Класифікація і номенклатура вітамінів.

В основу однієї з перших класифікацій вітамінів було покладено таку властивість як розчинність. Всі вітаміни поділялись на водо- та жиророзчинні. Ця класифікація не відображала різноманітність хімічної структури.

З моменту відкриття перших вітамінів і до сьогоднішнього часу використовується буквена класифікація. Суть її полягає в присвоєнні кожному вітаміну позначення буквою латинського алфавіту.

В зв’язку із відкриттям нових вітамінів в кожній групі буквені позначення прийшлось розширити приєднанням цифри до букви. Наприклад, в групі вітамінів В є позначення від В₁ до В₁₅.

Найбільш раціональною для фармацевтичної хімії є хімічна класифікація, у відповідності з якою препарати вітамінів розділяють на слідуючі групи:

Препарати вітамінів аліфатичного ряду:

а) похідні ненасичених поліокси – γ – лактонів

- кислота аскорбінова (вітамін С)

б) похідні ефірів глюконової кислоти

- пангамова кислота

в) похідні β – амінокислот

- пантотенова кислота

2. Препарати вітамінів аліциклічного ряду:

а) циклогексинелізопреноїдні вітаміни

- ретіноли (вітаміни групи А)

б) циклогексанолетиленгідринданові вітаміни

- кальцифероли (вітаміни групи Д)

3. Препарати вітамінів ароматичного ряду:

а) похідні нафтохінону:

- природні вітаміни групи К: філохінон (вітамін К₁), менахінони (вітаміни групи К₂);

б) синтетичні аналоги вітамінів К (менадіон, вікасол);

4. Препарати вітамінів гетероциклічного ряду:

а) похідні хроману:

- токофероли (вітаміни групи Е);

- флавоноїди (вітаміни групи Р)

б) похідні піридину:

- нікотинова кислота і її склад (вітаміни групи РР);

- аксометилпіридинові вітаміни (вітаміни групи В₁).

в) похідні піримідину:

- тіамін (вітамін В₁).

г) похідні птерину

- кислота фолієва (вітамін В_с В₉ ).

д) похідні ізоаллоксадину або флавінові вітаміни:

- рибофлавін (вітамін В₂).

е) корзинові вітаміни:

- кобламіни (вітаміни групи В₁₂).

Основне джерело надходження вітамінів в організм людини – рослинна їжа і деякі продукти тваринного походження. Важливу роль в утворенні вітамінів відіграє мікрофлора шлунково-кишкового тракту. Організм людини і тварин в процесі обміну речовин здатний перетворювати провітаміни у вітаміни. провітаміни – це сполуки, схожі по хімічній структурі з відповідними вітамінами і являються їх попередниками. До числа важливих провітамінів відносяться каротиноїди, розповсюдженні в рослинному світлі попередники ретинолів.

Потреба людини у вітамінах находиться в залежності від таких факторів як вік, стан здоров’я, кліматична зона, умови праці, харчування та інше.

В середньому доросла людина повинна за добу споживати 70-100мг – аскорбінової кислоти, 15-25 мг нікотинаміда; 5-10 мг пантотенової кислоти; по 1,5-2,0 мг ретинолу, тіаміну; по 2,0-2,5 мг піридоксину і рибофлавіну; 2,0-6,0 мг α-токоферола; 0,1-0,5 фолієвої кислоти; 0,01-0,04 мг ергокальциферолу; 0,005-0,05 мг ціанокобаламіну.

Надходження недостатньої кількості того чи іншого вітаміну або провітаміну в організмі викликає гіповітаміноз, а повна відсутність – авітаміноз. Якщо в організмі недостає одночасно декілька вітамінів - розвивається полівітаміноз. Препарати вітамінів широко застосовуються не лише при гіпо-та авітаміноз ах, а й в терапії ССС, нервових, шкіряних, шкіряних, очних, шлунково-кишкових захворюваннях та інших.

Порушення нормальної функції організму викликає не лише недостаток, але й надлишок вітамінів або гіпервітаміноз.

В деяких випадках однотипною вітамінною активністю володіють не поодинокі речовини, а групи, що складаються із 3-5 схожих по хімічній структурі сполук. В результаті досліджень залежності між хімічною структурою і вітамінною активністю синтезовані аналоги вітамінів і коферменти.

Застосовуючи в якості ЛЗ коферменти являють собою складні ефіри вітамінів (тіамін, рибофлавін) і фосфорної кислоти.

Проведені дослідження дозволили встановити існування для кожного вітаміну одного або декілька антивітамінів. Вони, як правило відрізняються від відповідних вітамінів структурою якої небудь однієї функціональної групи.

У деяких антивітамінів будова значно відрізняється від вітамінів. Прикладом можуть бути антивітаміни нафтохінонів неодикумарін, фенілін. Антивітаміни в біокаталічних реакціях проявляють себе як конкурентні інгібітори. Суть їх дії в тому, що вони утворюють своєрідні псевдо ферменти, які подавляють дію «істинних» ферментів або витісняють вітаміни із ферментних систем. Це зумовило застосування антивітамінів в якості ЛЗ для лікування ряду захворювань.

Джерелом промислового отримання вітамінів є рослинна і тваринна сировина, а також мікроорганізми. Так, вітамін С можна отримати із плодів шипшини, комплекс вітамінів Р – із відходів чайної промисловості, вітаміни групи Д – із природних стеринів, вітамін А – із риб’ячого жиру, вітамін Е – із рослинних олій.

