硫酸莨菪碱

产品名称: 硫酸莨菪碱
英文名: Hyoscyamine sulfate hydrate
中文别名: 莨菪碱硫酸盐；硫酸莨菪碱水合物；硫酸天仙子胺水合物

英文别名:
Cas 号: 620-61-1
产品编码:BP3198
分子式: C₃₄H₅₀N₂O₁₁S
分子量: 694.837
来源:
物理性状: Powder
化合物类型: Alkaloids

纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，标准包装10mg，20mg，50mg；可以按客户需求包装。
可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。

提供相关图谱和分析方法指导，可以提供包括色谱柱，标准品和分析方法在内的含量测定整体服务包，价格优惠。
提供改善产品水溶性解决方案，改善化合物在水中的溶解度，便于进行各种活性试验和临床应用。

硫酸莨菪碱的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

硫酸莨菪碱（Hyoscyamine sulfate hydrate），作为莨菪烷类生物碱的代表性成员，是抗胆碱能药物家族中的核心化合物之一。其CAS号为620-61-1，是莨菪碱（左旋体）的硫酸盐一水合物形式，具有明确的立体化学构型，这与其药理活性密切相关。自19世纪从茄科植物中被分离鉴定以来，该化合物及其衍生物（如阿托品）在医学史上的地位举足轻重，从最初的散瞳剂、解痉剂，到现代麻醉前给药、有机磷中毒解毒剂，其应用贯穿了现代药理学的发展历程。其核心药理作用源于对毒蕈碱型乙酰胆碱受体（mAChRs）的高选择性、竞争性拮抗，从而广泛影响副交感神经支配的平滑肌、外分泌腺、心脏及中枢神经系统功能。近年来，随着分子药理学和结构生物学的飞速发展，对硫酸莨菪碱作用机制的认识已深入到原子层面，其与不同亚型mAChRs相互作用的细微差别、在中枢神经系统中的复杂效应，以及其在特定疾病状态下的治疗潜力，再次成为研究热点。本文旨在系统综述硫酸莨菪碱的化学特性、植物来源、药理活性、分子作用机制、成药性特征及临床应用前景，以期为该经典药物的深入研究和合理应用提供全面的科学视角。

化学结构与理化性质

硫酸莨菪碱的化学本质为（S）-莨菪碱的硫酸盐一水合物。其游离碱莨菪碱的分子式为C17H23NO3，分子量为289.38。其结构核心是莨菪烷（托品烷）骨架，由一个托品环（含氮杂环）和一个托品酸部分通过酯键连接而成。关键的立体化学特征在于托品酸部分的α-碳原子为S构型，这是其具有高抗胆碱能活性的决定性因素。其右旋对映体（东莨菪碱）活性远低于左旋体。形成硫酸盐后，其水溶性显著增加，更适于制成注射剂等剂型。

从成药性参数分析，其LogP值为1.76，表明该化合物具有适度的亲脂性，这有利于其穿透细胞膜（包括血脑屏障）与膜结合受体相互作用。拓扑极性表面积（TPSA）为49.77 Ų，相对较低，进一步支持其良好的膜渗透性。计算的水溶性数值（6.43 mg/L）提示其本身为微溶，但成盐后实际制剂的溶解度大幅改善。尤为重要的是其血脑屏障通透性被预测为“高”，这解释了硫酸莨菪碱在治疗剂量下即可产生中枢神经系统效应（如镇静、抗晕动），也是其过量时导致中枢性抗胆碱能综合征（谵妄、幻觉）的结构基础。安全性方面，其hERG抑制预测为“否”，表明其心脏毒性（诱发尖端扭转型室速）风险较低；Ames试验预测值为0.0，提示其无直接的遗传毒性风险。这些理化与初步安全属性为其临床应用奠定了基础。

