7-脫氫膽固醇為維生素 d3原， 在紫外照射后轉(zhuǎn)變成維生素 d3，又名膽鈣化醇。 維生素 d2 分子式 c28h44o，維生 素 d3 分子式 c27h44o 。 結(jié)構(gòu)式如下（圖 1-1）： ho 主 主 主 d2 ho 主 主 主 d3 圖圖 1-1 1.2.2 維生素 d 的生理作用及毒性 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第5頁(yè) 1.2.2.1 維生素 d 的生理作用 維生素 d 主要與鈣和磷的代謝有關(guān)，它影響這些礦物質(zhì)的吸收以及它們?cè)诠墙M 織內(nèi)的沉積。維生素 d 在體內(nèi)肝腎處轉(zhuǎn)化為活性形式，并被動(dòng)送至腸、骨和腎臟， 與甲狀旁腺素共同作用，維持血鈣水平。當(dāng)血鈣水平較低時(shí)，在小腸可促進(jìn)鈣結(jié)合 蛋白合成，從而增加鈣磷吸收，也可促使鈣在腎小管的重吸收，并將鈣磷從骨中動(dòng) 員出來(lái)；當(dāng)血鈣過(guò)高時(shí)，促使甲狀旁腺產(chǎn)生降鈣素，阻止鈣從骨中動(dòng)員，以及增加 鈣磷從尿中排出。維生素 d 促使骨與軟骨及牙齒的礦物化，并不斷更新以維持其正 常生長(zhǎng)。此外，維生素 d 對(duì)防止氨基酸通過(guò)腎臟時(shí)的丟失也有重要作用，且還具有 免疫調(diào)節(jié)功能，可改變機(jī)體對(duì)感染的反應(yīng)?？偨Y(jié)如下： 1、 提高肌體對(duì)鈣、磷的吸收，使血漿鈣和血漿磷的水平達(dá)到飽和程度； 2、 促進(jìn)生長(zhǎng)和骨骼鈣化，促進(jìn)牙齒健全4； 3、 通過(guò)腸壁增加磷的吸收，并通過(guò)腎小管增加磷的再吸收； 4、 維持血液中檸檬酸鹽的正常水平； 5、 防止氨基酸通過(guò)腎臟損失。 1.2.2.2 維生素 d 的缺乏癥及毒性 缺乏維生素 d 導(dǎo)致腸道對(duì)鈣和磷的吸收減少，腎小管對(duì)鈣和磷的重吸收降低， 造成骨髓和牙齒的異常礦化，繼而使骨骼畸形。主要缺乏癥為： 佝僂?。?維生素 d 缺乏，骨髓不能正常鈣化，變軟，易彎曲，畸形，同時(shí) 影響神經(jīng)、肌肉、造血、免疫等組織器官的功能。多見(jiàn)于嬰幼兒。 骨軟化癥：易發(fā)于成人，特別是妊娠、哺乳的婦女和老年人。主要表現(xiàn)為骨 軟化，易折斷。初期腰背部、腿部不定位的時(shí)好時(shí)壞的疼痛，常在活動(dòng)時(shí)加??；嚴(yán) 重時(shí)造成骨骼脫鈣，骨質(zhì)疏松，有自發(fā)性、多發(fā)性骨折5。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第6頁(yè) 維生素 d 的過(guò)量及毒性 人體對(duì)維生素 d 的耐受性因人而異，一般每日攝取量 不宜超過(guò) 400iu（10g）。一些學(xué)者認(rèn)為，長(zhǎng)期短日攝入 200iu（50g）的維生素 d 就可導(dǎo)致中毒。維生素 d 中毒的癥狀包括高血鈣癥、高尿鈣癥、厭食、惡心、嘔 吐、口渴、多尿、皮膚瘙癢、肌肉乏力、關(guān)節(jié)疼痛等。由于鈣可在軟組織內(nèi)（如心 臟、血管、腎小管等）沉積，往往造成心臟、腎臟及大動(dòng)脈鈣化，引起心血管系統(tǒng) 導(dǎo)常等并導(dǎo)致腎衰竭，這是死亡的主要原因。妊娠期和嬰兒初期過(guò)多攝取維生素 d，可引起出生體質(zhì)量偏低，嚴(yán)重者可有智力發(fā)育不良及骨硬化。