尼古丁（Nicotine ）又称烟碱或烟精， 是一种吡啶类生物碱， 呈无色油状， 有焦灼味， 分子式为C 10 H 14 N 2 ，具有手性，所以有两个光学异构体，(S)-烟碱比(R)-烟碱的生理活性更强。 主要存在于 茄科 植物（如土豆、番茄、绿胡椒以及烟草）中， 尼古丁在烟草植物中的含量较高，是烟草中的主要生物碱之一，烟叶内尼古丁含量可占2%～8%， 根中含量次之，茎的含量最低。
烟草中主要的致依赖性成分和毒性成分就是尼古丁，成人致死量为50～70mg（相当于40~60支香烟的尼古丁的含量）， 能促进多巴胺的释放，长期吸食可成瘾， 属N 胆碱受体 激动药， 能激动N 1 和N 2 受体， 作用于神经节、 肾上腺髓质 、骨骼肌以及中枢神经系统等， 对神经节和骨骼肌具有小剂量激动，大剂量阻断的双相作用。
日常生活中，人们常用含尼古丁的烟草制品进行娱乐消遣，在吸烟或使用烟草制品时，尼古丁会通过肺部迅速进入血液循环，然后传递到大脑，这是导致吸烟成瘾的主要原因之一。 尼古丁能增加 雪茄 的香味和劲头，增强口感。 同时，尼古丁在医学上可以用于戒烟，其能减轻尼古丁依赖性吸烟者的成瘾行为和戒断症状。尼古丁可通过刺激中枢神经系统来产生一系列生理和心理效应，其中包括提神、改善注意力、增强情绪等。 然而，由于其成瘾性，长期使用烟草制品可能导致身体和心理健康问题。 另外，在农业方面，其因对害虫有触杀、胃毒、熏蒸和杀卵的作用，曾被用作广谱杀虫剂。
来源
尼古丁主要来源于 茄科 植物，如 阳芋 、番茄、 绿胡椒 以及烟草，也可人工合成。 含尼古丁的烟草主要品种有烟草(Nicotine tabacum）和 黄花烟草 (Nicotina rustica）， 尼古丁是烟草体内的次生 代谢产物 ， 主要在烟草根部合成， 合成最旺盛的部位是新生细根，能通过 木质部 运输到烟株的地上部分。 烟叶中的尼古丁含量最高， 占2%～8%，平均占4%， 根中含量次之，茎的含量最低， 烟梗中含量为5%～7%。 尼古丁的 生物合成 和累积与遗传因子、发育因素和环境胁迫的调控有关系。
尼古丁在 土豆 的皮和肉中的含量分别为4.8ng/g和15ng/g，在菜花中含量为16ng/g或4ng/g，茄子中含量为100ng/g，未成熟 西红柿 中的尼古丁含量较成熟的高。
发现历史
1492年 克里斯托弗·哥伦布 在 圣萨尔瓦多 登陆时，烟草就已经传播到整个美洲大陆和附近的岛屿， 1558年 葡萄牙 水手高斯第一次把烟草种子从美洲带到葡萄牙，并种植在首都 里斯本 。 1559年 西班牙 进行了引种， 1560年 法国 驻葡萄牙大使尼科特（Jean·Nicot）将烟草种子带回法国巴黎，并宣传其是一种药用植物，后来还将烟草献给皇后卡萨琳，皇后称其为尼可特草。 人们将烟草中特有的一种刺激物称为尼古丁（Nicotine），植物分类学家Linnatue在1753年将其作为 烟草属 的属名（Nicotiana）。 此后葡萄牙人于1561年将烟草传入 意大利 ，1565年传入 英国 ，1600年传入 德国 、 瑞士 和 荷兰 ，逐渐传遍 欧洲 。
早在1690年，欧洲就提到可以用烟草的萃取液喷洒植物， 可用来防治 杜鹃花冠网蝽 ， 到了18世纪就使用烟草水萃取液或烟草粉作杀虫剂。 1763年， 法国 用烟草和石灰粉防治蚜虫，这是世界上首次报道的杀虫剂。 1814年 纽约州 的耶茨（Yates）推荐将烟草作为杀虫剂使用。