植物来源与提取方法

硫酸莨菪碱主要来源于茄科（Solanaceae）多种药用植物，这些植物在全球各地均有分布和栽培历史。最著名的来源包括颠茄（Atropa belladonna）、曼陀罗（Datura stramonium）、莨菪（Hyoscyamus niger）和洋金花（Datura metel）等。在这些植物中，莨菪碱常与其立体异构体东莨菪碱（scopolamine）共存，二者比例因植物种类、部位、生长阶段和地理环境而异。例如，颠茄叶中富含莨菪碱，而曼陀罗和洋金花中东莨菪碱含量可能更高。生物碱主要积累在植物的根、叶和种子中。

传统的提取方法始于植物原料的干燥与粉碎，随后用极性溶剂（如甲醇、乙醇或稀酸水溶液）进行浸提或渗漉，将生物碱转化为可溶性盐。提取液经浓缩后，通过调节pH值使生物碱游离析出，再用有机溶剂（如氯仿、二氯甲烷）萃取。由于莨菪碱与东莨菪碱结构相似，分离纯化是关键步骤，经典方法包括分级结晶、pH梯度萃取或利用它们成盐后溶解度的差异。例如，莨菪碱的草酸盐在水中溶解度小于东莨菪碱草酸盐，可利用此性质进行初步分离。现代工艺则更多地采用高效液相色谱（HPLC）或高速逆流色谱（HSCCC）等技术进行高纯度制备。获得莨菪碱游离碱后，与硫酸成盐并结晶，即可得到一水合硫酸莨菪碱。近年来，植物组织培养和代谢工程学的发展为可持续、可控地生产这类珍贵生物碱提供了新途径，通过调控生物合成途径中的关键酶（如莨菪碱6β-羟化酶）有望定向提高目标产物的产量。

药理活性研究

硫酸莨菪碱的药理作用广泛，几乎涵盖了所有外周和中枢的胆碱能神经效应系统。

1. 外周抗胆碱能作用：
* 平滑肌解痉作用： 对胃肠道、胆道、输尿管及支气管平滑肌有显著的松弛作用，能有效抑制其过度收缩或痉挛。这是其临床上用于治疗内脏绞痛（如肾绞痛、胆绞痛）、胃肠痉挛以及作为麻醉前给药抑制呼吸道分泌的基础。
* 抑制腺体分泌： 对唾液腺、汗腺、支气管腺体和胃液腺体有强大的抑制作用。尤其用于麻醉前给药，以减少呼吸道分泌物，防止术中并发症。
* 心血管系统作用： 治疗剂量下可通过阻断窦房结的M2受体，引起轻度、短暂的心率加快（解除了迷走神经对心脏的抑制）。大剂量时可扩张皮肤血管，出现潮红、发热等症状。
* 眼内作用： 局部滴眼可阻断虹膜括约肌（M3受体）和睫状肌（M3受体）的胆碱能神经支配，导致瞳孔散大（散瞳）、眼内压升高和调节麻痹。这一特性使其用于眼科检查和治疗虹膜睫状体炎。

2. 中枢神经系统作用：
得益于其较高的血脑屏障通透性，硫酸莨菪碱对中枢神经系统具有双重作用。治疗剂量下，可产生一定的镇静作用，并对前庭系统有抑制效应，用于防治晕动病（但效果弱于东莨菪碱）。然而，过量时则典型地表现为中枢抗胆碱能综合征：先兴奋（表现为烦躁、谵妄、幻觉、定向力障碍），后抑制（昏迷、呼吸衰竭），严重者可危及生命。

3. 解毒作用：
作为有机磷酸酯类农药或神经毒剂中毒的特效解毒剂之一（常与胆碱酯酶复活剂如氯解磷定联用）。其机制是竞争性地阻断因乙酰胆碱（ACh）大量蓄积而过度激动的mAChRs，对抗M样中毒症状（如支气管痉挛、流涎、大小便失禁、心动过缓等），挽救生命。