但通常膳食的維 生素 d 來(lái)源一般不會(huì)造成過(guò)量。 1.2.3 維生素 d 的代謝 維生素 d 是一組固醇類脂溶性維生素。其代謝產(chǎn)物 1,25-二羥維生素 d 為維持 人體鈣磷代謝所必需的一種激素。 維生素 d2、d3皆可人工合成，維生素 d4為人工合成的維生素 d2類似物。維生 素 d2與維生素 d3的生物化學(xué)特性及對(duì)人的生理功能相似。維生素 d4對(duì)哺乳動(dòng)物的 作用只有維生素 d3或維生素 d2的 2/3 或 3/4。維生素 d5、維生素 d6結(jié)構(gòu)亦類似， 對(duì)人類無(wú)重要性。維生素 d 經(jīng)吸收進(jìn)入人體血液，與特異的維生素 d 結(jié)合 -球蛋 白(dbp)相結(jié)合，迅速進(jìn)入肝臟，經(jīng) 25-羥化酶的作用形成 25-羥維生素 d (25-ohd)； 再經(jīng)血到腎臟，由于 1-羥化酶的作用，轉(zhuǎn)化成生物活性很強(qiáng)的 1,25-二羥維生素 d，其化學(xué)結(jié)構(gòu)、生物學(xué)作用方式均似類固醇激素。它促進(jìn)腸道對(duì)鈣、磷的吸收； 增進(jìn)腎曲管對(duì)鈣、磷的回吸收；促使鈣、磷自骨中溶于血；同時(shí)促進(jìn)鈣、磷沉著于 骨基質(zhì)，故維生素 d 能預(yù)防及治療佝僂病和骨軟化癥。6 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第7頁(yè) h ho ho h h ho ho ho oh ho oh hooh hv 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 7-主 主 主 主 主主 主 主 d3主 主 6-cis-d3 主 主 主 d325-主 主 主 主 主 d3 24主 25-主 主 主 主 主 d3 1a主 25-主 主 主 主 主 d3 圖圖 1-2 維生素 d3在人體內(nèi)的主要代謝過(guò)程見(jiàn)（圖 1-2）。自皮膚形成的 d3與 dbp 結(jié) 合經(jīng)血入肝?？诜?d3至小腸，在膽鹽的作用下，與脂質(zhì)一同自粘膜吸收成乳糜微 粒經(jīng)淋巴系統(tǒng)入肝；注射的 d3吸收后也經(jīng)血入肝。在肝細(xì)胞微粒體經(jīng) 25-羥化酶的 作用形成 25-羥基維生素 d3入血，25-羥基維生素 d3為血清中多種維生素 d 代謝產(chǎn) 物中含量多且最穩(wěn)定的一種，其血清濃度可代表機(jī)體維生素 d 營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，正常值約 1168ng/ml。25-ohd 經(jīng)血入腎,在近端曲管細(xì)胞的線粒體內(nèi)經(jīng) 1-羥化酶的作用生 成 1,25-二羥維生素 d3，其產(chǎn)生受內(nèi)分泌系統(tǒng)的嚴(yán)格控制，其血清含量隨人體對(duì)鈣、 磷的需要而增多或減少。血 pth（甲狀旁腺素）的升高及鈣、磷降低，使 1- 羥化 酶活性增強(qiáng)，致 1,25-二羥維生素 d3增多，血鈣、磷增高時(shí)，24-r 羥化酶活性增強(qiáng)， 使 24,25-二羥維生素 d3增多。許多組織的細(xì)胞有 1,25-二羥維生素 d3的受體，如 小腸粘膜細(xì)胞、骨細(xì)胞、腎遠(yuǎn)端曲管細(xì)胞、皮膚生發(fā)層細(xì)胞、胰島細(xì)胞及乳腺細(xì)胞 等。