卫矛醇的理化性能与特点

卫矛醇的理化性能与特点卫矛醇，又称半乳糖醇，甜醇，己六醇英文名称：Dulcitol,Galactitol。各种结构式：分子式：GH4Q,分子量：182.17,CA笑录号：608-66-2。.卫矛醇一般的物理化学性质：无色或白色结晶性粉末，味微甜。熔点189〜191C,沸点275〜280c（0.13kpa），相对密度1.28.溶于热水,1g溶于2ml沸水，30ml冷水；微溶于乙醇，相对密度（d2°）1.47,系内消旋，无旋光性的六价线型糖醇。最早发现于卫矛科植物的提取物中[1],即是扶芳藤等许多中草药中和植物中的活性成分[2],也是生物体中D-半乳糖代谢的产物之一[3],以及可以用D-半乳糖氢化还原合成的一种多元糖醇。.卫矛醇晶体形态：高纯度卫矛醇产品晶形如图1〜3（40音放大镜像）：图1图2图3纯度较低的较低的卫矛醇产品晶形如图4〜6（40倍放大镜像）：图4图5图6.卫矛醇一般的试剂熔点是188〜189C,高纯度的产品，熔点可以达到189〜190c[4]（根据实验，熔点还可以达到191C）。纯度越高,熔点越高。熔点是常见的各种多元糖醇中最高的（在多元醇中也仅次于肌醇的熔点）。其结构中内能较其他多元醇要大，更容易制造出高纯度、结构密实的晶体。用熔点结合外观、口感来判断卫矛醇真伪.卫矛醇具有其他糖醇所不备的高温时瞬间升华性能［5］。可能在制作硝（基）化炸药或特种晶体方面有所利用的特殊意义。.卫矛醇对沙门氏菌、亚利桑拿纳菌等具有特殊的生物反应特征。在国家进出口商品检验行业标准SN0170-92”出口食品沙门氏菌属（包括亚利桑那菌）检验方法”中，规定使用的试剂“亚利桑那菌琼脂（SA）”和“卫矛醇半体琼脂（D）”中作为主要成分。这个特性应该是以往卫矛醇使用的最多耗用对象。.卫矛醇是生命体具有特定比例的代谢（排泄）物。因此，用于某些特定疾病的诊断［6］。.卫矛醇可直接和间接的作为药物。在我国卫矛醇于上世纪五十年代末就有报道从昆明山海棠根提取的卫矛醇“经临床试用于类风湿性关节炎，证明有一定疗效，的”。可能由于当时卫矛醇的熔点仅有188c189C,纯度不高，而疗效不如没有经过提取的昆明山海棠，还具有使“个别病人用药后出现口干、皮肤瘙痒、严重胸闷感。症状于用药3〜5小时内出现，5〜7日自行消退。”［7］八九十年代，在许多新特药等医药手册中有介绍，直到本世纪初，才没有再直接药用的报道。但是，由卫矛醇衍生的二澳卫矛醇和去水卫矛醇相继出现在新特药和肿瘤用药的名目中，其中，注射用去水卫矛醇现已列入具有药品国家标准（WS-10001-（HD-0723）-2002）。其要用功能为“用于慢性粒细胞性白血病，对肺癌等也有迅速缩小瘤体的作用。”［8］有关单位正在与国外公司合作准备进入国际药物市场。可能这个用途在未来随着去水卫矛醇的推广使用，使卫矛醇的耗用有所增加，但是预计耗用量也不会太大。.卫矛醇可以做为塔格糖的生产原料。国外已有多名专家和学者分别将价格半乳糖醇（卫矛醇）转化生产塔格糖［9］,这是种利用半乳糖醇（卫矛醇）生物合成D-塔格糖方法，即半乳糖生物合成法。由于目前卫矛醇的主要生产和使用仅仅局限于试剂领域，用量少，产量低，价格相对昂贵，使这项科研成果的推广受到影响。如果，能有大量使用的前提保障，卫矛醇在经济批量的生产条件下，可使产品成本降到与其他糖醇大体相当的水平。