Надзвичайно перспективним є синтетичний шлях отримання вітамінів, так як перевагою його є порівняно невелика ціна вихідної сировини, високих виходів кінцевих продуктів. Одним із важливих етапів синтезу вітамінів є розділення сумішей синтезованих геометричних і оптичних ізомерів з метою виділення біологічно активних форм ряду складних по хімічній структурі вітамінів (наприклад кобламіни, менахінони) виділяють як побічний продукт при мікробіологічному синтезу антибіотиків.

Для якісної і кількісної оцінки вітамінів в природних джерелах використовують як біологічні так і фізико-хімічні методи.

Принцип оцінки біологічної активності полягає в тому, що тварин (щурів, голубів, морських свинок) переводять на дієту, що містить білки, жири, вуглеводи, мінеральні солі і всі вітаміни, крім досліджуваного.

Далі встановлюють яка кількість досліджуваного вітаміну може вилікувати або застерегти тварину від авітамінозу. Паралельно проводять аналогічне дослідження із стандартним препаратом.

Активність вітамінів встановлюють в так званих інтернаціональних або міжнародних одиницях (МО), які є умовною кількістю стандартного препарату в мг, мікрограмах (γ). За одну одиницю прийнято рахувати мінімальну кількість вітаміну, виліковуючи або застерігаючи тварину від авітамінозу. Кількість, що відповідає 1МО у вітамінах різна. Наприклад 1МО вітаміну А відповідає 0,34 γ аксерофтолу ацетату, а для вітаміну Д – 0,25 γ ергокальциферолу.

Біологічний метод оцінки активності вітамінів дуже трудомісткий, точність його порівняно невелика. Тому для дослідження тотожності і кількісного аналізу вітамінів за звичай використовують фізичні, хімічні та фізико-хімічні методи.

Похідні ненасичених поліокси – γ – лактонів.

В кінці ХІХст. Відомий російський лікар В. В. Пашутін встановив, що важке захворювання цинга виникає внаслідок нестачі в організмі якоїсь важливої речовини. І не дивлячись на те, що в 1922р. Н. А. Безсоновим із капусти була виділена кристалічна речовина, яка виліковувала цингу, природа цієї речовини залишалась невідомою аж до 1927р. В 1927р. угорський вчений Сент-Георгі виділив із наднирників бика кристалічну речовину, яка володіла різко вираженими відновлюючи ми властивостями і виліковувала цингу (скорбут), звідси вона отримала назву «аскорбінова кислота».

Кислота аскорбінова міститься в свіжих овочах (капусті, салаті, томатах, картоплі та інших), ягодах, фруктах, голках хвої, плодах шипшини та інші.

Формулу кислоти аскорбінової зображають двояко.

По хімічній будові кислота аскорбінова представляє γ – лактон – 2,3 дигідро L – гулонової кислоти. В зв’язку з наявністю в молекулі подвійного зв’язку можливе існування геометричних цис – і транс ізомерів кислоти аскорбінової.

Два асиметричних атоми карбону зумовлюють існування чотирьох оптичних ізомерів. Всі вони отримані синтетично, однак тільки L– ізомер являється фізіологічно активним.

Кислоту аскорбінову можна виділити із рослинної сировини, наприклад із рослинної сировини, наприклад із плодів шипшини. Спочатку отримують водні екстракти, згущують їх до сиропів у вакуумі, осаджують супутні речовини(спиртом і ефіром) а залишок очищують хроматографічним методом і перекристалізовують.

Промисловий спосіб добування – оснований на синтезі Д – глюкози, яку відновлюють в Д – сорбіт каталітичним гідруванням. Важливим етапом синтезу являється процес глибинного бактеріохімічного окислення (бродіння) Д – сорбіту до L – сорбози. Остання підлягає ацетонуванню (щоб не допустити окислення чотирьох гідроксилів) і отриману диацетом L– сорбозу окислюють до диацетонкетогулонової кислотидалі проводять процес окислення і лактонізацію 2 – кето – L– гулонової кислоти до кислоти аскорбінової.

Фармакопейний препарат – кислота аскорбінова ідентифікують по температурі плавлення, питомому обертанні. Він легко розчинний у воді, розчинний у спирті і практично нерозчинний в ефірі, бензолі, хлороформі.

Для дослідження тотожності і кількісного аналізу препарату важливе значення мають хімічні властивості кислоти аскорбінової. Вона проявляє кислотні і відновлювані властивості.

В кристалічних формах кислота аскорбінова стійка. В розчинах під дією слабких окисників різної природи вона окислюється .

Характерною частиною молекули аскорбінової кислоти є ендіольна група:

Атоми гідрогену фенольних груп досить рухливі, що надає кислотних властивостей вітаміну. Так, при титруванні лугом аскорбінова кислота веде себе як одноосновна кислота. Кислотний характер зумовлений атомом Гідрогену в положенні 3:

Аскорбінова кислота окиснюється у дві стадії:

1) оборотний процес окиснення до дегідроаскорбінової кислоти (ке- тонна форма);

2) необоротний процес окиснення, який врешті-решт призводить до утворення фурфуролу:

■ , .';

аскорбінова кислота знебарвлює метиленовий синій, відновлює Fe³⁺ до Fe²⁺, Cu ²⁺ до Cu ⁺; MnO ₄ ^– до Mn ²⁺, NO ₃ ^– до NO ₂ ^-, HNO ₂ до NO↑+H ₂O

До розчину кислоти аскорбінової додають кислоту нітратну роз­ведену та розчин аргентуму нітрату - випадає сірий осад металічного аргентуму:

2. Нефармакопейні реакції:

а) при додаванні до розчину кислоти аскорбінової по краплях розчи­ну 2,6-дихлорфеноліндофенолу його синє забарвлення зникає:

б) Кислота аскорбінова з феруму (II) сульфатом у присутності на­трію гідрокарбонату утворює феруму аскорбінат, забарвлений у фіоле­товий колір: