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來源：互聯網

尼古丁（Nicotine）又稱煙堿或煙精，是一種吡啶類生物堿，呈無色油狀，有焦灼味，分子式為C10H14N2，具有手性，所以有兩個光學異構體，(S)-煙堿比(R)-煙堿的生理活性更強。主要存在于茄科植物（如土豆、番茄、綠胡椒以及煙草）中，尼古丁在煙草植物中的含量較高，是煙草中的主要生物堿之一，煙葉內尼古丁含量可占2%～8%，根中含量次之，莖的含量最低。

煙草中主要的致依賴性成分和毒性成分就是尼古丁，成人致死量為50～70mg（相當于40~60支香煙的尼古丁的含量），能促進多巴胺的釋放，長期吸食可成癮，屬N膽堿受體激動藥，能激動N1和N2受體，作用于神經節、腎上腺髓質、骨骼肌以及中樞神經系統等，對神經節和骨骼肌具有小劑量激動，大劑量阻斷的雙相作用。

日常生活中，人們常用含尼古丁的煙草制品進行娛樂消遣，在吸煙或使用煙草制品時，尼古丁會通過肺部迅速進入血液循環，然后傳遞到大腦，這是導致吸煙成癮的主要原因之一。尼古丁能增加雪茄的香味和勁頭，增強口感。同時，尼古丁在醫學上可以用于戒煙，其能減輕尼古丁依賴性吸煙者的成癮行為和戒斷癥狀。尼古丁還可以通過刺激中樞神經系統來產生一系列生理和心理效應，其中包括提神、改善注意力、增強情緒等。然而，由于其成癮性，長期使用煙草制品可能導致身體和心理健康問題。另外，在農業方面，其因對害蟲有觸殺、胃毒、熏蒸和殺卵的作用，曾被用作廣譜殺蟲劑。

來源

尼古丁主要來源于茄科植物，如陽芋、番茄、綠胡椒以及煙草，也可人工合成。含尼古丁的煙草主要品種有煙草(Nicotine tabacum）和黃花煙草(Nicotina rustica），尼古丁是煙草體內的次生代謝產物，主要在煙草根部合成，合成最旺盛的部位是新生細根，能通過木質部運輸到煙株的地上部分。煙葉中的尼古丁含量最高，占2%～8%，平均占4%，根中含量次之，莖的含量最低，煙梗中含量為5%～7%。尼古丁的生物合成和累積與遺傳因子、發育因素和環境脅迫的調控有關系。

尼古丁在土豆的皮和肉中的含量分別為4.8ng/g和15ng/g，在菜花中含量為16ng/g或4ng/g，茄子中含量為100ng/g，未成熟西紅柿中的尼古丁含量較成熟的高。

發現歷史

1492年克里斯托弗·哥倫布在圣薩爾瓦多登陸時，煙草就已經傳播到整個美洲大陸和附近的島嶼，1558年葡萄牙水手高斯第一次把煙草種子從美洲帶到葡萄牙，并種植在首都里斯本。1559年西班牙進行了引種，1560年法國駐葡萄牙大使尼科特（Jean·Nicot）將煙草種子帶回法國巴黎，并宣傳其是一種藥用植物，后來還將煙草獻給皇后卡薩琳，皇后稱其為尼可特草。人們將煙草中特有的一種刺激物稱為尼古丁（Nicotine），植物分類學家Linnatue在1753年將其作為煙草屬的屬名（Nicotiana）。此后葡萄牙人于1561年將煙草傳入意大利，1565年傳入英國，1600年傳入德國、瑞士和荷蘭，逐漸傳遍歐洲。

早在1690年，歐洲就提到可以用煙草的萃取液噴灑植物，可用來防治杜鵑花冠網蝽，到了18世紀就使用煙草水萃取液或煙草粉作殺蟲劑。1763年，法國用煙草和石灰粉防治蚜蟲，這是世界上首次報道的殺蟲劑。1814年紐約州的耶茨（Yates）推薦將煙草作為殺蟲劑使用。