但在我国应用前景仍然受到原来负责对食品添加剂监管的技术监督部门所制定的食品添加剂“尤其是产品原辅料、产品工艺、产品名称和产品检验方法等必须与标准规定一一对应。对于不具备食品安全标准、行业标准或卫生部指定标准的产品或与上述标准规定的配方、工艺、标准不相符的产品，一律不得受理生产许可申请。”[10]法规（因不切合食品科学的实际和有碍科技发展而值得商榷的问题）绝对性限制，更主要的是半乳糖醇（卫矛醇）转化生产塔格糖，将受到D-半乳糖作为塔格糖原料的相对竞争，尽管如此，作为塔格糖等新食品原料仍是卫矛醇生产及科研单位，市场应用研究的主攻对象，前景要比医药领域应用的潜力大的多。.卫矛醇与稀土和金属离子的配位作用。北京大学化学与分子工程学苏允兰等人发表的“银与半乳糖醇的两种配合物的红外光谱法研究”揭示到：“金属离子与糖的相互作用对糖和金属离子在生物体内的作用有极为重要的影响，例如钙离子与糖的配位对动物体内钙的运输、贮存以及膜结构的稳定有影响。我们选取了半乳糖醇（卫矛醇）这种具有中心对称结构的糖醇作为研究对象，外光谱反映了配合物分子配位结构上的差别，它是一种描述金属糖配合物形成的很好的手段。”[11]“在我国稀土已大量应用于农业使作物增产，并用于饲养业作为饲料的微量添加剂，因此稀土将有可能越来越多地进入环境，进人食物链。稀土离子的生物效应越来越引起人们的重视。同时稀土也常被用作探针去探测钙的结合位置。我们选择半乳糖醇为模型来研究稀土与糖分子间的相互作用，以加深我们对金属离子对许多生物功能的作用和机理的理解目前我们查到的文献中只有错与半乳糖醇的晶体结构。我们合成了半乳糖醇的错、铉、衫、银络合物，测定了铉、杉与半乳糖醇的晶体结构以及肌醇的错、铉、彩络合物，测定了错、铉与肌醇的晶体结构，并用红外光谱对各种络合物加以表征。结果表明糖醇羟基及水同时参与与金属离子的配位，红外光谱反映了结构上的细微差别。我们测定了铉、杉与半乳糖醇的晶体结构，元素分折结果说明结构中银与半乳糖醇以1：1存在，与错、铉、杉同半乳糖醇以2:1配位不同。这与红外光谱结果一致。”[12]这方面更深入和具体的应用试验资料还没有其他发现。.卫矛醇还通过有酯化等生成多种下游产物，具有一定的可开发利用的科研价值。根据有机化学反应机理，卫矛醇同其他多元醇一样，具有可以与有机酸或无机酸反应，生成相应的酯化物。去水卫矛醇就是典型的卫矛醇酯化产物。其他酯化物尚无研究报道，有待开发。还有根据卫矛醇这一有机物结构判断和推断，下游产物还可以生成：D-苏糖；D-塔罗糖醇；1,6-Dichloro-1,6-dideoxydulcitol;1,2-丙二醇；粘酸；曲酸，蔗糖丁烯酯；趣乙醛；琥珀酸；乙酰基甲酸；2-hydroxypropionicacid等等。还有利用其生物活性的特点和化学的稳定性等特性也有应用开发的潜力。如多元醇在淀粉糊化中的应用等。.卫矛醇是具有多种原料来源，便于提取加工的一种生物质资源性产物。卫矛醇存在于许多中草药和植物和某些真菌中，有关文献报道的含有卫矛醇成分的中草药、植物和真菌的有：卫矛（鬼箭羽）、扶芳藤、正木的叶、参科植物、昆明山海棠根、红藻菜、白毅的根块、变叶裸实、地黄、芳香新塔花根茎、非洲隔囊蚁巢伞（真菌）、甘肃醉鱼草、构树枝条、胶陀螺（真菌）、雷公藤、荔枝核、柳穿鱼、千年健根茎、桑叶、紫花列当、通关藤、无梗五加果实、西南山茶种子、小叶丁香花、芝麻花、肉灰蓉、碧血草等等。