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硫胺素

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硫胺素一般指维生素B1

硫胺素又称维生素B1、抗脚气病因子、抗神经炎因子等，是维生素中发现最早的一种。由嘧啶环和噻唑环结合而成的一种B族维生素。是最早被人们提纯的水溶性维生素，化学名为氯化3-[（4-氨基-2-甲基-5-嘧啶基）-甲基]-5-2-羟乙基）-4-甲基噻唑𬭩盐酸盐，具有维持正常糖代谢的作用。

简单介绍

硫胺素为无色结晶体，溶于水，在酸性溶液中很稳定，在碱性溶液中不稳定，易被氧化和受热破坏。维生素B1主要存在于种子的外皮和胚芽中，如米糠和麸皮中含量很丰富，在酵母菌中含量也极丰富。瘦肉、白菜和芹菜中含量也较丰富。维生素B1以辅酶形式参与糖的分解代谢，有保护神经系统的作用;还能促进肠胃蠕动，增加食欲。

维生素B1的发现与预防和治疗脚气病是分不开的。脚气病在我国典籍上早有记载，可鉴于《内经》和孙思邈的《备急千金要方》。

维生素B1又称硫胺素（thiamine）或抗神经炎素，是第一个被发现的维生素，由真菌、微生物和植物合成，动物和人类则只能从食物中获取。维生素B1主要存在于种子的外皮和胚芽中，如米糠和麸皮中含量很丰富，在酵母菌中含量也极丰富。硫胺素由嘧啶环和噻唑环结合而成，在体内参与糖代谢。

理化性质

硫胺素常以其盐酸盐的形式出现，分子式C12H17ClN4OS·HCl，分子量337.29。又称盐酸硫胺。白色结晶性粉末。有微弱特臭、味苦，有潮解性。熔点248℃，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于醚和苯中。维生素B1具有维持正常糖代谢及神经传导的功能。自然界中以酵母中维生素B1含量最多。可由2-甲基呋喃和乙烯腈等合成或由β-乙氧基丙酸乙酯和甲酸乙酯等合成。

生理功能

临床上所用的维生素B1都是化学合成的产品。在细胞内，维生素B1的生物活性形式为硫胺素焦磷酯（thiamine pyrophosphate，TPP），TPP是丙酮酸脱氢酶复合体（pyruvate dehydrogenase complex， PDHC）、α- 酮戊二酸脱氢酶复合体（α-ketoglutarate dehydrogenase complex，KGDHC）和磷酸戊糖途径的转酮醇酶（tran-sketolase， TK）反应中的重要辅助因子。PDHC和KGDHC是细胞利用葡萄糖产生ATP途径的重要组成部分；TK则是糖异生的关键酶。作为糖酵解中两种关键性催化酶类的辅酶，硫胺素对葡萄糖代谢具有重要的作用。此外，体内氧化还原反应的主要成分还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（reduced nicotinamide adenine dinucleotide，NADH）、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（reduced nicotinamide adeninedinucleotide phosphate，NADPH）和谷胱甘肽都是在以焦磷酸硫胺素为辅助因子的酶促反应过程中产生的。硫胺素在维持脑内氧化代谢平衡方面，如脂质过氧化产物水平和谷胱甘肽还原酶活性方面发挥重要作用。另外，以焦磷酸硫胺素作为辅酶的酶还参与了氨基酸合成以及其他细胞代谢过程中有机化合物的合成过程。最近的研究表明，维生素B1的衍生物能够参与到基因表达调控、细胞应激反应、信号转导途径以及神经系统信号转导等机体重要的生理过程，而维生素B1衍生物的这些作用是不依赖于其辅酶的作用。维生素B1是葡萄糖代谢的关键酶的辅助因子，在维持脑内氧化代谢平衡方面具有重要作用。维生素B1是维持神经、心脏及消化系统正常机能的重要生物活性物质。

