神经酰胺类物质的分类与制备

第一章简介1.1定义神经酰胺类化合物（Ceramide），即N-脂酰基鞘氨醇（N-acylsphingosine），是鞘脂类化合物（Sphingolipids）中最重要的一种。1.1.1鞘脂类化合物鞘脂类（Sphingolipids）是指以长链碱基（long-chainbase）为主干的脂类（Lipids），包括游离神经醇类、神经酰胺类、鞘磷脂类、鞘糖脂类四种类型。1.1.1.1神经鞘氨醇类神经鞘氨醇类（也称鞘氨醇类或神经醇类，Sphingoid）既是一类最简单的鞘脂类化合物，又是其他鞘脂化合物的主干部分（长链碱基部分，long-chainbase或Sphingoidbase），它是鞘脂化合物的特征结构。神经鞘氨醇类化合物是一类含有2~3个羟基的长链脂肪胺，并经常在4-位含有特征性的反式双键（4-E-）。更确切地讲就是指（2S，3R）-2-氨基-1,3-二羟基烷烃（（2S，3R）-2-amino-1,3-dihydroxy-alkane）或（2S，3R）-赤式-2-氨基-1,3-二羟基烯烃（（2S，3R）-erythro-2-amino-1,3-dihydroxy-alkene）。神经鞘氨醇类分子由于具有羟基手性碳、双键，使分子具有不同的构型。手性碳以S或R相区别，而双键以赤式（erythro-）或苏式（thero-）相区别。天然的神经鞘氨醇类的2,3-位一般以（2S，3R）-存在，4-位双键时一般以4E-存在。而合成品多为非对映异构体外消旋混合物，但赤式含量稍高，一般比例为60：40。神经鞘氨醇除经常在4-、6-位出现羟基外，其烷基链长度也从C14到C22不等，但常见的为C18。C18-神经鞘氨醇中以鞘氨醇、二氢鞘氨醇、植物鞘氨醇为代表，酵母菌所产生的主要是植物鞘氨醇。鞘氨醇（Sphingosine），（2S,3R）-2-Amino-octadecane-1,3-diol，D-erythro-sphingosine，CAS：123-78-4，分子式C18H37NO2，分子量：299.49。D,L-鞘氨醇为蜡状晶体，熔点67℃。其他名：神经鞘氨醇；2-氨基-4-十八碳烯-1,3-二醇；（2S,3R,4E）-2-Amino-4-octadecene-1,3-diol；（E）-D-erythro-4-octadecene-1,3-diol；1,3-dihydroxy-2-amino-4-octadecene；4-sphingenine。二氢鞘氨醇（Sphinganine），D-erythro-Dihydrosphingosine，CAS：764-22-7，分子式C18H39NO2，分子量：301.5。其他名：二氢神经鞘氨醇；2-氨基-4-十八碳-1,3-二醇；（2S,3R）-2-amino-1,3-Octadecanediol；D-erythro-2-Amino-1,3-octadecanediol；C18-Dihydrosphingosine。植物鞘氨醇（Phytosphingosine），CAS：554-62-1，分子式C18H39NO3，分子量：317.5。其他名：4-羟双氢神经鞘氨醇；4-D-Hydroxysphinganine；（2S-（2R*,3R*，4S*））-2-amino-1,3,4-Octadecanetriol。为方便起见，常会采用缩写表示鞘氨醇的结构，如d18:14，其中的字母d或t表示羟基数目bihydroxy/trihydroxy，18表示碳链长度，1表示双键数目，指数4表示双键位置，则上述标记表示Sphingosine。1.1.1.2神经酰胺类神经酰胺（Ceramide，符号Cer-），也叫脑酰胺，即N-脂酰基鞘氨醇（N-acylsphingosine），国内有少部分化妆品行业人士称之为“分子钉”。神经酰胺是由一分子鞘氨醇类与一分子脂肪酸类通过酰胺键结合的化合物。其中的鞘氨醇部分、脂肪酸部分的碳链长度、不饱和度和羟基数目都是可以变化而的，所以神经酰胺是一类化合物而不是一种化合物。一般来讲，鞘氨醇、二氢鞘氨醇、植物鞘氨醇所形成的神经酰胺类化合物分别被称为Ceramide（神经酰胺）、Dihydroceramide（Dihydro-ceramide，二氢神经酰胺）、Phytoceramide（Phyto-ceramide，植物神经酰胺）。另外，“Phyto-derivedCeramide”是指植物中提取的神经酰胺，而不是指植物神经酰胺。由于神经酰胺主要用于化妆品行业，所以其命名多采用INCI（Internationalnomenclatureofcosmeticingredients）的命名方法。INCI中Ceramide的命名以文献的分类为依据，只有动物皮肤角质层的脂质中天然存在的、赤式结构的神经酰胺（即使是与天然产物相同的合成产品，只要是结构相同），才会使用“Ceramide”一词，共包括9大类（编号是按薄层板斑点的顺序）[1]：神经酰胺类别酯键连结的脂肪酸Ester-linkedacid酰胺键连结的脂肪酸Amide-linkedacid长链碱基Long-chainbase名称Ceramide1CerEOSNon-OH（E）ω-OH（O）ω-羟基脂肪酸，也称Ω-羟基脂肪酸Sphingosine（S）O-acyl-N-（ω-hydroxyacyl）-sphingosineCeramide2CerNS-Non-OH（N）无羟基脂肪酸Sphingosine（S）N-acyl-sphingosineCeramide3CerNP-Non-OH（N）无羟基脂肪酸PhytoSphingosine（P）N-acyl-Phyto-Sphingosine（P）Ceramide4CerEOHNon-OH（E）ω-OH（O）ω-羟基脂肪酸6-hydroxySphingosine（H）O-acyl-N-（ω-hydroxyacyl）-6-hydroxysphingosineCeramide5CerAS-α-OH（A）α-羟基脂肪酸Sphingosine（S）N-（2-hydroxyacyl）-SphingosineCeramide6Iα-OH（A）α-OH（A）α-羟基脂肪酸Phyto-Sphingosine（P）Ceramide-α-OH（A）Phyto-N-（2-hydroxyacyl）-Phyto-Sphingosine除此之外的其他类似结构，或者为苏式或混合式的上述8类结构，即使也用于化妆品行业，但都不能叫Ceramide，但生产商可以在说明中称之为赤式结构的异构体，如2-oleamido-1,3-octadecanediol（CAS:54422-45-6）没有被命名为N-oleoylsphingosine。