1828年，德國化學家Posselt和Reimann首次將尼古丁由煙草中分離出來。1843年，Melsens提出尼古丁的化學式。1893年，Adolf Pinner發現尼古丁的結構，1904年A. Pictet和Crepieux成功利用合成的方式得到尼古丁，該路線以去甲基二烯煙堿（Nornicotyrine）為原料，通過熱解后經重排等步驟得到尼古丁。第二次世界大戰期間，人工合成的有機農藥開始應用于農業生產，而在此期間全世界用于殺蟲劑的尼古丁消耗量已超過2500噸。

煙草中的尼古丁是致依賴的物質，2003年5月21日，世界衛生大會批準了第一部國際公共衛生條約—《世界衛生組織煙草控制框架公約》(World Health Organization Framework Convention on Tobacco Control (WHO FCTC))，中國于11月10日正式簽署，2005年經全國人民代表大會批準，2006年1月在中國正式生效。該合約生效以來，越來越多的國家開始控煙行動，2007-2017年全球15歲以上人群吸煙率已經降至19.2%。

戒煙失敗的主要原因就是會產生尼古丁戒斷癥狀，2008年5月，美國公共衛生署頒布了有關煙草使用和依賴治療的臨床實踐指南。其中一線臨床戒煙用藥中包括尼古丁咀嚼膠、尼古丁吸入劑、尼古丁口含片、尼古丁鼻噴劑、尼古丁貼劑、酒石酸伐尼克蘭片和鹽酸安非他酮，后兩種為非尼古丁戒煙藥，其他為尼古丁替代療法（NRT）的戒煙藥，尼古丁替代療法類藥物通過向人體釋放尼古丁，代替或部分代替吸煙者通過吸煙獲得的尼古丁，從而減輕或消除戒斷癥狀。中國已被批準使用的非處方戒煙藥物有尼古丁貼片、尼古丁咀嚼膠，處方藥有酒石酸伐尼克蘭片及鹽酸安非他酮[tóng]。

2019年5月，中國疾病預防控制中心發布了2018年度的中國成人煙草調查結果，結果顯示2018年中國15歲及以上人群吸煙率為26.6%，其中男性為50.5%，女性為2.1%，農村為28.9%，城市為25.1%。中國吸煙人數已經超過3億，每年有100多萬人因煙草失去生命，預計到2030年將增至每年200萬人，到2050年增至每年300萬人。

應用領域

醫藥領域

根據尼古丁自身的生理活性，可合成含有尼古丁結構單元的醫藥制品，其制成的藥物可治療皮膚病、心血管病、蛇蟲咬傷等。主要醫療用途是治療尼古丁依賴，用來輔助戒煙療程不宜超過3個月，可減輕尼古丁依賴性吸煙者的成癮行為和戒斷癥狀，戒煙成功率顯著增加，遠期療效則取決于患者的毅力和是否接受了心理支持治療，尼古丁咀嚼膠、尼古丁吸入劑、尼古丁口含片、尼古丁鼻噴劑和尼古丁貼劑是常用的臨床戒煙用藥。

尼古丁有神經元保護作用，可改善動物的學習和記憶能力，對阿爾茲海默癥有一定的作用，還可改善帕金森病震顫、僵直及運動遲緩的癥狀，對潰瘍性結腸炎，口瘡潰瘍、圖雷特綜合征、注意力缺失、抑郁、焦慮障礙和精神病等也有一定作用。

農業領域

尼古丁對植物組織有滲透作用，無內吸性且速效，因其易揮發所以效期短，在空氣和光照下易分解，所以基本無殘留問題，對作物較安全，可用來防治害蟲，對人畜為中等毒性。屬高毒殺蟲劑，對害蟲主要起觸殺作用，并有胃毒作用和熏蒸作用，以及一定的殺卵作用。

尼古丁制劑是典型的神經毒劑，殺蟲機制是通過作用于神經系統的乙酰膽堿受體來麻痹神經。其蒸氣可從蟲體任何部位侵入體內而發揮毒殺作用，殺蟲譜廣，對鱗翅目、半翅目、薊馬科、雙翅目等多種害蟲有效，對蚜蟲有特效，還可防治黃條跳甲、稻螟、稻飛虱、象、馬和稻田螞蝗等。除其本身能作農藥外，與硫酸反應得到硫酸化煙堿也是一種廣泛使用的殺蟲劑，在尼古丁結構基礎上衍生而來的煙堿類殺蟲劑吡蟲啉，具有高效低毒的作用。還可做除草劑和作物植物生長調節劑的復配組分。