VB1缺乏的病理

酗酒相关的维生素B1缺乏是临床上最常见的维生素B1缺乏原因之一，称为韦尼克 - 柯萨可夫综合征（Wernicke-Korsakoff’s Syndrome，WKS），患者除了有明显的认知丧失、记忆力减退外，其脑内病变为选择性神经元死亡，KGDHC活性明显降低并伴随类似阿尔茨海默病患者的神经元纤维缠结。TD所引起的小鼠脑内的病理改变首先出现在丘脑中线旁丘脑核（submedial thamalic nucleus， SmTN），表现为神经元的选择性死亡，小胶质细胞肥大、增生，并表达氧化应激标志物血红素氧合酶-1（heme oxyge-nase-1， HO-1），血管内皮细胞表达细胞间黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1， ICAM-1），晚期出现星型胶质细胞增生，并有出血灶和病变脑区内淀粉样蛋白聚集。维生素B1缺乏时，三羧酸循环发生障碍，丙酮酸和乳酸堆积，ATP产生受阻，首先影响主要依靠糖代谢提供能量的神经组织。TD在体内和体外都可引起氧化应激，是研究脑代谢紊乱导致选择性神经元死亡的经典模型。进一步地研究显示，线粒体功能异常、内质网应激、炎症和免疫因素都参与TD引起的神经元死亡过程。消化道疾病患者和65岁以上的老年人群中，亚临床维生素B1缺乏非常普遍。在65岁以上的老年人群中，血液维生素B1水平减少约1/3；大约1/3的充血性心力衰竭患者被检出硫胺素缺乏；1型和2型糖尿患者血浆中硫胺素分别降低了75%和49%左右，维生素与糖尿病关系密切，尤其是维生素B1。

缺乏时表现

脚气病

VB1缺乏时糖代谢障碍糖氧化受阻形成丙酮酸乳酸堆积，影响机体能量供应，临床出现消化、循环系统症状等。大约在1630年就有人发现了脚气病。1882年日本的一将军观察到许多船员有纳差、便秘、肠蠕动减慢、腹胀等症状，并注意到与食物有关，后来他在饮品中加上大米饭、肉、蔬菜后，发现有这些症状人少了许多。现已证实，这些症状就是缺乏 VB1而引起的。缺乏VB1常表现消化系统症状如胃纳差、便秘、肠蠕动减慢、腹胀；心血管系统表现为心动过速、水肿、心脏肥大和扩张；神经系统表现为疲乏、记忆力减退、失眠，重者可出现中枢和周围发炎症状或者精神错乱。有些患者还可出现对称性的脚趾感异常：足部灼痛、腓肠肌痉挛、脚痛等症状。治疗脚气病首先应纠正病因，可通过补充维生素B1、利尿消肿、调节胃肠道等对症治疗。

乳酸堆积

VB1在人体新陈代谢过程中，对糖代谢和维持神经系统正常功能方面起重要作用。哺乳期缺乏VB1会使糖类物质代谢障碍，乳酸其它代谢产物堆积，有害的物质也会在母乳中出现堆积，容易使婴儿产生中毒反应。 [9] 食物来源编辑 VB1来源主要有几方面，一是粮谷类、豆类、硬果和干酵母中含量比较丰富，因此糙米和带麸皮的面粉比精白米中VB1含量高；二是在动物的内脏如肝、肾、瘦肉和蛋黄中含有VB1；三是有些蔬菜如芹菜和紫菜等均有不同含量的VB1。

合成路线

维生素B1由嘧啶环和噻唑环通过亚甲基结合而成，总结文献报道的合成路线，可以分为两大类：汇聚式和直线式。汇聚式路线通过独立构建嘧啶环和噻唑环，再将两者结合。直线式路线通过在已经构建好的嘧啶环上逐步构建噻唑环。

汇聚式路线

1937年，Joseph等第一次完成了VB1的全合成。该小组以3-乙氧基丙酸乙酯2为起始原料，其α位发生甲酰化、钠代反应形成烯醇钠盐3，再与盐酸乙脒4环合得到5，其羟基经卤代、氨化得到7，氢溴酸溴代后与4-甲基-5-噻唑乙醇发生季胺化反应形成9，最后与氯化银置换形成目标产物VB1。该路线采用汇聚式合成方法，步骤较短，原子经济性好，但缺点在于中间体2到5的甲酰化、钠代、环合步骤以及8到9的季胺化反应收率较低，因此该路线工业化生产受到限制。