Ceramide1类产品：1）N-（30-linoleoyloxy-triacontanoyl）-sphingosine，其他名：syntheticceramide1（C30）-linoleate；N-（triacontanoyl-ω-O-linoleoyl）-sphingosine；N-（omega-O-linoleoyl）-triacontanoyl-sphingosine。2）Ceramide1A：N-（27-linoleoyloxy-heptacosanoyl）-sphingosine，其他名：syntheticceramide1（C27）-linoleate；N-（heptacosanoyl-ω-O-linoleoyl）-sphingosine。6IICerAPα-羟基脂肪酸Sphingosine（P）（P）Ceramide7CerAH-α-OH（A）α-羟基脂肪酸6-hydroxysphingosine（H）N-（2-hydroxyacyl）-6-hydroxysphingosineCeramide8CerNH-Non-OH（N）无羟基脂肪酸6-hydroxysphingosine（H）N-（2-hydroxyacyl）-6-hydroxysphingosineCeramide9CerEOPNon-OH（E）ω-OH（O）ω-羟基脂肪酸Phyto-sphingosine（P）N-（2-hydroxyacyl）-6-hydroxysphingosine3）Ceramide1：N-（27-stearoyloxy-heptacosanoyl）-sphingosineCeramide2类产品：1）商品名：CeramideTIC-001；化学名：N-Stearoyl-C18-Sphingosine，其他名：N-Stearoyl-D-erythro-Sphingosine，CAS2304-80-5，分子式：C36H73NO3，分子量：598，EINECSNo.：309-560-3。2）神经酸酰胺（NervonicCeramide，简称C24:1Ceramide），Nervonyl-D-sphingosine，N-Nervonoyl-D-erythro-Sphingosine，N-15Z-tetracosenoylsphingosine；（2S,3R,4E）-2-nervonoylaminooctadec-4-ene-1,3-diol。CAS：54164-50-0，分子式：C42H81NO3，分子量：648.1；白色晶状粉末，MP75~78℃，水中溶解度（20℃）≤20ug/ml。Ceramide3类产品：1）Ceramide3：N-stearoyl-phytosphingosine，其他名称：C-18-Ceramide；N-octadecanoylsphingosine，N-（1,3,4-trihydroxy-2-octadecyl）-Octadecanamide；（R*,S*-（E））-N-[2-hydroxy-1-（hydroxymethyl）-3-heptadecenyl]-octadecamide，CAS：2304-81-6，分子式：C36H71NO3。2）Ceramide3A：N-linoleoyl-phytosphingosine。3）Ceramide3B：N-oleoyl-phytosphingosine。4）C-24-Ceramide：N-Tetracosanoyl-phytosphingosine，其他名：syntheticceramide3（C24）；（R*,S*-（E））-N-[2-hydroxy-1-（hydroxymethyl）-3-heptadecenyl]-tetracosamide，CAS：34435-05-7，分子式：C42H83NO3。Ceramide6类产品：Ceramide6II：N-2-hydroxystearoylphytosphingosine，其他名称：1,3,4-Octadecanetriol,2-（2-Hydroxy）-Stearamide。Ceramide9类产品：在市场销售的该类产品，经常被称为“Ceramide1”，因为通过发酵得到的鞘氨醇只有phytosphingosine，而不是sphingosine。1）商品名：PhytoCeramideI，化学名：N-（27-stearoyloxy-heptacosanoyl）-phytosphingosine；其他名：N-27-Octadecanoyloxy-heptacosanoyl-phytosphingosine；（2S,3S,4R）-2-（27-Octadecanoyloxy-heptacosanoylamido）-1,3,4-octadecanetriol；27-[[2,3-dihydroxy-1-（hydroxy-methyl）-heptadecyl]amino]-27oxoheptacosylester,[1S-[1R*（9Z,12Z）,2R*,3S*]]-9,12-Octadecadienoicacid。2）N-（30-linoleoyloxy-triacontanoyl）-phy