日常生活

煙草制品常被用作日常的娛樂消遣而廣泛使用，包括雪茄（香煙）、雪茄、水煙、電子煙、鼻煙、煙斗與煙斗絲等產品。人們通過吸煙改變情緒減少焦慮，但其中含有尼古丁所以極易上癮，尼古丁還可作為煙用香精增加卷煙的香味和勁頭，增強口感，提高香煙等級，添加在煙草組合配方中能減少上等煙葉的用量，在降低卷煙成本的情況下對品質無影響。

化工領域

尼古丁是煙酸及其衍生物如煙酰胺、煙肌酸、煙酸己可堿、煙酸生育酚等化工產品的主要原料。

藥理作用

尼古丁作用于腦神經細胞的N-乙酰[xiān]膽堿受體，使陽離子內流進入細胞并誘導神經細胞興奮性增加，對中樞神經系統的作用是先興奮后抑制，少量時有興奮作用，使人血壓升高，呼吸增強，大量時則起抑制作用，使人呼吸停止，心臟停搏，出現惡心、頭痛、嘔吐等癥狀，嚴重時可使心搏驟停以致死亡。通過直接誘導多巴胺（DA）的釋放或間接刺激乙酰膽堿受體、谷氨酸受體，抑制γ-氨基丁酸（γ-氨基丁酸）能神經元使人產生愉悅感，但隨著尼古丁含量的降低欣快感也會降低；尼古丁同樣作用于中腦邊緣系統，產生正性強化效應，從而導致精神成癮；在外周，尼古丁受體分布在肌肉和自主神經末稍上，作用于交感和副交感神經系統，使血壓升高，心率加快；小劑量借由刺激內臟神經興奮腎上腺髓質，使鹽酸腎上腺素釋放增多，進而刺激頸動脈體及主動脈的化學感受器，反射性引起呼吸興奮、血壓升高，大劑量則使自主神經節細胞先興奮后抑制。還可促進胃腸蠕動、消化液分泌并使骨骼肌松弛。

尼古丁依賴

尼古丁作用于中樞神經系統，促使興奮性神經遞質多巴胺的釋放，使機體產生放松感和幸福感，并形成依賴成癮，尼古丁依賴已經作為一種疾病被列入國際疾病分類，依賴程度可根據吸煙量、戒斷癥狀嚴重程度和臨床評定量表得分進行評定。臨床表現為軀體依賴和身體依賴兩個方面，軀體依賴表現為耐受性增加和戒斷癥狀，即隨著煙齡的增加其吸煙量會逐漸增多，戒斷癥狀為停藥后會出現煩躁不安、易怒、焦慮、情緒低落、注意力不集中、失眠、心率降低、食欲增加等癥狀，這些癥狀在停用煙草后的前14天內最強烈，約1個月后減弱，最長持續1年以上。精神依賴表現為對藥物的強烈渴求，用藥后可滿足心理需求，有欣快感和松弛寧靜感，停藥后則感覺到痛苦和折磨，只能繼續服藥，甚至強迫性地、連續或定期使用該藥物。

藥代動力學

尼古丁可通過皮膚和黏膜迅速吸收后廣泛分布在機體組織內，分布容積接近180L，能透過血-腦屏障和胎盤，也可分泌至乳汁中，血漿蛋白結合率低于5%，血漿總清除率為0.92~2.43L/min。主要通過肝臟代謝為無藥理活性的可替寧和可替寧-1'-N-氧化物，半衰期（t1/2）約為2h，血漿清除率為0.92~2.43L/min。少量（5%～10%）尼古丁以原型經腎臟排出，排出量呈pH依賴性，堿性條件下則忽略不計，蓄積作用非常輕微。

毒性

毒理學

動物毒性

尼古丁對水生生物有極高毒性，對魚類為中等毒性，對桑蠶高毒。大鼠經口的半數致死量（LD50）為50～60mg/kg，經皮LD50為140mg/kg，小鼠經口LD50為24mg/kg，狗經口LD50為9.2mg/kg，家兔經皮LD50為50mg/kg；對眼睛和皮膚有刺激作用，高劑量具有致畸作用，如腹膜內注射硫酸煙堿1.67mg/（千克d）會影響鼠和雞的骨骼形成，使小鼠生長遲緩，增高上腭裂的發病率；受孕大鼠皮下注射尼古丁，隨著劑量的增大生殖能力下降，母鼠死亡率提高，活胎仔數量減少，胎仔體重和母鼠增重下降，分娩時間也會明顯推遲；致突變試驗顯示，細菌回復突變試驗陰性，染色體畸變數和姐妹染色單體交換頻率增高，脫氧核糖核酸合成受到抑制，未見致癌性。