直线式路线

直线式路线是工业上常用方法，即从一个已经构建好的嘧啶环2-甲基-4-氨基-5-（氨基甲基）嘧啶10出发，逐步构建噻唑环部分。（1）直线式路线中间体嘧啶环的合成 10是VB1直线式路线生产中的一个重要中间体。该化合物合成方法较多，根据其起始原料的不同，可将路线概括为两大类：丙二腈路线和丙烯腈路线。 Hoffmann-La Roche 公司开发的路线以丙二腈11为起始原料，经Knoevenagel缩合得到12，再经胺化、环合、还原得到10。该合成路线简洁，总收率79%，但因其起始原料丙二腈以及在环合步骤使用的乙基乙酰亚胺盐酸盐价格昂贵，致使生产成本较高，限制了其在工业上的应用。有学者以氰乙酰胺16为起始原料，经过Vilsmeier-Haack 反应形成中间体17，该步反应以三氯氧磷作为脱水剂可使底物脱水形成丙二腈中间体形式再参与反应。17经环合、还原得到10，三步反应总收率65.2%。环合步骤使用了价廉的4代替14，较好的提升了路线的经济性。由UBE公司开发的路线以丙烯腈18为起始原料，甲氧基化后得到19，其α位在碱性条件下形成烯醇钠盐20，再经正丁基保护、环合、成肟以及还原反应后得到10。该法以廉价的丙烯腈为起始原料，成本低，但延长了反应步骤，总收率降至61.8%。目前，国内工业化路线是以丙烯腈为原料，其胺化产物形成烯醇钠盐25，再经邻氯苯胺保护、环合、碱性条件下水解后得到10。该路线工艺条件温和，总收率64.1%，但在环合步骤，盐酸乙脒需用碱中和进行预处理，得到了不稳定的乙脒和废盐，增加了额外的处理成本，且使用了具有致癌性的邻氯苯胺作为保护基团，毒性较大。传统方法中，使用未经游离的4作为合成子直接用于环合形成嘧啶类化合物，一般在反应体系中需要添加有机碱（DIPEA）做缚酸剂。 2013年，有学者在使用了有机碱作为缚酸剂效果不佳的情况下首次尝试性的筛选了路易斯酸催化剂用于催化环合反应，优选使用价廉易得的氯化锌做催化剂，反应产率高。后处理通过添加NaOH溶液调pH的方法，过滤Zn（OH）2沉淀，实现路易斯酸与产物的分离，同时对金属残留进行了详细的追踪，小于100 ppm。该路线两步收率75%，革除了保护基团的使用，提高了反应的原子经济性，工业化前景好。

（2）直线式路线噻唑环的合成在嘧啶环基础上逐步构建噻唑环，主要有以下方法。有研究者以10为底物，与 3-氯-5-乙酰氧基-2-戊酮以及二硫化碳环合得到前体化合物29，再经水解以及双氧水氧化得到1，三步反应收率49.3%。此后，该研究小组在此基础又做了改进，采用3-氯-5-羟基-2-戊酮直接与10 反应，简化了合成路线，将反应收率提高至60.6%。由Roche公司开发的新路线使用催化量的对甲苯磺酸，通过形成中间体31后再与3-巯基-5-乙酰氧基-2-戊酮缩合形成1，三步反应总收率67.2%，该路线更为简洁，为目标分子的构建提供了新思路。在VB1合成方法中，汇聚式路线因反应收率较低限制了其在工业化上的应用，直线式路线逐渐成为工业上常用方法。直线式路线按起始原料不同分为丙烯腈路线和丙二腈路线，丙二腈路线较为简洁，但成本较高；丙烯腈路线成本低，但路线相对较长。国内外学者对各路线的不足投入大量的研究，进行不断改进，取得了较好的成果，如在丙烯腈路线环合步骤革除了保护基团的使用，为工业化降低生产成本提供了较好的思路。今后，如能在汇聚式路线季胺化反应上取得突破，VB1生产成本还有较大的下降空间，因此，继续开发一种操作简单、低成本、绿色、高收率的合成方法意义重大。