1828年，德国化学家Posselt和Reimann首次将尼古丁由烟草中分离出来。 1843年，Melsens提出尼古丁的 化学式 。 1893年，Adolf Pinner发现尼古丁的结构。 1904年A. Pictet和Crepieux成功利用合成的方式得到尼古丁， 该路线以去甲基二烯烟碱（Nornicotyrine）为原料，通过热解后经重排等步骤得到尼古丁。 第二次世界大战 期间，人工合成的有机农药开始应用于农业生产， 而在此期间全世界用于杀虫剂的尼古丁消耗量已超过2500吨。
烟草中的尼古丁是致依赖的物质， 2003年5月21日， 世界卫生大会 批准了第一部国际公共卫生条约—《世界卫生组织烟草控制框架公约》(World Health Organization Framework Convention on Tobacco Control (WHO FCTC))，中国于11月10日正式签署，2005年经全国 人民代表大会 批准，2006年1月在中国正式生效。 该合约生效以来，越来越多的国家开始控烟行动，2007-2017年全球15岁以上人群吸烟率已经降至19.2%。
戒烟失败的主要原因就是会产生尼古丁戒断症状， 2008年5月，美国公共卫生署颁布了有关烟草使用和依赖治疗的临床实践指南。其中一线临床戒烟用药中包括尼古丁咀嚼胶、尼古丁吸入剂、尼古丁口含片、尼古丁鼻喷剂、尼古丁贴剂、 酒石酸 伐尼克兰片和 盐酸安非他酮 ，后两种为非尼古丁戒烟药，其他为尼古丁替代疗法（NRT）的戒烟药，尼古丁替代疗法类药物通过向人体释放尼古丁，代替或部分代替吸烟者通过吸烟获得的尼古丁，从而减轻或消除戒断症状。中国已被批准使用的非处方戒烟药物有尼古丁贴片、尼古丁咀嚼胶， 处方药 有酒石酸伐尼克兰片及盐酸安非他 酮[tóng] 。
2019年5月， 中国疾病预防控制中心 发布了2018年度的中国成人烟草调查结果，结果显示2018年中国15岁及以上人群吸烟率为26.6%，其中男性为50.5%，女性为2.1%，农村为28.9%，城市为25.1%。 中国吸烟人数已经超过3亿，每年有100多万人因烟草失去生命，预计到2030年将增至每年200万人，到2050年增至每年300万人。
应用领域
医药领域
根据尼古丁自身的生理活性 ，可合成含有尼古丁结构单元的医药制品， 其制成的药物可治疗 皮肤病 、心血管病、蛇虫咬伤等。 主要医疗用途是治疗尼古丁依赖，用来辅助戒烟疗程不宜超过3个月，可减轻尼古丁依赖性吸烟者的成瘾行为和戒断症状，戒烟成功率显著增加，远期疗效则取决于患者的毅力和是否接受了心理支持治疗， 尼古丁咀嚼胶、尼古丁吸入剂、尼古丁口含片、尼古丁鼻喷剂和尼古丁贴剂是常用的临床戒烟用药。
尼古丁有 神经元 保护作用，可改善动物的学习和记忆能力，对 阿尔兹海默症 有一定的作用，还可改善帕金森病震颤、僵直及运动迟缓的症状，对溃疡性结肠炎，口疮溃疡、图雷特综合征、注意力缺失、抑郁、焦虑障碍和精神病等也有一定作用。
农业领域
尼古丁对植物组织有渗透作用，无内吸性且速效，因其易挥发所以效期短，在空气和光照下易分解，所以基本无残留问题，对作物较安全，可用来防治害虫，对人畜为中等毒性。 属高毒杀虫剂，对害虫主要起触杀作用，并有胃毒作用和熏蒸作用，以及一定的杀卵作用。
尼古丁制剂是典型的神经毒剂， 杀虫 机制是通过作用于 神经系统 的 乙酰胆碱 受体来麻痹神经。 其蒸气可从虫体任何部位侵入体内而发挥毒杀作用， 杀虫谱广，对 鳞翅目 、 半翅目 、 蓟马科 、 双翅目 等多种害虫有效， 对 蚜虫 有特效， 还可防治 黄条跳甲 、 稻螟 、 稻飞虱 、 象、 马和稻田 蚂蝗 等。 除其本身能作农药外，与 硫酸 反应得到 硫酸化烟碱 也是一种广泛使用的杀虫剂， 在尼古丁结构基础上衍生而来的烟碱类杀虫剂 吡虫啉 ，具有高效低毒的作用。 还可做 除草剂 和作物 植物生长调节剂 的复配组分。