人體毒性

尼古丁會刺激眼睛和皮膚，對心血管系統和中樞神經系統也有影響，可導致驚厥和呼吸衰竭，接觸超過職業接觸限值時可能導致死亡，長期或反復接觸可能有生殖毒性。患綠色煙堿病，煙堿貼片戒毒失當、煙堿制品自殺、食用受煙堿污染的食品等可引起急性中毒。

中毒機制

尼古丁與乙酰膽堿的結構相似，兩個氮離子距離很近，可與中樞神經系統、周圍自主神經節和骨骼肌的神經突觸后膜的乙酰膽堿受體相結合，使乙酰膽堿蓄積產生過度的刺激，起初會引起興奮，隨后導致抑制和麻醉作用，產生中毒反應，幾分鐘到1小時內會因肌肉麻痹而死亡，還有促進腎上腺的作用。

中毒表現

輕癥時表現為頭痛、眩暈、惡心、流誕；較重時出現嘔吐、腹瀉、頻脈、血壓上升、出冷汗等癥狀；中毒更重時會發生呼吸困難，不整脈、口腔、咽、胃部等灼熱感、意識模糊、肌肉攣縮、間歇性強直性肌肉痙攣，瞳孔縮小，陷于虛脫狀態，呼吸麻痹，于5分鐘至2小時內死亡，較特殊的表現是面色蒼白、虛弱、行走困難、怕冷及心前區疼痛。

解救措施

口服中毒者可采取酸溶液或過氧化氫洗胃，硫酸鎂導瀉的方法進行急救；皮膚接觸中毒的患者應及時清洗皮膚；呼吸道吸入導致中毒的患者要立即遠離接觸環境，到通風處呼吸新鮮空氣或氧氣。中毒發展到麻痹期會導致呼吸衰竭，需要立刻使用人工呼吸機械做人工呼吸通氣，不宜給呼吸興奮劑。可用阿托品皮下注射，必要時增加1～2次，并給予保護心肌的藥物，心絞痛者可用常規劑量的硝酸酯類藥物，心臟驟停者立刻進行心肺復蘇。可輸液促進毒物從腎排出。注意監測水、電解質和酸堿平衡，增加支持治療。

理化性質

物理性質

尼古丁的化學名為(S)-3-(1-甲基吡咯-2-基）-吡啶或者（S）-N-甲基-2[β]-吡基四氫吡咯，分子式為C10H14N2，分子量162.23，密度1.01g/ml，沸點247℃；尼古丁是無色油狀液態物質，有焦灼味，熔點-80℃，蒸氣壓5.65Pa（25℃），60℃以下與水混溶形成水合物，可溶于乙醇、三氯甲烷、乙醚和油類，能迅速溶于大多有機溶劑，也可溶于強堿溶液，具揮發性和吸濕性。游離態的尼古丁燃點低于準點，空氣中低蒸氣壓時，其氣體達35℃（即308K或95°F）就會燃燒。自燃點243.89℃，爆炸極限0.75%～4.0%。尼古丁具有手性，有(S)-煙堿和(R)-煙堿兩個光學異構體，天然的煙堿為(S)-煙堿，比(R)-煙堿生理活性更強。

化學性質

堿性及成鹽作用

尼古丁在結構上屬于叔胺類有機化合物，吡啶環和氫化吡咯環均呈堿性，環中的氮可被質子化，能與多種無機酸和有機酸反應成鹽生成結合態尼古丁，易溶于水和有機溶劑，堿性條件下會再次分解為游離態，游離態的堿性大于結合態且易揮發。與生物堿沉淀劑如三硝基苯酚、碘液、奈斯勒試劑溶液等可發生沉淀反應，有成鹽反應，也可能生成分子配位化合物。