作用机制与分子靶点

硫酸莨菪碱的核心作用机制是作为竞争性拮抗剂，作用于毒蕈碱型乙酰胆碱受体（mAChRs）。ACh是胆碱能神经递质，其作用由两类受体介导：烟碱型（nAChRs，离子通道型）和毒蕈碱型（mAChRs，G蛋白偶联受体型）。硫酸莨菪碱特异性靶向后者。

1. 主要分子靶点：
人类存在五种mAChR亚型（M1-M5），硫酸莨菪碱对它们均具有拮抗活性，但亲和力略有差异。其拮抗作用阻断了ACh与受体的结合，从而抑制了受体激活后下游的信号转导。
* M1、M3、M5受体： 主要通过与Gq/11蛋白偶联，激活磷脂酶C（PLC），产生三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DAG），导致细胞内钙离子释放和蛋白激酶C（PKC）激活。硫酸莨菪碱拮抗这些受体，介导了腺体分泌抑制（如唾液腺、支气管腺体的M3）、平滑肌松弛（胃肠道、支气管、膀胱逼尿肌的M3）、瞳孔散大（虹膜括约肌的M3） 等外周作用。中枢的M1受体拮抗则与记忆障碍、谵妄等认知副作用密切相关。
* M2、M4受体： 主要通过与Gi/o蛋白偶联，抑制腺苷酸环化酶（AC），降低细胞内cAMP水平，并激活内向整流钾通道。硫酸莨菪碱拮抗心脏窦房结的M2受体，解除了Gi介导的对起搏电流的抑制，从而加快心率。中枢的M2/M4受体拮抗也参与调节神经递质释放和神经元兴奋性。

2. 与相关疾病的靶点关联：
在抗胆碱能综合征的背景下，硫酸莨菪碱的作用正是过度拮抗上述所有mAChR亚型的结果。此外，所列靶点中的乙酰胆碱酯酶（ACHE）并非其直接作用靶点，但ACHE抑制剂（如有机磷）导致的中毒是其治疗对象。囊泡乙酰胆碱转运体（SLC18A3或VAChT）负责将ACh装入突触囊泡，硫酸莨菪碱不直接作用于该靶点，但其整体效应是通过阻断受体来对抗ACh的突触后作用。

从结构生物学角度看，近年来的晶体学和冷冻电镜研究揭示了莨菪烷类生物碱与mAChRs结合的模式。它们结合于受体的正构结合口袋，即内源性配体ACh的结合位点，通过其带正电荷的叔胺氮原子与受体保守的天冬氨酸残基形成关键的盐桥，其庞大的酯基部分则与口袋中的疏水区域相互作用，从而牢固占据口袋，阻止ACh的结合与受体激活。

成药性评价与药代动力学

硫酸莨菪碱作为一种已长期使用的药物，其成药性特征和药代动力学行为已被充分研究。

药代动力学：
* 吸收： 口服后自胃肠道吸收迅速但不完全，存在明显的首过效应，生物利用度约为30-50%。注射给药（皮下、肌肉、静脉）可避免首过效应，起效更快。
* 分布： 分布容积较大，能广泛分布于全身组织。其适度的亲脂性使其能顺利通过血脑屏障和胎盘屏障，也可分泌至乳汁中。
* 代谢： 主要在肝脏经酶水解代谢，酯键断裂生成托品醇和托品酸，后者进一步参与体内代谢。代谢过程涉及非特异性酯酶和可能的细胞色素P450酶系。
* 排泄： 代谢产物及少量原形药物主要通过肾脏随尿液排出。消除半衰期约为2-4小时，作用持续时间因给药途径和剂量而异，口服作用可持续4-6小时，眼科局部用药可持续数天。