药理作用

硫胺素分子中含有嘧啶环和噻唑环，它实际是嘧啶的衍生物。在机体中，硫胺素可被硫胺素激酶催化，在ATP及Mg2+的存在之下，转化为焦磷酸硫胺素(TPP)。

一般作用

1、维生素B1参与糖代谢，因此可以维护人体正常的消化，从而具有延缓皮肤衰老之功效;

2、维生素B1被称为精神性维生素，对神经组织及精神状态有十分重要的影响，能够改善精神状况，消除疲劳;

3、维生素B1有助于维持精神组织、肌肉、心脏活动的正常;

4、维生素B1可以改善记忆力，让女性聪明更漂亮;

5、维生素B1能使头发滋润有光泽。

正常需要

1、10―19岁的少女建议每日摄取量为1.1毫克;

2、20―69岁的女性建议每日摄取量为0.8―1.3毫克;

3、成年人每日吃1小碗燕麦片可满足需要;成年人每日吃约2棵白菜可满足需要;成年人每日吃4―5个西红柿可满足需要;成年人每日吃4―5个茄子可满足需要;

4、妊娠、哺乳期女性每天需摄取1.5―1.6毫克;生病、生活紧张、接受手术时，要增加摄入量。

缺乏症

1、维生素B1缺乏时，可引起多种神经炎症，如脚气病菌。维生素B1缺乏所引起的多发性神经炎，患者的周围神经末梢有发炎和退化现象，并伴有四肢麻木、肌肉萎缩、心力衰竭、下肢水肿等症状;

2、维生素B1缺乏常由于摄入不足，需要量增高和吸收利用障碍。肝损害、饮酒也可引起。长期透析的肾病者、完全胃肠外营养的病人以及长期慢性发热病人都可发生。初期症状，有疲乏、淡漠、食欲差、恶心、忧郁、急躁、沮丧、腿麻林和心电图异常。一般分成几类:干性脚气病，湿性脚气病，婴儿脚气病。

3、维生素B1缺乏会出现消化不良、体重下降的症状;易引发呕吐、便秘、心脏肥大。

过量表现

1、这种水溶性维生素是没有副作用的;

2、多余的分量完全排出体外，不会贮留在人体中。每天服用超过5~10g时，偶尔会出现发抖、疱疹(herpes)、浮肿、神经质、心跳增快及过敏等的副作用。

需要人群

1、抽烟、喝酒、常摄取砂糖的人要增加维生素B1的摄取量;

2、在妊娠、哺乳期或是服用避孕药的女性需要大量的维生素B1;

3、假如您有在饭后服用胃酸抑制剂的习惯，那么您就会丧失在这顿饭中所摄取到的B1;

4、处于紧张状态的人――生病、焦虑、精神打击、手术后等――不仅需要B1，而且需要B族中所有的维生素，也就是说应该加服复合维生素B制剂。

补充须知

维生素B1在人体内仅停留3―6小时，因此必须每天补充。

喜酸怕碱不耐高温

常用的盐酸硫胺是白色结晶粉末，在碱性药物如苯巴比妥钠、硫酸氢钠、枸橼酸钾能引起变质，在酸性溶液中较稳定。但还要提醒大家，由于VB1在中性或碱性易分解，当pH值大于7时或受热，绝大部分甚至全部的VB1分解。因此，高温炸制、烘烤或熏制的食品中的维生素B1会损失很多。

避免大量饮酒

维生素B1对体内分解酒精是不可缺乏的物质，但如果连日饮酒，维生素B1的吸收能力就会降低。 [ 酗酒者也更容易缺乏维生素B1，增加器质性遗忘综合征的发病几率。该病会导致脑损伤、记忆丧失、混乱、不稳定和间歇性视力丧失。