腎、腸、軟骨等細(xì)胞的線粒體并有 24-r 羥化酶，在血鈣、磷正常或升高時(shí)， 25-羥基維生素 d3在腎、腸經(jīng) 24-羥化酶羥化成 24,25-二羥維生素 d3，其生物活性遠(yuǎn) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第8頁(yè) 低 1,25-二羥維生素 d3。 正常人攝入 d2或 d3后，80以上可自小腸吸收,其代謝物與部分 d2或 d3自膽 汁及糞便排泄。4以下自尿排出。攝入或充分曬太陽(yáng)后合成較多量維生素 d 時(shí)， 可儲(chǔ)于脂肪及肝達(dá)數(shù)月。 1,25-二羥維生素 d 通過(guò)細(xì)胞的特異受體作用于靶器官。促進(jìn)鈣、磷自小腸 吸收。1,25-二羥維生素 d 與腸粘膜細(xì)胞的胞漿受體結(jié)合后，運(yùn)入胞核，促進(jìn)基因 表達(dá)合成鈣結(jié)合蛋白(cabp)，使鈣離子(ca2+)自小腸粘膜乳頭上皮細(xì)胞的刷毛緣吸收； 動(dòng)員骨鈣、磷到血，使骨鈣與 cabp 結(jié)合入血；使骨無(wú)機(jī)鹽化，刺激成骨細(xì)胞， 促使鈣、磷沉著于骨；通過(guò)遠(yuǎn)端腎小管細(xì)胞受體，與 pth 共同增進(jìn)鈣的回吸收， 血鈣升高后抑制 pth(pth 增多尿磷)，而增加磷的回吸收；通過(guò)特異受體，增加 皮膚生發(fā)層的 7-脫氫膽固醇含量，使胰島細(xì)胞增多胰島素的產(chǎn)量，增加乳腺對(duì)鈣的 運(yùn)轉(zhuǎn)等。 血清鈣降低時(shí)，pth 迅速升高，刺激腎 1-羥化酶活性增強(qiáng)，產(chǎn)生 1,25-二羥維 生素 d 增多。血清磷降低則可直接增強(qiáng)腎 1-羥化酶活性，增加 1,25-二羥維生素 d 的形成。1,25-二羥維生素 d 可抑制 1-羥化酶活性，但引發(fā) 24-r 羥化酶活性。 降鈣素(ct) 與 1,25-二羥維生素 d 提高血清鈣、磷的作用相反，使鈣、磷沉著于骨 以保持骨的硬度，并避免血鈣過(guò)高。血清鈣升高可抑制腎 1-羥化酶，但刺激 24-羥 化作用。1,25-二羥維生素 d、pth 與 ct 互相反饋調(diào)節(jié)，以維持人體正常鈣磷代謝。 在妊娠和哺乳時(shí)，催乳素和雌激素可增加 1,25-二羥維生素 d 的生成，以提高對(duì)鈣 的吸收。 維生素 d3在體內(nèi)的代謝過(guò)程：維生素 d3在皮膚內(nèi)的合成如（圖 1-3）：皮膚生 發(fā)層的 7-脫氫膽固醇（即維生素 d3原）經(jīng)紫外線照射，首先形成前維生素 d3，在 皮膚溫度作用下，再轉(zhuǎn)化成維生素 d3(在體溫下，約需 36 小時(shí))。持續(xù)紫外線照射使 部分前維生素 d3轉(zhuǎn)化成光固醇或速固醇貯于皮膚內(nèi)。前維生素 d3用盡時(shí)，紫外線 照射可使二者又轉(zhuǎn)化為前維生素 d3，再形成維生素 d3，維生素 d3與維生素 d 結(jié)合 -球蛋白結(jié)合入血。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第9頁(yè) h ho h ho hooh hv 7-主 主 主 主 主 主 主 主 d3主 主 主 主 主 d3 主 主 主 h ho 主 主 主 主 主 hv hv ho 圖圖 1-3 維生素 d3的形成為光化學(xué)作用，不需酶類。