焦磷酸硫胺素的制备工艺及生物活性

背景及概述

焦磷酸硫胺素（英语：Thiamine pyrophosphate，TPP或英语：thiamine diphosphate，ThDP）是一种硫胺素（维生素B1）衍生物。它由硫胺素在肝细胞内受硫胺素焦磷酸激酶的催化被磷酸化而生成。分子内含有嘧啶环和噻唑环，不过噻唑环是其催化性质的关键。它是体内催化α-酮酸氧化脱羧的辅酶，也是磷酸戊糖途径中转酮酶的辅酶。其噻唑环2-位被去质子化后生成的叶立德是重要的中间物，焦磷酸硫胺素可作为亲核试剂进攻羰基的碳原子，噻唑环对碳负离子有稳定作用[1]。

理化性质

焦磷酸硫胺素的天然品存在于米糠、胚芽、酵母及豆类等中。焦磷酸硫胺素白色结晶性粉末。干燥品稳定，水溶液不稳定。熔点238-240℃，在242nm波长处有最大吸收。本品易溶于水，水溶液pH值显酸性；难溶于乙醇、丙酮和乙醚。

图1 焦磷酸硫胺素的性状图

制备工艺

焦磷酸硫胺素可由米糠或酵母水解后提取得到。合成法方法甚多。可由4-氨基-2-甲基-5-乙酰氨甲基嘧啶经水解、加成缩合、环合水解、氧化、置换等步骤制得。乙脒与α-二甲氧甲基-β-甲氧基丙腈在醇钠作用下，经缩合、水解生成嘧啶衍生物，后者与二氧化碳、氨水反应、再与乙酸-γ-氯代-δ-乙酰丙酯缩合、酸性水解及环合得硫代硫胺盐酸盐，经氨水中和，过氧化氢氧化，硝酸铵转化成硝酸硫胺，最后加盐酸制得。维生素B1自然存在于米糠、麸皮、瘦肉、花生米等食物中，纯品通常由化学合成制备。过量的盐酸乙脒在碱性(甲醇和甲醇钠)介质中与α-二甲氧基-β-甲氧基丙腈缩合为3，6-二甲基-1，2-二氢-2，4，5，7-四氮萘，然后在98～100℃下水解，再在碱性条件下开环生成2-甲基-4-氨基-5-氨甲基嘧啶；接着与二硫化碳和氨水作用，然后与乙酸-γ-氯代-γ-乙酰丙酯缩合，再在盐酸中、75～78℃下水解和环合成焦磷酸硫胺素。

参考文献

[1]廖明永.维生素B1与肿瘤关系的研究进展[C] 中国国际肿瘤营养学论坛暨全国肿瘤营养与支持治疗学术会议.2014.