但是这些资源，仅仅是代表了卫矛醇在自然界中存在的广泛性，并非是卫矛醇工业化生产的经济资源，因为这些物质卫矛醇含量不多，来源有限或原料价格昂贵，以目前的开发研究情况看，如果不是联产或综合利用方式的生产技术模式，不宜作为卫矛醇工业化生产的原料。作为卫矛醇工业化的经济原料主要是D-半乳糖和多元糖醇混合液（液体木糖醇、木糖醇母液），以D-半乳糖生产卫矛醇，应该是低聚半乳糖与D-半乳糖和某一多元糖醇联产的工艺为规模化的最经济模式。以木糖母液为原料联产L-阿拉伯糖、和某多元糖醇、或以木糖醇母液为原料联产木糖醇、阿拉伯糖醇、山梨糖醇、也是卫矛醇生产经济模式，以多元醇生产技术提取的卫矛醇，净化程度要比一般的植物提取工艺高得多，因此纯度也高于一般的植物提取卫矛醇，可以接近纯净物。还有以“白花蛇舌草悬浮细胞培养制备卫矛醇”[13]以及以淀粉糖等低价糖资源为起始原料的异构化生物法生产卫矛醇也应是具有一定竞争能力的生产模式。在比较经济合理的联产和组合工艺条件下，卫矛醇的产品售价在40〜50元/kg,就可以达到其多元糖醇的成本利润率的平均水平。但是，在市场用量很小的情况下，生产成本会成倍上升，售价基本上超过150元/kg。.卫矛醇的毒理学评价卫矛醇作为药物和药物中间体，在世界范围已经有几十年的应用历史，除副作用“个别病人用药后出现口干、皮肤瘙痒、严重胸闷感。症状于用药3〜5日内出现，5〜7日自行消退”［14］外未见其他毒副作用的报道。早在八十年代杭州卫生防疫站就对含有3〜7疵矛醇的液体木糖醇毒理学实验，并证明是无毒的［15］。2013年由中国轻工业联合会提出，国家工信部批准颁布，全国

食品发酵标准化中心归口的液体木糖醇的行业标准（QB/T4574-2013）,对液体木糖醇中的卫矛醇含量未做特殊约定和限量。还有韩国的韩完锡在我国申报200710199018.9专利，提出用5〜15%&矛醇溶液用胶原蛋白涂覆过的聚二嗯烷酮单丝，用于伤口缝合，可以促进切口部位的愈合而增强了细胞再生，即有止血作用，还可改善皮肤弹性。可见卫矛醇对人体皮肤及血液是不能有伤害的。芬兰的苏尔塔有限公司在我国申报的95196339.2号国际专利，还把1,4脱水半乳糖醇作为“含有低卡路里填充物的食品制”。在我国用富含卫矛醇的液体木糖醇（木糖醇母液）制作食品添加剂木糖醇酊单硬脂酸酯，于八十年代就列入了国家的食品添加剂标准（GB5426-85）,九十年代末又改为国家轻工的食品添加剂标准（QB/T3784—1999）,近期由国家卫计委员发布的食品安全国家标准“食品添加剂木糖醇酊单硬脂酸酯”征求意见稿，仍然明确“木搪醇母液与硬脂酸反应而成的食品添加剂木糖醇酊单硬脂酸酯”的使用安全性。天津有3家制药企业申报过用于治疗白血病的含有去水卫矛醇的药物组合物专利［16］国家卫计委也批准了去水卫矛醇作为原料药和注射用药。［17］对卫矛醇食（药）用顾虑的一个理由是“在半乳糖血症时，半乳糖醇（卫矛醇）可沉积于眼球晶状体，致成白内障。”［18］但是白内障体中不都是卫矛醇，也含有山梨醇等其他物质，并非是体外摄入的卫矛醇在体内运动到晶状体，因为卫矛醇很难溶于体温下的水，晶体物不可能渗入的眼球中，液体卫矛醇的体内运动直接沉积到眼球也没有发现任何的实验证明。“根据白内障主要的致病原因，可分为先天性白内障和后天性白内障两大类，而后者又分为代谢性白内障（主要是糖代谢紊乱性白内障）老年性白内障、辐射性白内障、药物性白内障、外伤性白内障、后发、继发性白内障以及并发性白内障等[19]。