日常生活
烟草制品常被用作日常的娱乐消遣而广泛使用， 包括 雪茄 （香烟）、 雪茄 、水烟、电子烟、 鼻烟 、烟斗与烟斗丝等产品。 人们通过吸烟改变情绪减少焦虑，但其中含有尼古丁所以极易上瘾， 尼古丁还可作为烟用香精增加卷烟的香味和劲头，增强口感，提高香烟等级，添加在烟草组合配方中能减少上等烟叶的用量，在降低卷烟成本的情况下对品质无影响。
化工领域
尼古丁是 烟酸 及其 衍生物 如 烟酰胺 、烟 肌酸 、烟酸己可碱、烟酸生育酚等 化工产品 的主要原料。
药理作用
尼古丁作用于烟碱乙酰胆碱受体，特别是自律神经上的（α1）2（β4）3和中枢神经的（α4）2（β2）3受体（前者位于副肾髓质等位置），同时也作用于脑神经细胞的N-乙 酰[xiān] 胆碱受体，使阳离子内流进入细胞并诱导神经细胞兴奋性增加， 对中枢神经系统的作用是先兴奋后抑制， 少量时有兴奋作用，使人血压升高，呼吸增强，大量时则起抑制作用，使人呼吸停止，心脏停搏，出现恶心、头痛、呕吐等症状，严重时可使心搏骤停以致死亡。 通过直接诱导 多巴胺 （DA）的释放或间接刺激 乙酰胆碱 受体、 谷氨酸 受体，抑制 γ-氨基丁酸 （ γ-氨基丁酸 ）能 神经元 使人产生愉悦感，但随着尼古丁含量的降低欣快感也会降低； 尼古丁同样作用于 中脑 边缘系统，产生 正性强化效应 ，从而导致精神成瘾； 在外周，尼古丁受体分布在副肾髓质、肌肉和自主神经末稍上， 作用于交感和副交感神经系统，使血压升高，心率加快； 小剂量借由刺激内脏神经兴奋肾上腺髓质，使 盐酸肾上腺素 释放增多，进而刺激颈动脉体及主动脉的 化学 感受器，反射性引起呼吸兴奋、血压升高，大剂量则使自主神经节 细胞 先兴奋后抑制。 还可促进胃肠蠕动、消化液分泌并使骨骼肌松弛。
尼古丁依赖
尼古丁作用于 中枢神经系统 ，促使 兴奋性 神经递质 多巴胺 的释放，使机体产生放松感和幸福感，并形成依赖成瘾，尼古丁依赖已经作为一种疾病被列入国际疾病分类，依赖程度可根据吸烟量、戒断症状严重程度和临床评定量表得分进行评定。 临床表现为躯体依赖和身体依赖两个方面，躯体依赖表现为耐受性增加和戒断症状，即随着烟龄的增加其吸烟量会逐渐增多， 戒断症状为停药后会出现烦躁不安、易怒、焦虑、情绪低落、注意力不集中、失眠、心率降低、食欲增加等症状， 这些症状在停用烟草后的前14天内最强烈，约1个月后减弱，最长持续1年以上。 精神依赖表现为对药物的强烈渴求，用药后可满足心理需求，有欣快感和松弛宁静感，停药后则感觉到痛苦和折磨，只能继续服药，甚至强迫性地、连续或定期使用该药物。
药代动力学
尼古丁可通过皮肤和黏膜迅速吸收后广泛分布在机体组织内，分布容积接近180L，能透过 血-脑屏障 和 胎盘 ，也可分泌至乳汁中，血浆蛋白结合率低于5%，血浆总清除率为0.92~2.43L/min。主要通过肝脏代谢为无 药理 活性的可替宁和可替宁-1'-N- 氧化物 ， 半衰期 （t 1/2 ）约为2h， 血浆 清除率为0.92~2.43L/min。少量（5%～10%）尼古丁以原型经肾脏排出，排出量呈pH依赖性，碱性条件下则忽略不计，蓄积作用非常轻微。
毒性
毒理学
动物毒性
尼古丁对 水生生物 有极高毒性， 对鱼类为中等毒性，对 桑蚕 高毒。 大鼠经口的 半数致死量 （LD 50 ）为50～60mg/kg，经皮LD 50 为140mg/kg， 小鼠 经口LD 50 为24mg/kg，狗经口LD 50 为9.2mg/kg， 家兔 经皮LD 50 为50mg/kg；对眼睛和皮肤有刺激作用，高剂量具有致畸作用，如 腹膜 内注射 硫酸 烟碱1.67mg/（ 千克 d）会影响鼠和鸡的骨骼形成，使小鼠生长迟缓，增高上 腭裂 的发病率；受孕大鼠皮下注射尼古丁，随着剂量的增大生殖能力下降，母鼠死亡率提高，活胎仔数量减少，胎仔体重和母鼠增重下降， 分娩 时间也会明显推迟； 致突变试验 显示，细菌 回复突变 试验阴性，染色体畸变数和姐妹染色 单体 交换频率增高， 脱氧核糖核酸 合成受到抑制，未见致癌性。
