D-生物素的作用(2)

　　生物素是碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢中的一种必需辅酶。参与碳水化合物与蛋白质之间的互相转变、蛋白质和碳水化合物转化为脂肪。并作为羧化酶的辅酶，转移羧基和固定二氧化碳。还作为许多酶的辅基，起着羧基载体的作用，在碳水化合物代谢中，固定二氧化碳和脱羧。

　　当日粮中碳水化合物摄入量不足时，生物素对维持正常血糖水平很重要。它在蛋白质合成、氨基酸脱氨、嘌呤合成和核酸代谢中起着重要作用，也是不同氨基酸分解中的羧基转移的必需物质。长链不饱和脂肪酸的合成和必需脂肪酸的代谢均需要生物素。生物素还与乙酰胆碱的合成和胆固醇代谢有关。

　　生物素在动物体内以辅酶的形式参与糖、蛋白质、脂肪的代谢过程。生物素是维持动物皮肤、毛、蹄、生殖和神经系统的发育所必需的，还可提高饲料利用率、增重等。缺乏时，生长缓慢，繁殖障碍，出现皮炎、脱毛、皮肤角化等。猪常见皮肤溃烂，口黏膜发炎，腹泻，痉挛，蹄底裂缝并出血。主要用于维生素H缺乏所引起的病变及营养不良的辅助剂。

　　方法1：工业合成方法。以富马酸(2)为起始物，经溴加成、二溴:化物被苄胺取代以及光气闭环，生成咪唑烷酮顺二甲酸(3)，继而转变为酸酐(4)并被环己醇开环为外消旋单酯(5)，5用(+)一麻黄碱高收率地拆分为所需的旋光异构体(6)，6的对映体循环返回酸酐(4)。氢化硼锂还原6中的酯键使之成为醇羟基并转变为所需构型的内酯(7)，用硫代乙酸钾处理生成硫代内酯(8)，再经格氏反应和脱水得到在侧链导人头3个碳原子的中间体(9)。

　　催化氢化使侧链烯键饱和并立体专一性地确立了第3个手性中心(10)，并用氢溴酸处理成为环锍盐(11)，利用锍正离子的吸电性在其邻位碳原子上导人丙二酸酯残基而得到生物素前体(12)。最后经酸性承解，脱去用来保护两个氨基的苄基并使丙二酸酯成为二酸并脱羧，制得旋光纯的生物素(1)。全过程总收率大于25％，每步反应平均收率在90％以上。

　　方法2：以L一氨基酸为起始原料的方法。L-氨基酸中以L-半胱氨酸和L-胱氨酸分子最符合生物素结构的要求。1977年以L一半胱氨酸盐酸盐(13)为初始反应物，先后用苯甲醛和氯甲酸甲酯处理以保护氨基和巯基(14，15)，15经还原和氧化，分子中的羧基转变为醛基(17)，再与格氏试剂作用生成侧链烯丙醇(18)。18与原乙酸三甲酯反应后发生Claisen重排，得到含反式戊烯酸酯倒链的中问体(19)经水解开环、溴代和巯基对烯键加成，重新组环形成四氢噻吩衍生物(20)。

　　水解使氨基游离(21)，经重排和成环生成二环化台物(22)。用叠氮基取代(s 2)22中的溴只获得16％的所需中间体(23)，23被氢化和水得到二胺(26)，然后用光气环化为眯唑烷酮(27)后侧链成酯(28)，酯键还原为醇(29)，酸催化使29成环状锍盐(30)。