紫外線不能穿透普通窗玻璃，但在 戶外蔭涼處可受到紫外線照射，大氣飄塵和衣著皆影響紫外線穿透。自皮膚形成的 d3與 dbp 結(jié)合經(jīng)血入肝；口服 d3至小腸，在膽鹽的作用下，與脂質(zhì)一同自粘膜吸 收成乳糜微粒經(jīng)淋巴系統(tǒng)入肝；注射的 d3吸收后也經(jīng)血入肝。在肝細(xì)胞微粒體經(jīng) 25-羥化酶的作用形成 25-羥基維生素 d3入血，25-羥基維生素 d3為血清中多種維生 素 d3代謝產(chǎn)物中含量最多且最穩(wěn)定的一種，其血清濃度可代表機(jī)體維生素 d 營(yíng)養(yǎng) 狀態(tài),正常值約 1168ng/ml。25-羥基維生素 d3經(jīng)血入腎,在近端曲管細(xì)胞的線粒體 內(nèi)經(jīng) 1- 羥化酶的作用生成 1,25-二羥維生素 d3，其產(chǎn)生受內(nèi)分泌系統(tǒng)的嚴(yán)格控制， 其血清含量隨人體對(duì)鈣、磷的需要而增多或減少。 1.2.4 維生素 d3 的主要活性代謝產(chǎn)物 維生素 d3的活性代謝產(chǎn)物才是在體內(nèi)發(fā)揮生物活性作用的主要物質(zhì)。在骨質(zhì) 疏松癥治療領(lǐng)域中，應(yīng)用最廣泛的維生素 d 活性代謝物制劑包括骨化三醇(1,25- 二羥維生素 d3，羅蓋全)和阿法骨化醇即 l-羥基維生素 d3，其他還有骨化二醇(25- 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第10頁(yè) 羥基維生素 d3)、雙氫速甾醇(dht)也用于治療骨質(zhì)疏松癥。嚴(yán)格地說(shuō)，阿法骨化 醇不是體內(nèi)維生素 d 的活性代謝產(chǎn)物，而是一種前體藥物，在肝臟內(nèi)代謝為具有 生物活性的 1,25-二羥維生素 d3。下面主要介紹 1,25-二羥維生素 d3（骨化三醇） 和 1-羥基維生素 d3（阿法骨化醇）。 1.2.4.1 1,25-二羥維生素 d3 1,25-二羥基維生素 d3是固醇類激素的家族成員，已被確認(rèn)為腎臟分泌的一種 激素或稱 d-激素，具有構(gòu)成內(nèi)分泌系統(tǒng)激素的 4 個(gè)關(guān)鍵成分。維生素 d 的生物活性 作用主要是通過(guò) 1,25-二羥維生素 d3與靶器官組織細(xì)胞核上的 vdr（維生素 d 結(jié) 合蛋白）相互作用而產(chǎn)生功效，同時(shí)也通過(guò)膜 vdr 的非基因途徑來(lái)發(fā)揮其快速的生 物活性作用。7 vdr 主要存在于腸、甲狀旁腺和骨這些經(jīng)典靶器官細(xì)胞中，也廣泛存在于其他 器官。因此，vdr 的功能本質(zhì)上亦反映了 1,25-二羥維生素 d3的功能。細(xì)胞 vdr 水平受 1,25-二羥維生素 d3和其他類固醇激素包括雌激素、糖皮質(zhì)激素和 pth 的 影響。vdr 的不同基因型可能與骨量的峰值有關(guān)，vdr bb 基因型可降低 vdr 的 rna 水平，而低水平的 vdr 會(huì)降低鈣吸收的能力。vdr 基因型和骨量、骨質(zhì)疏松 有一定關(guān)系。 在不同靶組織上 1,25-二羥維生素 d3有不同的功能。