糖性白内障是在众多白内障中研究较多，目前有3种学说解释糖性白内障的发病机理：渗透压学说一一该学说是目前广为接受并且有关实验支持最多的一种，即细胞内的高葡萄糖水平致使醛糖还原酶激活，葡萄糖在醛糖还原酶的作用下生成山梨醇，晶体中形成的多元醇在细胞内堆积、聚集，且因其亲水性强而不能排出到晶体外，从而引起渗透压升高，接着晶体中水分含量升高，晶状体纤维水肿、断裂，电解质紊乱，钙离子浓度升高，同时晶体为相应的降低渗透压排出多种重要的氨基酸，影响到晶体的正常代谢，既而蛋白出现不溶化，最终导致白内障的形成。蛋白质糖基化学说一一糖基化反应。此学说的核心是还原糖醛基与蛋白质中自由氨基（赖氨酸或精氨酸的。NH或蛋白质分子的N端游离的-N㈤发生非酶性糖基化反应（Maillard反应），生成含Schifr氏碱基对的中间产物，在经过一系列缓慢的Amadori结构重排后，形成有酮胺结构特征的各种Amadori产物，再经脱水和分子重排后，最终形成有荧光和蛋白质交联特性的各种糖基化产物（AGE）。还原糖的自氧化学说一一此学说认为还原性单糖，如葡萄糖、果糖、甘油醛等在生理条件下可发生自氧化而生成A-酮醛,这一过程涉及到自由基的产生，引起晶状体脂类及蛋白质氧化，最终导致白内障形成。”[20]可见白内障的形成很难说是摄入卫矛醇所致，这方面还需要从食品、药品安全评价和毒理学做进一步的实验证明。[1]Maytenusebenifolia中抗肿瘤物质卫矛醇的分离〔英〕Shiroao..//NaturalMedicines.-1998,52（2）-184〜186[2]《药学通报》1984年第19卷第11期“卫矛醇的提取和含量测定”【作者】唐人九，邓强，闭宁基[3]FrancisKappler;;BangyingSu;;BenjaminS.Szwergold;;WilliamC.Randall;;TrumanR.BrownMetabolismAce1995-12ElsevierjournalsaIdentificationofgalactitol2-phosphateandgalactitol3-phosphateinthelensofgalactose-fedrats”[4]《精细化工产品手册生物化学品》化学工业出版社2003年9月1日出版（第1版）周学良主编。[5]《植物成分化学》（日）刘米达夫著；杨季秋译，上海科学技术出版社1959年出版。[6]《中国妇幼保健》2008年,23（34期）卷“NICCD患儿尿半乳糖醇水平GC/MS^析的比较”作者单位：广东省广州市儿童医院，作者：程静，刘丽，李秀珍。[7]《新编药物学（第14版）》陈新谦、金有豫主编，人民卫生出版社1998年12月出版，219-228页。[8]《化学药品地方标准上升国家标准（第八册）》2002年由国家药典委员会编写和出版。[9]MuniruzzamanS,TokunagH,IzunmoriK.Isolationofenterobacteragglomeeansstrain22lefromsoil,apotentD-tagtoseproducerfromgalactitol[J].J.Ferment.Bioeng,1994,78:145-148.[10]国家质检总局（质检办食监函〔2012〕139号）文件“关于进一步严