人体毒性
尼古丁会刺激眼睛和皮肤，对心血管系统和 中枢神经系统 也有影响，可导致 惊厥 和呼吸衰竭，接触超过职业接触限值时可能导致死亡，长期或反复接触可能有 生殖毒性 。 患绿色烟碱病，烟碱贴片戒毒失当、烟碱制品自杀、食用受烟碱污染的食品等可引起急性中毒。
中毒机制
尼古丁与 乙酰胆碱 的结构相似，两个氮离子距离很近，可与中枢神经系统、周围自主 神经节 和骨骼肌的神经突触后膜的乙酰胆碱受体相结合，使乙酰胆碱蓄积产生过度的刺激，起初会引起兴奋，随后导致抑制和麻醉作用，产生中毒反应，几分钟到1小时内会因肌肉麻痹而死亡，还有促进 肾上腺 的作用。
中毒表现
轻症时表现为头痛、眩晕、恶心、流诞；较重时出现呕吐、 腹泻 、频脉、血压上升、出冷汗等症状；中毒更重时会发生 呼吸困难 ，不整脉、口腔、咽、胃部等灼热感、 意识模糊 、肌肉挛缩、间歇性强直性 肌肉痉挛 ，瞳孔缩小，陷于虚脱状态，呼吸麻痹，于5分钟至2小时内死亡，较特殊的表现是面色苍白、虚弱、行走困难、怕冷及心前区疼痛。
解救措施
口服中毒者可采取 酸溶液或 过氧化氢 洗胃 ， 硫酸镁 导泻的方法进行急救；皮肤接触中毒的患者应及时清洗皮肤； 呼吸道 吸入导致中毒的患者要立即远离接触环境，到通风处呼吸新鲜空气或 氧气 。中毒发展到麻痹期会导致呼吸衰竭，需要立刻使用人工呼吸机械做人工呼吸通气，不宜给呼吸 兴奋剂 。可用阿托品皮下注射，必要时增加1～2次，并给予保护心肌的药物，心绞痛者可用常规剂量的 硝酸酯类 药物， 心脏骤停 者立刻进行心肺复苏。可输液促进毒物从肾排出。注意监测水、 电解质 和酸碱平衡，增加支持治疗。
理化性质
物理性质
尼古丁的 化学 名为(S)-3-(1- 甲基 吡咯- 2-基）- 吡啶 或者（S）-N- 甲基- 2[β]-吡 基 四氢吡咯 ， 分子式 为C 10 H 14 N 2 ，分子量162.23，密度1.01g/ml， 沸点 247℃； 尼古丁是无色油状液态物质， 有焦灼味， 熔点- 80℃，蒸气压5.65Pa（25℃），60℃以下与水 混溶 形成 水合物 ， 可溶于 乙醇 、 三氯甲烷 、 乙醚 和油类， 能迅速溶于大多有机 溶剂 ， 也可溶于 强碱 溶液，具 挥发性 和吸湿性。 游离态 的尼古丁燃点低于准点，空气中低蒸气压时，其气体达35℃（即308K或95°F）就会燃烧。 自燃点243.89℃， 爆炸极限 0.75%～4.0%。 尼古丁具有手性，有(S)-烟碱和(R)-烟碱两个光学异构体，天然的烟碱为(S)-烟碱，比(R)-烟碱生理活性更强。
化学性质
碱性及成盐作用
尼古丁在结构上属于 叔胺 类 有机化合物 ， 吡啶 环和 氢化 吡咯环 均呈碱性， 环中的 氮 可被 质子化 ， 能与多种 无机酸 和 有机酸 反应成盐生成结合态尼古丁，易溶于水和有机 溶剂 ，碱性条件下会再次分解为 游离态 ，游离态的碱性大于结合态且易挥发。 与生物碱沉淀剂如 三硝基苯酚 、 碘液 、 奈斯勒试剂 溶液等可发生沉淀反应，有成盐反应，也可能生成分子 配位化合物 。
氧化反应
尼古丁在光和空气中颜色会很快变深和发黏， 因其遇空气或紫外光会氧化成 烟酸 、氧化烟碱、烟碱烯、 甲胺 等，变成暗褐色并发出恶臭。在 硝酸 、 高锰酸钾 等 强氧化剂 作用下则转变为烟酸，反应式如下：
