产品概述
可可碱(Theobromine,亦称 3,7-二甲基黄嘌呤、xantheose)是可可豆中的主要生物碱(含量约 1.5%–3%),也存在于茶叶、可乐果等植物中。名字源自可可树属名 Theobroma(希腊语 theo「神」+ broma「食物」,意为”神的食物”)——需注意,其名称虽含”brom”,分子中并不含溴元素。1841 年由 A. Woskresensky 从可可豆中发现,1882 年 Hermann Emil Fischer 首次报道了由黄嘌呤出发的合成。
结构与同类关系:为嘌呤衍生物,属二甲基黄嘌呤类。与可可碱结构相近的同类物包括茶碱(1,3-二甲基黄嘌呤)、咖啡因(1,3,7-三甲基黄嘌呤)、副黄嘌呤(1,7-二甲基黄嘌呤)与 7-甲基黄嘌呤——彼此仅在甲基数目与位置上不同,这也决定了它们药理强度的差异。
作用机制:主要为腺苷受体(A1 与 A2A 亚型)的非选择性拮抗剂——通过阻断内源性腺苷的抑制性信号,促进神经递质释放,从而增强神经元与心血管活动;同时可抑制磷酸二酯酶 4B、提高细胞内 cAMP 水平。此外,它刺激延髓、迷走神经、血管运动与呼吸中枢,促进心动过缓、血管收缩与呼吸频率加快。
药效定位(与同类对比):支气管扩张作用与茶碱相似但通常较弱;中枢兴奋作用弱于咖啡因,因而在发挥药理作用时不产生明显的中枢神经刺激;利尿作用弱于茶碱。这些”更温和”的特性是它在部分场景下的选择依据。
药代:主要经 CYP1A2 与 CYP2E1 等细胞色素 P450 酶介导代谢;消除半衰期约 6–8 小时;主要经肾排泄(约 10% 以原形,其余为代谢物)。
技术指标
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标准: CHP/USP/EP
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规格: 0.99(纯度 ≥99.0%,HPLC);按干燥品计含量应为 99.0%–101.0%
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CAS 号: 83-67-0(EINECS 201-494-2;UNII OBD445WZ5P;MDL MFCD00022830;RTECS XH2275000;BRN 16464;PubChem CID 5429;KEGG C07480;ChEBI CHEBI:28946;DrugBank DB01412)
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分子式: C₇H₈N₄O₂
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分子量: 180.16(CAS Common Chemistry 180.16;NIST 180.1640;IARC 180.17;科普中国 180.164);精确质量 180.0650
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外观: 白色结晶性粉末(白色至类白色/白色至黄色结晶粉末);商业化样品可能呈淡黄色;无臭
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纯度(HPLC): ≥ 99.0%
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熔点: 357 ℃(NIST、CAS Common Chemistry、IARC 多来源一致,推荐采用)。另有来源记 351 ℃(Wikipedia)与 345–350 ℃(科普中国、部分试剂页)——相差约 6–12 ℃,属来源与测定方法差异。另注:升华点 290–295 ℃(Windholz,1983)——可可碱在达到熔点前即会升华,这是该数值在实践中需特别注意的性质
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比旋度: 不设该项——分子无手性中心(PubChem 记确定/未确定原子立体中心均为 0)
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化学名: 3,7-二氢-3,7-二甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮;即 3,7-二甲基黄嘌呤
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立体化学: 无立体中心;存在 3 个互变异构体
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溶解性: 微溶于水(约 330 mg/L);溶于沸水(1.0 g/0.15 L)与 95% 乙醇(1.0 g/2.2 L),在冷水(1.0 g/2 L)中溶解度很低;微溶于氯仿(1.0 g/6 L);几乎不溶于苯、乙醚与四氯化碳
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解离常数: 酸性 Ka = 0.9×10⁻¹⁰、碱性 Kb = 1.3×10⁻¹⁴(18 ℃)
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分配系数: log P = −0.8(Moffat,1986)
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计算理化参数: 密度约 1.50–1.524 g/cm³(CAS 计算值 1.608 ± 0.14);折射率约 1.737;摩尔折射率 45.05;氢键供体 1/受体 3;可旋转键 0;拓扑极性表面积约 67.2–72.68 Ų;重原子数 13
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化学反应性: 可与碱成盐(比其与酸形成的盐更稳定);与酸形成的盐遇水分解
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储存条件: 密封保存于阴凉干燥处(不使用时保持容器密闭);常温常压下稳定
应用领域
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呼吸道疾病的辅助治疗: 通过阻断腺苷受体、抑制磷酸二酯酶以提升 cAMP,松弛支气管平滑肌,用于缓解 COPD、哮喘等可逆性气流受限疾病的气道痉挛与呼吸困难症状。其支气管扩张作用弱于茶碱,临床多作为辅助成分或复方组分使用
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利尿: 可增加肾血流量并抑制肾小管对钠的重吸收,产生轻度利尿效应,有助于调节体液平衡与血压;利尿作用弱于茶碱,现代临床多被更高效利尿药替代
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血管扩张与心脏刺激: 作为血管扩张剂,通过拮抗腺苷 A1 受体降低血管平滑肌收缩性、促进血管舒张;具轻度心脏刺激作用,表现为心率与心肌收缩力增加,作用类似咖啡因但较温和。历史上曾用于心绞痛与高血压
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呼吸兴奋: 治疗剂量下可兴奋延髓呼吸中枢,增加呼吸频率与深度,对呼吸抑制状态具对抗价值;亦曾作为轻度呼吸兴奋剂用于早产儿呼吸暂停;并可增强膈肌收缩力,对 COPD 患者的呼吸泵功能有支持意义
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中枢神经系统作用: 可透过血脑屏障,作为腺苷受体拮抗剂提升神经兴奋性;中枢兴奋效力弱于咖啡因。近年研究关注其在改善疲劳与体位性低血压方面的潜在价值
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食品与化妆品工业: 可作为苦味剂用于饮料或作为食品添加剂;在化妆品中用作添加剂与前体化合物
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药理与机制研究: 用于腺苷受体(A1/A2A)拮抗、磷酸二酯酶抑制、cAMP 通路、黄嘌呤类构效关系比较等体外与动物研究
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制剂与生产: 用于片剂、注射液与复方制剂(常与祛痰药、抗炎药配伍)的处方开发;也用作合成其他甲基黄嘌呤类化合物(如己酮可可碱)的起始原料。生产关键控制点包括含量(按干燥品计 99.0%–101.0%)、有关物质(尤其其他甲基黄嘌呤类同系物)、干燥失重与重金属
安全提示:本品为药用原料(API),仅供合规的工业、科研与药品生产使用,不作终端临床使用或自我给药指导。不良反应(多与剂量相关):① 消化系统——恶心、呕吐、上腹不适、食欲减退(餐后给药可减轻);② 心血管系统——心悸、心动过速、期前收缩,原有心律失常者风险升高;③ 神经系统——失眠、烦躁、头痛、震颤,晚间给药易干扰睡眠;④ 泌尿系统——多尿、尿频(与利尿作用相关)。慎用人群:严重心脏病、甲状腺功能亢进、胃溃疡患者慎用;孕妇及哺乳期女性须经医生评估风险后使用。严格控制剂量,过量可致上述不良反应加剧。** drug interaction 提示**:与茶碱类等其他黄嘌呤类药物合用时需考虑作用叠加;与喹诺酮类等可影响 CYP1A2 的药物合用时可能影响代谢。原料操作时应佩戴防护手套、防护服与眼面部防护,避免粉尘吸入。