Nicotin

Nicotin là một alkaloid được tìm thấy trong các cây thuộc họ Cà (Solanaceae), chủ yếu là trong lá thuốc lá và có số lượng nhỏ trong cà chua, khoai tây, cà tím và ớt chuông. Alkaloid nicotin cũng có mặt trong lá của cây coca. Nicotin chiếm từ 0,6 đến 3% trọng lượng cây thuốc lá khô và có từ 2–7 µg/kg trong nhiều loài thực vật ăn được. Nicotin được tổng hợp sinh học từ gốc và tích lũy trên lá. Đây là một chất độc thần kinh rất mạnh có ảnh hưởng đáng kể đến các loài côn trùng; vì vậy trong quá khứ, nicotin đã được sử dụng rộng rãi như là một loại thuốc trừ sâu và hiện nay các dẫn xuất của nicotin như imidacloprid tiếp tục được sử dụng phổ biến.

Với liều nhỏ hơn (trung bình một điếu thuốc chứa khoảng 1 mg nicotin), chất này hoạt động như một chất kích thích cho các động vật có vú và là một trong những yếu tố chính gây nghiện trong thuốc lá. Với liều lượng cao (30–60 mg), nicotin có thể gây tử vong. Theo Hội Tim mạch Hoa Kỳ, 'Nghiện nicotin là một trong những thói quen nghiện khó bỏ nhất'.

Lịch sử và tên gọi

Nicotin được đặt tên theo cây thuốc lá Nicotiana tabacum, mà sau này cây này lại được đặt tên theo tên của Jean Nicot, một sứ giả người Pháp. Ông đã gửi thuốc lá và hạt của nó từ Bồ Đào Nha tới Paris vào năm 1550 và thúc đẩy việc sử dụng y tế của nó. Nicotin được các nhà hóa học người Đức, Posselt & Reimann, chiết xuất từ cây thuốc lá vào năm 1828. Công thức hóa học của nicotin được Melsen mô tả vào năm 1843, cấu trúc của nó được Adolf Pinner và Richard Wolffenstein phát hiện vào năm 1893 và được Pictet và A. Rotschy tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1904.

Làm chất diệt côn trùng

Thuốc lá được nhập khẩu vào châu Âu từ năm 1559, và vào cuối thế kỷ 17, nó không chỉ được sử dụng để hút mà còn được sử dụng làm chất diệt côn trùng. Sau Chiến tranh thế giới thứ hai, hơn 2.500 tấn nicotin từ công nghiệp thuốc lá đã được sử dụng trên toàn cầu, nhưng đến những năm 1980, việc sử dụng nicotin làm thuốc diệt côn trùng đã giảm xuống dưới 200 tấn. Sự suy giảm này là do sự phát triển của những loại thuốc diệt côn trùng khác rẻ hơn và ít độc hại hơn đối với các động vật có vú.

Hiện nay, nicotin, thậm chí là các sản phẩm từ bụi thuốc lá, là một loại thuốc trừ sâu bị cấm sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ. Nicotin hiện được xếp vào danh sách các chất bị cấm sử dụng của Viện Đánh giá Vật liệu Hữu cơ:

Tình trạng: Cấm

Loại: Côn trùng gây hại mùa màng, cỏ dại và kiểm soát dịch bệnh

Nguồn gốc: Phi tổng hợp

Miêu tả: Quy tắc NOP: 205.602(i)

Nicotin sulfat được bán dưới nhãn 'NGUY HIỂM' như một loại thuốc trừ sâu, chỉ ra tính độc cao của nó.

Tác dụng phụ của nicotin

Nicotin gây tăng huyết áp và nhịp tim ở con người. Nó cũng có thể gây ra các tác động xơ vữa tế bào nội mạch động mạch vành, và có thể gây tổn thương mạch máu do tác động lên các thụ thể nicotinic acetylcholine (nAChRs).

Một nghiên cứu trên chuột đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc với nicotin có thể làm mất hiệu quả bảo vệ và lợi ích của estrogen đối với hồi hải mã, một khu vực não nhạy cảm với estrogen liên quan đến hình thành và duy trì trí nhớ.

Thành phần hóa học của nicotin

Nicotin là một chất hút ẩm, không màu hoặc màu nâu vàng, dạng chất lỏng nhờn, dễ tan trong rượu, ether hoặc dầu nhẹ. Nó có thể hòa tan trong nước ở dạng base amin trung tính từ 60 °C đến 210 °C. Nicotin là một base nitơ lưỡng cực, có Kb1 = 1 × 10⁻⁶ và Kb2 = 1 × 10⁻¹¹. Nó dễ tạo thành muối amoni với các axit thường ở dạng rắn và tan trong nước. Điểm chớp cháy của nicotin là 95 °C và nhiệt độ tự bốc cháy là 244 °C. Nicotin dễ bay hơi (áp suất hơi 5,5 ㎩ ở 25oC). Khi tiếp xúc với ánh sáng cực tím hoặc các chất oxy hóa khác, nicotin chuyển thành oxit nicotine, axit nicotinic (niacin, vitamin B3) và methylamine.