成药性评价：
* 优势： 起效快，作用广泛，是经典的解痉和抗胆碱能工具药及解毒剂。硫酸盐形式提高了水溶性和制剂稳定性。作用机制明确，在紧急情况下（如有机磷中毒）价值不可替代。
* 局限性： 治疗窗较窄，有效剂量与中毒剂量接近。作用缺乏亚型选择性，在产生治疗作用（如解痉）的同时，常伴随难以避免的副作用，如口干、视力模糊、心悸、便秘、排尿困难等。中枢渗透性是一把双刃剑，在需要中枢作用的场合（如抗晕动）有益，但在外周治疗时则可能导致不必要的嗜睡、记忆力下降或谵妄（尤其老年人敏感）。
* 药物相互作用： 与其他抗胆碱能药物（如抗组胺药、三环类抗抑郁药、吩噻嗪类抗精神病药）合用会产生效应叠加，增加中毒风险。与促胃肠动力药（如多潘立酮）作用相互拮抗。

临床应用前景与展望

尽管硫酸莨菪碱是一个“老药”，但其临床应用和研究价值并未褪色，并在新的视角下展现出潜在的发展方向。

1. 现有临床应用的优化：
* 剂型创新： 开发新型递送系统，如透皮贴剂、缓释微球、靶向纳米制剂等，以实现更平稳的血药浓度、延长作用时间、减少给药频率和全身副作用。例如，用于晕动病的经皮给药系统可避免口服的首过效应和胃肠道副作用。
* 精准用药： 基于药代动力学/药效学（PK/PD）模型和 therapeutic drug monitoring (TDM，治疗药物监测) 的个体化给药方案，尤其在危重患者（如有机磷中毒）救治中，有助于在达到最佳疗效的同时最小化中毒风险。

2. 新治疗领域的探索：
* 胃肠疾病： 在难治性肠易激综合征（IBS）、慢性假性肠梗阻等疾病中，其强效解痉作用仍有重要地位。研究其与其他药物（如平滑肌钙通道阻滞剂）的复方制剂可能提高疗效。
* 泌尿系统疾病： 用于膀胱过度活动症（OAB）引起的尿急、尿频，但其副作用限制了长期使用。研发对膀胱M3受体选择性更高的类似物或前药是方向之一。
* 神经系统疾病： 其中枢作用被重新审视。有研究探讨低剂量用于帕金森病患者的流涎过多或震颤的辅助治疗，但需严格平衡其与认知副作用。在抑郁症和神经精神疾病中的历史应用也提示其可能影响情绪环路，值得在机制明确的基础上进行谨慎探索。
* 解毒领域的拓展： 除了有机磷，对于其他通过过度胆碱能兴奋致毒的毒物（如某些蘑菇毒素、神经毒剂），硫酸莨菪碱仍是基础解毒方案的一部分。

3. 基础研究的启示：
* 亚型选择性拮抗剂开发的先导化合物： 硫酸莨菪碱的非选择性是其副作用根源。以其为分子骨架，通过结构修饰，设计对特定mAChR亚型（如主要分布于平滑肌的M3）具有高选择性的拮抗剂，是研发新一代副作用更小的解痉药、抗OAB药的重要策略。结构生物学研究为此提供了精确的蓝图。
* 信号通路研究工具： 在基础科研中，它仍是研究胆碱能神经系统功能、mAChRs生理病理作用的经典工具药。

结语

硫酸莨菪碱，从古老的茄科植物中走来，历经一个多世纪的医学实践与科学研究，已从一个神秘的植物成分演变为一个机制清晰、应用明确的经典药物。它作为mAChRs的竞争性拮抗剂，其广泛的药理作用既是治疗价值的源泉，也是其副作用与毒性风险的肇因。在成药性上，它展现了良好的膜渗透性和中枢活性，但治疗窗窄和缺乏受体亚型选择性是其主要的临床应用局限。当前，其价值不仅体现在继续服务于临床急救（如有机磷中毒）、麻醉、解痉等传统领域，更体现在作为分子探针和先导化合物，持续推动着mAChRs生物学、神经科学以及药物化学的发展。未来，通过剂型工程技术、个体化给药策略以及基于结构的理性药物设计，有望在传承其核心药理价值的同时，克服其固有缺陷，从而在更安全、更精准的医疗实践中焕发新的生机。对硫酸莨菪碱的深入研究，始终是连接传统天然药物与现代精准医学的一个生动范例。