Изложение учебного материала:
Циклогексинилизоприноидные витамины (ретинолы).
Ретинолы содержат триметилциклогексеновый цикл, связанный с тетраеновой цепью сопряжения, которая имеет спиртовую (ретинол) или альдегидную (ретиналь) группу.
Ретинол (аксерофтол, витамин А) впервые получен в 1909 г. из печени рыб. Он представляет собой 9,13-диметил-7-(1,1,5-триметилциклогексен-5-ил-6)-нонатетраен-7,9,11,13-ол-15 и включает остаток ß-ионона.
Провитамины А. Предшественниками витамина А(провитаминами) являются тетратерпеноиды (α, β, γ-каротины). Наибольшую биологическую активность проявляет β-каротин, в результате окислительно-гидролитического расщепления которого образуется 2 молекулы витамина А, из остальных — 1 молекула.
Источники витамина А: печень рыб.
Получение: промышленный синтез осуществляют химическим методом: последовательное наращивание углеродной цепи с помощью простых соединений (ацетилена, ацетона, дикетена и др.). Наиболее эффективен биотехнологический (химико-ферментативный) синтез — получение из β-каротина с использованием фермента каротиндегидрогеназы.
В медицинской практике применяют ретинола ацетат и ретинола пальмитат. Их синтезируют путем ацилирования ретинола соответственно уксусной или пальмитиновой кислотой. Они очень легко окисляются под действием кислорода воздуха и света.
Свойства ретинолов ацетата и пальмитата:
Препарат |
Описание |
Растворимость |
Retinol Acetate Ретинола ацетат |
Белые или бледно-желтые кристаллы со слабым запахом. Чрезвычайно неустойчив к кислороду воздуха и свету |
Практически не растворим в воде, растворим в абсолютном этаноле, легко или очень легко растворим в этаноле и хлороформе |
Retinol Palmitate Ретинола пальмитат |
При комнатной температуре аморфная масса светло-желтого цвета без запаха или со слабым запахом. При температуре 28⁰С — прозрачная маслянистая жидкость от светло-желтого до желтого цвета. Неустойчив на воздухе и на свету. |
Практически не растворим в воде, умеренно растворим в абсолютном этаноле, легко или очень легко растворим в этаноле и хлороформе. |
Природный ретинол является транс-изомером. Известны также цис-изомеры, обладающие А-витаминной активностью.
Определение подлинности:
1. Физико-химические методы
- УФ-спектрофотометрия
2. Химические методы
- реакция с хлоридом сурьмы (III) в хлороформном растворе (образуется межмолекулярный комплекс, окрашенный в интенсивно-синий цвет)
Определение доброкачественности:
- посторонние примеси — путем измерения оптической плотности.
- Наличие в ретинола пальмитате примеси ретинола (не более 3%) сочетанием ТСХ с УФ-спектрофотометрией.
- температура плавления 54-58⁰С.
Количественное определение:
1. Спектрофотометрия раствора в изопропиловом спирте
2. Фотоэлектроколориметрия (после реакции с SbCl3)
Хранение:
Ретинола ацетат и ретинола пальмитат хранят (ввиду легкой окисляемости) в запаянных ампулах, при температуре не выше +5⁰С, предохраняя от действия света.
Применение:
Лекарственные препараты витамина А применяют при А-авитаминозе, гиповитаминозе, инфекционных и простудных заболеваниях, поражениях и заболеваниях кожи, глаз и органов пищеварения.
ЦИКЛОГЕКСАНОЛЭТИЛЕНГИДРИНДАНОВЫЕ ВИТАМИНЫ
(КАЛЬЦИФЕРОЛЫ).
Витамин D существует в виде нескольких соединений, различающихся по химическому строению и биологической активности.
Природные витамины D2 (эргокальциферол) и D3 (холекальциферол) содержатся в небольших количествах в яичном желтке, икре, сливочном масле, молоке. Значительное количества этих витаминов сопутствуют ретинолу в печени и жировой ткани рыб (главным образом, трески) и морских животных. При ультрафиолетовом облучении (в определенных дозах) содержание витаминов группы D в этих продуктах повышается.
По химической структуре кальциферолы — производные 6-(3α-окси-10-метиленциклогексан-5-илен)-7-(13β-метилгидриндан-8-илен)-этана, имеющие в 17 положении алифатический разветвленный радикал из8-10 атомов углерода. Строение кальциферолов генетически связано со структурой стеринов, являющихся производными циклопентанпергидрофенантрена. Отличаются эти две группы соединений тем, что у кальциферолов разомкнут цикл В. Кольца А и С соединены между собой этиленовым мостиком с двумя экзоциклическими двойными связями, обуславливающими цис-транс-изомерию. Природные кальциферолы транс-конфигурацию. Провитамином эргокальциферола служит эргостерин, который получают экстракцией из дрожжей. Дешевым источником эргостерина является мицелий — отход производства пенициллина, содержащего около 0,5% стеринов.