氧化反應

尼古丁在光和空氣中顏色會很快變深和發黏，因其遇空氣或紫外光會氧化成煙酸、氧化煙堿、煙堿烯、甲胺等，變成暗褐色并發出惡臭。在硝酸、高錳酸鉀等強氧化劑作用下則轉變為煙酸，反應式如下：

緩和條件下，煙堿可變成二烯煙堿，制成碘化物后氫化又可生成煙堿，反應式如下：

制備方法

生物合成

尼古丁的吡啶環是由甘油糖和天門冬氨酸合成的煙酸生成的，吡咯烷環是由鳥氨酸脫羧成為腐胺，甲基化后成為N-甲基腐胺，再脫除氨基，以N-甲基吡咯啉陽離子的形式取代煙酸中的羰基與吡啶環結合生成的。

化學合成

對映選擇性合成

Chavdarian于1982年首次報道了光學活性尼古丁的合成。以L-L-脯氨酸為原料，轉化為氨基醇，用氯化亞砜處理得到氯化物，進一步得到氰化物，然后同二異丙基氨基鋰（LDA）和3-乙氧基丙烯醛反應，生成的產物與HBr/HOAc的混合物發生成環反應，加氫后得到尼古丁，但對映體過量值（ee）僅有24%，反應式如下。

煙草生物堿的對映選擇性合成

3-吡啶甲醛與B-烯丙基二異松酮苯基硼烷發生烯丙基化反應，生成高光學純度的高烯丙醇，經一步立體化學轉化得到手性疊氮化物，經分子內硼氫化環加成反應形成吡咯環，生成的（R）-降煙通過中間產物N-乙基氨基甲酸酯的生成和還原反應發生甲基化生成（R）-煙堿，反應式如下。

(R)-和(S)-煙堿的對映選擇性合成

通過不對稱Ir催化丙烯基氨基化和關環轉換反應合成煙堿對映體的合成方法。即采用催化加氫，去氫煙堿的二亞胺還原，LAH（氫化鋁鋰）還原得到對映異構純的（S）-煙堿，避免了外消旋作用，也可通過改變手性配體來制備（R）-煙堿，反應式如下。

安全事宜

安全標志

危害及防護

爆炸：尼古丁的溫度高于95℃會形成爆炸性的蒸氣或空氣混合物，所以當溫度高于95℃時應使用密閉系統，并注意通風。

皮?膚：尼古丁可經皮膚吸收，有發紅和灼燒感，需要佩戴防護手套和防護服，不小心接觸后需要脫去污染的衣服，并用水和肥皂沖洗皮膚然后給予醫療護理。

接觸：避免產生煙云減少接觸，孕婦不可接觸，誤觸后及時咨詢并就醫。

吸入：注意排氣通風和呼吸防護?，誤吸后需要立刻呼吸新鮮空氣，適當休息并給予醫療護理。

眼睛：眼睛接觸后會疼痛并發紅，所以需要佩戴護目鏡，面罩或對眼睛和呼吸進行結合防護，眼睛接觸后應用大量水沖洗（需要摘除隱形眼鏡)并及時就醫。

食入：工作時不得進食、飲水或吸煙，進食前要洗手，誤食后用水沖服活性炭漿并給予醫療護理。

泄露處理

液體泄露時應立即疏散泄漏污染區的人員至安全區，禁止無關人員進入，應急處理人員佩戴自給正壓式呼吸器，穿化學防護服，不可直接接觸泄漏物，確保安全情況下進行堵漏，大量泄漏時可利用圍堤收容。不能直接沖入下水道，可收集在密閉容器中。也可噴霧狀水減少蒸發，用沙土或其他不燃性吸附劑混合吸收后收集運至廢物處理場所處置。經大量水沖洗稀釋后的洗水需放入廢水系統。

消防安全

消防人員須佩戴過濾式防毒面具（全面罩）或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服在上風向處滅火，滅火劑可采用霧狀水、泡沫、抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉和沙土。盡量將著火容器移至空曠處并不斷噴水使容器冷卻直至滅火結束。如火場中的容器已變色或安全泄壓裝置有聲音產生，必須立刻撤離。

貯存運輸

尼古丁要放置在陰涼、通風和干燥的庫房，遠離火種和熱源，與食品、飼料和強氧化劑分開存放，并配備相應品種和數量的消防器材，還應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。滅火后產生的廢水要進行收集和處理，嚴格執行極毒物品“五雙”管理制度。

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