抗维生素

自然界存在着无数对立的事物，如加和减正数和负数，人体内的同化和异化等。维生素也一样，存在着它的对立物质。抗维生素往往是一些与相应的维生素结构很似的物质，它们干扰维生素在机体内的代谢功能，使维生素无法正常发挥作用。如生鱼中有一种维生素B1酶，它可将维生素B1分解而使其失去作用，只有煮熟鱼以后这种抗维生素B1的物质才无法分解维生素B1。尽管抗维生素物质是维生素的死对头，但并非都是对人类无益，关键是怎样正确使用。如消灭微生物的药物都是抗维生素，人们正是利用它们抑制细菌或其它微生物来达到治疗效果。抗维生素的存在揭示我们当服用某些对维生素有对抗作用的药物时，应补充相应的维生素或采取其他措施，以防维生素缺乏症的发生。

特殊功效

1、维生素B1是人体能量代谢，特别是糖代谢所必需的，故人体对硫胺的需要量通常与摄取的热量有关。当人体的能量主要来源于糖类时，维生素B1的需要量最大。

2、维生素B1还是维持心脏，神经及消化系统正常功能所必需的。

备注说明

1、B族维生素之间有协同作用，一次摄取全部B族维生素，要比分别摄取效果更好。

2、维生素B1怕高温，容易在烹调过程中被破坏。

建议用量

成人的建议每日摄取量是1.0~1.5mg。妊娠、哺乳期每天摄取1.5~1.6mg;

不良反应

(1)正常剂量对正常肾功能者几无毒性。大剂量静脉注射时，可能发生过敏性休克。 (2)大剂量用药时，可干扰测定血清茶碱浓度，测定尿酸浓度可呈假性增高，尿胆原可产生假阳性。

(3)建议治疗Wernicke脑病注射葡萄糖前，应先用维生素B1。

(4)肠胃外大剂量应用维生素B1产生的过敏性休克可用肾上腺素治疗。

食物来源

酵母、米糠、全麦、燕麦、花生、猪肉、大多数种类的蔬菜、麦麸、牛奶。

食物含量前十位

前十位

(每100克)

1.酵母 (6.56毫克)

2.葵花子仁 (1.89毫克)

3.腊肉(烟肉)(0.90毫克)

4.猪排骨(大排) (0.80毫克)

5.咸肉(0.77毫克)

6.花生仁(生) (0.72毫克)

7.猴头菇(0.69毫克)

8.黑芝麻 (0.66毫克)

9.叉烧肉 (0.66毫克)

10.榛子(干) (0.62毫克)

硫胺素含量

(每100克)

1.拔丝珍珠苹果 (0.94毫克)

2.韩式烟肉 (0.89毫克)

3. 山楂玫瑰厚锅饼 (0.87毫克)

4.湖南糖醋排骨(0.79毫克)

5.白灵菇清炖排骨 (0.79毫克)

6.天津糖排骨 (0.79毫克)

7.香酥排骨 (0.79毫克)

8.花生排骨汤 (0.78毫克)

9.炸酱排骨 (0.78毫克)

10. 柱侯烧骨煲 (0.78毫克)

参考资料

1.维生素B1合成研究进展．百度学术[引用日期2019-10-17]

2. 维生素B1缺乏与老年性痴呆．百度学术[引用日期2019-10-17]

3. 王翔朴,王营通,李珏声主编.卫生学大辞典.青岛：青岛出版社.2000.第470页.

4. 沈鑫甫等编.中学教师实用化学辞典.北京：北京科学技术出版社.2002.第300-301页.

5. 奶粉行业很多大品牌出过问题．人民网[引用日期2020-03-05]

6. 基于核酶开关的哺乳细胞内硫胺素焦磷酸荧光生物传感器的建立．百度学术[引用日期2019-10-24]

7. 补充维生素B1或许对预防痴呆有益．新民晚报[引用日期2020-03-05]

8. 预防糖尿病要知道的那些事儿~ ．中国疾病预防控制中心[引用日期2020-03-05]

9. 维生素B1缺乏与防治．百度学术[引用日期2019-10-17]

10. 男子每天喝一斤白酒酗酒一年喝出了"脚气病" ．人民网[引用日期2020-03-05]

11. 饲料中维生素B1的应用进展．百度学术[引用日期2019-10-17]

12. 吃错食物会伤脑！饮食做到4点让大脑更年轻．人民网[引用日期2020-03-05]