缓和条件下，烟碱可变成 二烯 烟碱，制成 碘化物 后 氢化 又可生成烟碱，反应式如下：
制备方法
生物合成
尼古丁的 吡啶 环是由 甘油糖 和 天门冬氨酸 合成的烟酸生成的， 吡咯烷 环是由 鸟氨酸 脱羧成为 腐胺 ， 甲基 化后成为N-甲基腐胺，再脱除 氨基 ，以N- 甲基 吡咯啉 阳离子 的形式取代烟酸中的 羰基 与吡啶环结合生成的。
化学合成
对映选择性合成
Chavdarian于1982年首次报道了光学活性尼古丁的合成。以L- L-脯氨酸 为原料，转化为 氨基醇 ，用 氯化亚砜 处理得到 氯化物 ，进一步得到 氰化物 ，然后同 二 异丙基 氨基锂 （LDA）和3- 乙氧基 丙烯醛 反应，生成的产物与HBr/HOAc的 混合物 发生成环反应，加氢后得到尼古丁，但对映体过量值（ee）仅有24%，反应式如下。
烟草生物碱的对映选择性合成
3- 吡啶 甲醛与B- 烯丙基 二异松 酮 苯基 硼烷 发生烯丙基化反应，生成高光学纯度的 高烯丙醇 ，经一步 立体化学 转化得到手性叠 氮化物 ，经分子内硼 氢化 环加成反应 形成 吡咯环 ，生成的（R）-降烟通过中间产物N- 乙基 氨基甲酸酯 的生成和还原反应发生 甲基化 生成（R）-烟碱，反应式如下。
(R)-和(S)-烟碱的对映选择性合成
通过不对称Ir 催化 丙烯基 氨基化和关环转换反应合成烟碱对映体的合成方法。即采用催化加氢，去氢烟碱的二亚胺还原，LAH（ 氢化铝锂 ）还原得到对映异构纯的（S）-烟碱，避免了外消旋作用，也可通过改变手性 配体 来制备（R）-烟碱，反应式如下。
安全事宜
安全标志
危害及防护
爆炸：尼古丁的温度高于95℃会形成爆炸性的蒸气或空气 混合物 ，所以当温度高于95℃时应使用密闭系统，并注意通风。
皮 肤：尼古丁可经皮肤吸收，有发红和灼烧感，需要佩戴防护手套和防护服，不小心接触后需要脱去污染的衣服，并用水和肥皂冲洗皮肤然后给予医疗护理。
接触：避免产生烟云减少接触，孕妇不可接触，误触后及时咨询并就医。
吸入：注意排气通风和呼吸防护 ，误吸后需要立刻呼吸新鲜空气，适当休息并给予医疗护理。
眼睛：眼睛接触后会疼痛并发红，所以需要佩戴护目镜，面罩或对眼睛和呼吸进行结合防护，眼睛接触后应用大量水冲洗（需要摘除隐形眼镜)并及时就医。
食入：工作时不得进食、饮水或吸烟，进食前要洗手，误食后用水冲服 活性炭 浆并给予医疗护理。
泄露处理
液体泄露时应立即疏散泄漏污染区的人员至安全区，禁止无关人员进入，应急处理人员佩戴自给正压式呼吸器，穿 化学 防护服，不可直接接触泄漏物，确保安全情况下进行堵漏，大量泄漏时可利用围堤收容。 不能直接冲入下水道，可收集在密闭容器中。 也可喷雾状水减少蒸发，用沙土或其他不燃性 吸附剂 混合吸收后收集运至废物处理场所处置。经大量水冲洗稀释后的洗水需放入 废水 系统。
消防安全
消防人员须佩戴 过滤式防毒面具 （ 全面罩 ）或隔离式呼吸器、穿全身防火 防毒服 在上风向处灭火，灭火剂可采用雾状水、泡沫、抗溶性泡沫、 二氧化碳 、干粉和沙土。尽量将着火容器移至空旷处并不断喷水使容器冷却直至灭火结束。如火场中的容器已变色或安全泄压装置有声音产生，必须立刻撤离。
贮存运输
尼古丁要放置在阴凉、通风和干燥的库房，远离火种和热源， 与食品、饲料和 强氧化剂 分开存放， 并配备相应品种和数量的消防器材，还应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 灭火后产生的 废水 要进行收集和处理， 严格执行极毒物品“五双”管理制度。