腸道 1,25-二羥基維生素 d3通過(guò) vdr 核受體合成鈣結(jié)合蛋白(calbindin)-9k 和 28k 來(lái)增加主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和促進(jìn)鈣 吸收；骨組織 1,25-二羥基維生素 d3通過(guò)刺激骨細(xì)胞分化和堿性磷酸酶、骨鈣素、 骨橋蛋白和膠原的合成(體外實(shí)驗(yàn)中膠原合成隨成骨細(xì)胞密度、時(shí)間、分化階段不同 而有差異)，抑制骨吸收細(xì)胞因子的產(chǎn)生，如白細(xì)胞介素(il)-l、腫瘤壞死因子(tnf) 等。體外實(shí)驗(yàn)表明，1,25-二羥基維生素 d3增加轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(tgf) 水平，而 tgf- 是刺激成骨細(xì)胞增殖和分化的重要因子，因此 1,25-二羥基維生素 d3有促骨 形成作用。在體外實(shí)驗(yàn)中，大劑量 1,25-二羥基維生素 d3可促進(jìn)破骨細(xì)胞分化，而 在體內(nèi)生理劑量時(shí)可通過(guò)增加鈣的吸收和抑制 pth 的分泌而抑制骨吸收。甲狀旁腺 1,25-二羥基維生素 d3直接作用于甲狀旁腺細(xì)胞，抑制 pth 的分泌。 1,25-二羥基維生素 d3對(duì)骨代謝的作用主要有： 對(duì)骨形成的作用 a. 間接作用 活性維生素 d 可促進(jìn)腸鈣吸收，提高血鈣濃度，使鈣在骨中沉積，給骨礦化提 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第11頁(yè) 供原料是其對(duì)骨形成的間接作用； b. 直接作用 成骨細(xì)胞是活性維生素 d 作用的重要靶器官，1,25-二羥基維生素 d3不論在體 內(nèi)和體外都具有調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的分化和活性作用，且來(lái)源不同的成骨細(xì)胞也有不同 反應(yīng)。體外培養(yǎng)顯示，1,25-二羥基維生素 d3可修飾成骨細(xì)胞的分化通路，對(duì)分化 狀態(tài)不同期的成骨細(xì)胞具有選擇性作用。8 在培養(yǎng)人成骨細(xì)胞時(shí)，1,25-二羥基維生素 d3對(duì)相對(duì)處于成熟階段的細(xì)胞更具 正性作用，并增加骨鈣素和堿性磷酸酶的表達(dá)，但卻抑制骨涎蛋白的表達(dá)，亦可促 進(jìn)處于成熟后期成骨細(xì)胞 i 型膠原的表達(dá)，對(duì)基質(zhì)細(xì)胞也具有促增殖作用。1,25-二 羥基維生素 d3可激活多種信息途徑，上調(diào)或下調(diào)與成骨細(xì)胞增殖和分化相關(guān)的基因 表達(dá)，同時(shí)也可增加 tgf- 的合成及胰島素樣生長(zhǎng)因子(igf)-1 受體的數(shù)量，通過(guò)相 應(yīng)基因的啟動(dòng)、轉(zhuǎn)錄而對(duì)堿性磷酸酶、骨鈣素、骨橋蛋白等起上調(diào)作用。對(duì)于 i 型 膠原，1,25-二羥基維生素 d3則因細(xì)胞密度、使用時(shí)間和濃度的不同而起抑制和刺 激合成的作用。1,25-二羥基維生素 d3可促進(jìn)相對(duì)不成熟成骨細(xì)胞的合成，但可抑 制較成熟成骨細(xì)胞和骨涎蛋白的合成，并下調(diào) pth、pth 相關(guān)肽(pthrp)、降鈣素、 il-2、1 羥化酶。這些成骨細(xì)胞合成的基質(zhì)和蛋白不僅保證了骨組織膠原纖維的礦 化，還可增加骨質(zhì)量所必需的成分。