Fyllokinoni

Kemia

Fyllokinoni on keltainen viskoosi neste, joka absorboi UV-säteilyä ja violettia valoa naftokinoninsa takia. Se hajoaa kiehumatta, mutta sitä voidaan tyhjiötislata: se kiehuu esimerkiksi 133 Pa paineessa 140–145 °C:ssa. Sen 25 °C taitekerroin 1.5250. Se on liukenematon veteen, liukoinen etanoliin, dietyylieetteriin, asetoniin, petrolieetteriin, bentseeniin, kloroformiin.
Luonnon fyllokinonin stereoisomeria on 2'E,7'R,11'R. Synteettisesti tuotetussa fyllokinonissa voi olla vitamiinina toimimatonta Z-isomeeriä, mutta tällöinkin E-isomeeri on rasemaatissa usein yleisempi.

Reaktiot

Fyllokinoni on vakaa hapen, veden tai laimeiden happojen läsnäollessa. Se hajoaa auringonvalon, emästen tai pelkistinten vaikutuksesta.
Eliöissä fyllokinoni läpikäy K-vitamiinina toimiessaan entsymaattisesti kolmivaiheisen reaktiosarjan. Sarjassa sen kinonimuoto (CAS-numero 572-96-3) muuntuu 2,3-epoksidiksi (CAS 25486-55-9), sitten kinoliksi (CAS 572-96-3) ja taas kinoniksi. Samat reaktiot saadaan aikaan laboratoriossa. Fyllokinonin kinonirengas voidaan hapettaa 2,3-epoksidiksi vetyperoksidin avulla käytettäessä liuottimena etanolia, johon on lisätty natriumkarbonaattia. Epoksidi tai kinonirengas voidaan pelkistää kinoliksi rikkihapoketta käyttäen. Kinoni voidaan pelkistää kinoliksi myös vetykaasua ja Lindlar-katalyyttiä käyttäen.
Pelkistävä asetylaatio etikkahapon avulla tuottaa fyllokinonista diasetaattiesterin (CAS 604-87-5).

Analyysi

Fyllokinonin ja monien muiden K-vitamiinien läsnäolo voidaan testata lisäämällä niihin natriumetoksidia, joka värjää niitä violetinsinisiksi. Väri muuttuu aikaa myöden punaiseksi ja sitten ruskeaksi. Tätä sanotaan ns. Dam-Karrer-testiksi. Kirkas sininen väri saadaan aikaan myös lisättäessä natriumdietyyliditiokarbamaattia. Vakaa oranssi väri saadaan aikaan lisättäessä 5-imino-3-tiokso-1,2,4-ditioatsolidiinia (CAS 6846-35-1) – tätä sanotaan ns. Schilling-Dam-testiksi.
Ruokien, veren, kudosten ja muiden näytteiden fyllokinonipitoisuuksia mitataan lähinnä HPLC:llä.

Valmistus

Teollisesti menadionia tuotetaan hapettamalla 2-metyylinaftaleenia. Fyllokinonia tuotettaessa menadioni esimerkiksi pelkistetään happamissa oloissa menadioliksi (CAS 481-85-6). Tämän hiilen numero 1 OH-ryhmä tai molemmat OH-ryhmät suojataan esteröimällä ne esimerkiksi bentsoehappojen avulla ei-toivottujen reaktioiden estämiseksi. Jos molemmat on esteröity, toinen esteri hiilestä 4 hydrolysoidaan valikoivasti OH-ryhmäksi – muodostuu steerisesti vähemmän estynyt johdannainen. Tämä kondensoidaan isofytolin (CAS 505-32-8) kanssa katalysoimalla reaktiota kuumentamalla ja käyttäen sopivaa Lewis-happoa, kuten booritrifluoridietraattia. Sitten esterin suojaus poistetaan saippuoimalla se tavallisesti natriumhydroksidia ja metanolia käyttäen. Tuote hapetetaan ilman hapessa tai katalyyttisesti usein hopeaoksidilla fyllokinoniksi. Sivutuotteena voi muodostua 10–20% vitamiinina toimimatonta Z-isomeeriä.

Käyttö

Fyllokinoni on yleisin lääketieteessä käytetty K-vitamiini. Vitamiinit ylläpitävät kehon kykyä hyydyttää verta. Fyllokinonia annetaan siksi monissa maissa vastasyntyneille ihmisille K-vitamiinipuutoksen aiheuttamien vakavien verenvuotojen ehkäisemiseksi ja puutoksen hoitoon lipidien imeytymishäiriöistä poteville aikuisille – aikuisilla häiriö voi johtua vaikkapa sappitietukoksesta tai haiman vajaatoiminnasta. Fyllokinonia käytetään myös tiettyjen antikoagulanttien myrkytysten hoitoon ja verenvuotoa ehkäisevänä aineena ennen leikkauksia, joissa vuoto voi olla runsasta, kuten sappirakkoleikkauksissa.
5–10 vastasyntyneellä 100 000:sta ilmenee K-vitamiinipuutoksesta johtuvaa verenvuotoa. Suomessa ja monissa muissa maissa fyllokinonia annetaan siksi yksittäisenä 0.5–2 milligramman (mg) lihaspistoksena pian syntymän jälkeen. Joskus pistos annetaan laskimoon tai suun kautta useana isompana annoksena noin kuukauden aikana. Monissa maissa lisäksi äidinmaidonkorvikkeisiin lisätään fyllokinonia noin 50–125 µg/l.
Fyllokinoni tehoaa myrkytyksiin niiden antikoagulanttien kohdalla, jotka estävät γ-glutamyylikarboksylaasin suorittamaa γ-karboksylaatiota, jota muun muassa tietyt hyytymistekijät vaativat aktivoitumiseensa. Näitä antikoagulantteja ovat kumariinit, kuten varfariini, asenokumaroli ja fenprokumoni. Fyllokinoni ei tehoa myrkytyksiin, jotka johtuvat esimerkiksi hepariinista tai Xa-hyytymistekijää eli Stuart-Prower-tekijää suoraa estävistä aineista, kuten rivaroksabaanista tai apiksabaanista. Myrkytyksessä fyllokinonia annetaan suun kautta aluksi 2.5–10 mg tai jopa 25 mg. Vain harvoin vaaditaan 50 mg annoksia. Lisätarve todetaan oireiden tai verikokeiden perusteella. Uusi annos annetaan tarvittaessa usein 12–48 tunnin kuluttua aiemmasta. Jos annos annetaan pistoksena suoneen, ihon alle tai lihakseen, toistetaan pistos 6–8 tunnin välein.