Nicotin có tính chất quang học, tồn tại dưới hai dạng enantiomer. Nicotin tự nhiên là levorotatory với [α] D = -166.4 ° ((-) - nicotine). Dạng dextrorotatory, (+) - nicotine ít hoạt động sinh lý hơn (-) - nicotine và có độ độc cao hơn. Các muối của (+) - nicotine thường là dextrorotatory; sự chuyển đổi giữa levorotatory và dextrorotatory sau khi proton hóa là phổ biến trong các alkaloid. Các muối hydrochloride và sulfate không có tính quang học nếu được đun nóng trên 180 °C. Anabasine là một đồng phân cấu trúc của nicotin, vì cả hai hợp chất đều có công thức phân tử C10H14N2.

Cấu trúc của nicotin proton (bên trái) và cấu trúc của benzoate đối kháng (bên phải). Kết hợp này được sử dụng trong một số sản phẩm vaping để tăng lượng nicotin vào phổi. Thuốc lá điện tử Pod mod sử dụng nicotin dưới dạng nicotin được proton hóa, thay vì nicotin tự do như các thế hệ trước. [128]https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/Nicotine_benzoate.jpg

Tính chất dược lý của nicotin

Dược động học của nicotin

Khi nicotin vào cơ thể, nó nhanh chóng được vận chuyển qua hệ tuần hoàn và có thể vượt qua hàng rào máu não. Khi hít nicotin, nó mất khoảng 10-20 giây để tiếp cận não. Thời gian bán hủy của nicotin trong cơ thể khoảng 2 giờ. Lượng nicotin hít vào từ khói thuốc là rất ít so với tổng lượng chất này trên lá thuốc lá (hầu hết bị cháy khi đốt). Việc hấp thu nicotin vào cơ thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại thuốc lá, việc hít khói vào phổi, có sử dụng bộ lọc hay không. Khi nhai thuốc lá và giữ lá thuốc giữa môi và răng, lượng nicotin hấp thu vào cơ thể thường cao hơn nhiều so với việc hút thuốc. Nicotin được chuyển hóa tại gan bởi enzym cytochrome P450 (chủ yếu là CYP2A6, và cũng có CYP2B6). Cotinin là một trong các chất chuyển hóa chính từ nicotin.

Các chất chuyển hóa chính khác bao gồm nicotine N'-oxide, nornicotine, nicotine isomethonium ion, 2-hydroxynicotine và nicotine glucuronide. Dưới một số điều kiện, có thể tạo thành các chất khác như myosmine.

Quá trình glucuronidation và sự oxy hóa nicotine thành cotinine đều bị ức chế bởi tinh dầu bạc hà (menthol), một chất thêm vào thuốc lá để kéo dài thời gian lưu lại của nicotine trong cơ thể.

Dược động học

Quá liều

Một người không thể tự quá liều nicotine khi hút thuốc một mình. Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) tuyên bố vào năm 2013 rằng không có mối quan tâm an toàn đáng kể nào liên quan đến việc sử dụng nhiều hơn một loại thay thế nicotine không kê đơn (OTC) cùng một lúc, hoặc sử dụng OTC NRT đồng thời với một sản phẩm khác chứa nicotine như thuốc lá.

Các triệu chứng ban đầu của quá liều nicotine thường gồm buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy, quá mẫn, đau bụng, nhịp tim nhanh, tăng huyết áp, thở nhanh, nhức đầu, chóng mặt, da nhợt nhạt, rối loạn thính giác hoặc thị giác, và mồ hôi. Sau đó có thể xuất hiện nhịp tim chậm rõ rệt, thở chậm và huyết áp thấp.

Ứng dụng khác

Nicotine có thể được chuyển đổi thành ammoniac thông qua quá trình hydrodenitrogenation (khử nitơ bằng hydro).

Đầu tiên, nicotine được hydro hoá tạo ra hexahydronicotine, sau đó hexahydronicotine chuyển hoá thành N,N'-Dimethyl-1,8-octanediamine và cuối cùng hydro hoá lại thu được octane, ammonia và methane.

Bài báo của Guardian: 'Nicotine có thể sớm được sử dụng lại như một phương pháp điều trị cho các bệnh như tâm thần phân liệt, Alzheimer và Parkinson, cũng như các rối loạn tăng động.'

Liên kết ngoài

Mô tả về cơ chế của nicotine