成骨細(xì)胞數(shù)量不足和功能缺陷在骨質(zhì)疏松癥中 所起作用較過(guò)去設(shè)想的重要得多。1,25-二羥基維生素 d3是青春期骨加速生長(zhǎng)的一 個(gè)重要刺激因子，也是骨量峰值形成的關(guān)鍵因子和佝僂病患兒生長(zhǎng)落后的原因。對(duì) 于老年人，骨重建特別是成骨細(xì)胞活力的維持是骨質(zhì)量和骨機(jī)械穩(wěn)定性能的保障。 對(duì)骨吸收(破骨)的作用 a. 間接作用 破骨細(xì)胞功能的激發(fā)主要來(lái)自對(duì)成骨細(xì)胞產(chǎn)生的某些破骨細(xì)胞活化因子作出的 應(yīng)答，維生素 d 活性產(chǎn)物在刺激成骨細(xì)胞時(shí)還能促進(jìn)破骨細(xì)胞分化，使前成骨細(xì)胞 發(fā)育成具有促進(jìn)骨吸收作用的成熟破骨細(xì)胞，體現(xiàn)了其促進(jìn)骨吸收的間接作用。目 前已知 1,25-二羥基維生素 d3作用于成骨細(xì)胞，促使產(chǎn)生破骨細(xì)胞分化因子即 odf,又 稱核因子一 b 活化受體(rank)配體(rankl)、腫瘤壞死因子相關(guān)活化誘導(dǎo)細(xì)胞因 子(tranc)和骨保護(hù)素配體(0pcl)，從而促進(jìn)了破骨細(xì)胞的發(fā)育。 b 直接作用 在成熟的破骨細(xì)胞上無(wú) 1,25-二羥基維生素 d3受體，而其前體細(xì)胞上則有此受 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第12頁(yè) 體。1,25-二羥基維生素 d3促進(jìn)前體破骨細(xì)胞向成熟破骨細(xì)胞分化，其后通過(guò)對(duì)成 骨細(xì)胞的作用，在 odf 作用下,募集起無(wú)骨吸收活性的破骨細(xì)胞，并使其發(fā)育為具 有骨吸收活性的破骨細(xì)胞，從而增加破骨細(xì)胞數(shù)量，增加骨吸收。9 對(duì)腸鈣吸收的作用 從十二指腸到結(jié)腸的腸黏膜細(xì)胞中都有 1,25-二羥基維生素 d3受體，其分布在 十二指腸最密，至下腸道逐漸減少。在基礎(chǔ)狀態(tài)，正常成人空腸部位的凈鈣吸收是 回腸的 3 倍。若給予 1,25-二羥基維生素 d31 周后，空腸和回腸的鈣吸收率均顯著 增加，而且回腸的鈣吸收率可達(dá)到空腸的水平。結(jié)腸在 1,25-二羥基維生素 d3作用 下鈣吸收率也會(huì)明顯增加，這對(duì)保證小腸切除后患者的鈣吸收具有重要意義。10 鈣從小腸進(jìn)入細(xì)胞外液的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主要通過(guò) 1,25-二羥基維生素 d3誘導(dǎo)的鈣結(jié) 合蛋白來(lái)加以調(diào)節(jié)。腸鈣吸收的效率隨年齡增長(zhǎng)而降低，即年齡增加可降低食物鈣 吸收的效率，這與 1,25-二羥基維生素 d3水平相對(duì)低下、腸道細(xì)胞內(nèi) 1,25 維生素 d 受體缺乏及其他鈣主動(dòng)性吸收機(jī)制紊亂有關(guān)。與年齡增長(zhǎng)相關(guān)的鈣吸收障礙導(dǎo)致 了繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥，并伴有骨丟失。重要的是，鈣吸收不良可被 1-羥基 維生素 d3或骨化三醇糾正，而與特殊的內(nèi)在原因和患者年齡無(wú)關(guān)。 鈣結(jié)合蛋白有兩個(gè)主要類型，分別為分子量 28 ku 的 calbindin 28k(cabp28k)和 分子量為 9 ku 的 calbindin 9k(cabp9k,icabp)。在哺乳動(dòng)物，cabp 28k 主要分布于 腎、腦、胰，cabp 9k 主要分布在腸壁。在去卵巢大鼠因雌激素減弱造成的骨質(zhì)疏 松模型中，其小腸黏膜中 cabp9k mrna 表達(dá)明顯下降，補(bǔ)充雌激素則可增加腸壁 細(xì)胞對(duì) 1,25-二羥維生素 d3的反應(yīng)或直接提高 cabp9k 的表達(dá)，從而以直接或間接 方式參與調(diào)節(jié)腸鈣吸收。臨床上絕經(jīng)后并有嚴(yán)重肝臟疾病的患者，加用雌激素替代 治療可改善單用鈣劑及維生素 d 治療無(wú)效的低鈣血癥。 通過(guò)細(xì)胞因子和其他途徑對(duì)骨代謝的調(diào)節(jié)作用 在老年性骨質(zhì)疏松癥(sop)中常出現(xiàn)骨吸收增加但不伴骨形成增加。相反，升高 的 pth 可刺激 igf 結(jié)合蛋白(igfbp-4)分泌增加，后者對(duì) igf-1 和 igf-2 有抑制作 用。1,25-二羥基維生素 d3缺乏可減少 tcf- 的分泌，這些因素抑制了成骨細(xì)胞的 產(chǎn)生、分化和代謝。不論男性還是女性 sop 患者，在股骨頸皮質(zhì)骨和骨小梁中， igf-1 和 tgf- 均有增齡性減少，這與骨折危險(xiǎn)增加有關(guān)。 igfbp-3 和 igfbp-5 可增加 igf-1 和 igf-2 促骨有絲分裂的強(qiáng)度，在老年人中 其含量減少，而抑制 igf 的 igfbp-4 卻增多。老年人的成骨細(xì)胞對(duì)全身和局部的骨 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第13頁(yè) 代謝因子反應(yīng)低下，這對(duì) sop 有特殊意義，這與 igfbp-4 有關(guān)。與雌激素相同， igf-1 在腎臟是 1-羥化酶系統(tǒng)激活活性維生素 d 代謝的重要輔助因子，igf-1 還控 制 vdr 基因的表達(dá)，換言之，igf-1、igf-2 和 1,25-二羥維生素 d3激素缺乏使肌 肉強(qiáng)度明顯減弱，易致跌倒，增加骨折危險(xiǎn)。1,25-二羥基維生素 d3還通過(guò)對(duì) pth 的調(diào)節(jié)發(fā)揮其對(duì)骨代謝的調(diào)節(jié)作用。 1.2.4.2 1-oh 維生素 d3 1-羥基維生素 d3又稱阿法骨化醇(alfacalcidol，1)，化學(xué)名為 9,10-開(kāi)環(huán)膽甾-5 z，7e,10(19)-三烯-1,3-二醇，最早由美國(guó)骨保健國(guó)際公司(bone care internationa1) 研制，并先后在以色列 (1979 年)、德國(guó) (1979 年)、日本 (1982 年)、意大利(1985 年)獲得批準(zhǔn)上市?，F(xiàn)丹麥 leo 制藥公司的產(chǎn)品在世界各國(guó)均有銷售，多用于因維 生素 d 代謝障礙而引起的鈣代謝紊亂。臨床用于骨質(zhì)疏松癥、慢性腎功能不全、甲 狀旁腺功能減退癥、抗維生素 d 佝僂病、骨軟化癥等。我國(guó)從 1997 年開(kāi)始有國(guó)產(chǎn) 品上市，主要有片劑 (重慶第六制藥，一等) 及膠丸(青島海爾藥業(yè)有限公司等)2 種 劑型。 1-羥基維生素 d3是維生素 d3的一種較重要的活性代謝物，并有調(diào)節(jié)骨的無(wú)機(jī) 鹽的作用，其穩(wěn)定性與維生素 d3相同，有促進(jìn)腸道吸收鈣，升高血清鈣水平的作用， 并有促進(jìn)骨形成的作用。口服后由腸道迅速吸收進(jìn)入血液，可不經(jīng)過(guò)腎臟，直接由 肝臟微粒體 25-羥基化酶作用使側(cè)鏈 25 位羥基化后生成具有活性的 1,25-二羥基維 生素 d3，分布于腸道及骨等靶組織內(nèi)與受體結(jié)合而表現(xiàn)出促進(jìn)腸道吸收鈣的作用、 骨鹽溶解作用以及骨形成作用等一系列生理活性。11 1.3 維生素 d3活性代謝物合成的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3.1 1,25-二羥基維生素 d3合成的研究現(xiàn)狀 維生素 d 是一類不經(jīng)體內(nèi)代謝而能直接在體內(nèi)發(fā)揮作用的脂溶性活性物質(zhì)，它 不能由人體制造而必須從食物中攝取。狄路卡等證明維生素 d 是一個(gè)前體激素， 其活性型為 1,25-二羥基維生素 d3。維生素 d 本身并無(wú)生物活性，與載體蛋白結(jié) 合經(jīng)血循環(huán)輸送到全身，需在體內(nèi)經(jīng)一系列羥化過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)樵S多極性化合物，其中 特別重要的是首先在肝臟經(jīng)肝細(xì)胞線粒體中羥化酶的作用形成 25-羥基維生素 d3。1,25-二羥基維生素 d3的作用原理與經(jīng)典類固醇激素一樣，涉及遺傳信息的表 達(dá)。關(guān)于存在 1,25-二羥基維生素 d3受體/結(jié)合蛋白的靶組織除傳統(tǒng)的小腸、骨和腎 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第14頁(yè) 臟外，還有胰、腦垂體、甲狀旁腺、乳腺、胎盤，甚至還可存在于性腺、子宮、結(jié) 腸、皮膚成纖維細(xì)胞、胸腺和腮腺等多種組織。近來(lái)，發(fā)現(xiàn) 1,25-二羥基維生素 d3 可抑制增生并降低白血病細(xì)胞分化，它可將白血病細(xì)胞分化為單核細(xì)胞/巨嗜細(xì)胞。 另外，它還可抑制一系列其它惡性細(xì)胞增生，包括胸腺、前列腺和結(jié)腸癌細(xì)胞。 1,25-二羥基維生素 d3還影響激素分泌。除了影響甲狀旁腺和垂體腺激素分泌，還 報(bào)道有增加胰島素分泌。此外，它還影響免疫系統(tǒng)，抑制 t-細(xì)胞增生和細(xì)胞分裂表 達(dá)。因而可能有更廣泛的作用。 1,25-二羥基維生素 d3 的合成方法很多，其方法總體上可以分為局部合成和全 合成兩大類。全合成主要是由 22 羥基膦氧化物與 25 羥基酮縮合進(jìn)行手性合成，該 類方法具有工藝復(fù)雜、流程長(zhǎng)、產(chǎn)品總收率低等特點(diǎn)。局部合成可以從合適的單體 著手，采用靈活的方式進(jìn)行合成，具有工藝較為簡(jiǎn)單、流程短、總收率高等特點(diǎn)； 該類方法的路徑很多，其中以天然甾體為單體的路徑最具特色，近幾年表現(xiàn)最為活 躍。12 1.3.1.1 由天然甾體合成 由膽固醇合成 1985 年，vandewall 等基于 25-羥基維生素前體(2)(由 25-羥基膽固醇經(jīng)高壓汞燈 轉(zhuǎn)化而成)出發(fā)合成 1,25-二羥基維生素 d3(1)。為保護(hù)不穩(wěn)定的三