Получение:
В основе получения кальциферолов лежит фотохимическая реакция природных стеринов (эргостерин, холестерин).
Получение эргокальциферола: Выход кальциферола зависит от условий проведения фотолиза, источника облучения, продолжительности фотолиза длины волны, растворителя и т.д. При длительном облучении витаминная активность утрачивается и образуются токсичные продукты: токсистерин и супрастерин. Поэтому необходимо строгое соблюдение режима проведения процесса фотолиза.
Получение холекальциферола: Из холестерина синтезируют провитамин — 7-дегидрохолестерин, который подвергают УФ-облучению.
В медицинской практике наиболее широко применяются производные эргокальциферолов: эргокальциферол, дигидротахистерол, альфакальциферол (оксидевит).
Свойства производных эргокальциферолов:
Препарат |
Описание |
Растворимость |
Ergocalciferol Эргокальциферол (витамин D2) |
Белый кристаллический порошок без запаха. Неустойчив по отношению кислорода воздуха и свету. Т. пл. 115-118 ⁰С. Удельное вращение от +103 до +108 ⁰ (15%-ный раствор в абсолютном этаноле) |
Практически нерастворим в воде, легко растворим в этаноле, мало и медленно растворим в растительных маслах и очень легко в хлороформе. |
Dihydrotachysterol Дигидротахистерол |
Бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха. Т. пл. 125-132 ⁰С или 112-114 ⁰С. Удельное вращение от +100 до +103⁰ (2%-ный раствор в этаноле) |
Практически нерастворим в воде, растворим в этаноле, умеренно растворим в растительных маслах и очень легко в хлороформе. |
Alfacalcidol Альфакальциферол (Оксидевит) |
Бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок. Неустойчив по отношению кислорода воздуха и свету. Т пл.137-144 ⁰С |
Практически нерастворим в воде, легко растворим в этаноле, медленно в растительных маслах и очень легко в хлороформе. |
Определение подлинности:
1. Физико-химические методы:
- ИК-УФ-спектрофотометрия
- ВЭЖХ (альфакальцидол)
2. Химические методы:
- Цветные реакции:
- реакция с хлоридом сурьмы (III) (эргокальциферол дает оранжево-желтое окрашивание). Химизм этой цветной реакции основан на образовании межмолекулярного комплекса с переносом заряда. Добавление хлорида сурьмы (III) к раствору альфакальцидола в хлороформе — розовое окрашивание.
- реакция с хлоридом сурьмы (III) в сочетании с 2% ацетилхлоридом
Эргокальциферол — оранжево-розовое окрашивание, дигидротахистерол (после нагревания на водяной бане) — красное окрашивание.
- реакция с уксусным ангидридом и серной кислотой
Эргокальциферол — красная окраска, переходящая в фиолетовую; альфакальцидол — желтое окрашивание, переходящее в зеленое.
Определение доброкачественности:
Испытание на микробиологическую чистоту, наличие посторонних примесей (методом ТСХ), восстанавливающих веществ и эргостерина (в эргокальцифероле), на вещества, подобные тахистеролу, на остаточные растворители — метанол (в дигидротахистероле) методом ГЖХ.
устанавливают потерю в массе при высушивании(альфакальцидол).
Количественное определение:
1. Спектрофотометрия (дигидротахистерол, альфакальцидол)
2. ВЭЖХ (альфакальцидол)
3. Фотометрия после цветной реакции с хлоридом сурьмы (III)
Хранение:
Эргокальциферол и его лекарственные формы хранят в герметически укупоренных доверху заполненных склянках оранжевого стекла, в сухом, защищенном от света месте, при температуре не выше 10⁰С. Такие условия хранения необходимы ввиду их высокой рекционноспособности. Кислород воздуха легко окисляет кальциферолы, а свет постепенно разлагает их до образования токсичных продуктов. Дигидротахистерол хранят при температуре не выше +5⁰С, а альфакальцидол +10⁰С в защищенном от света месте.
Применение:
Витамины группы D регулируют обмен фосфора и кальция в организме. Эргокальциферол — эффективное средство для лечения и профилактики заболеваний кожи и слизистых оболочек, их применяют при рахите, некоторых формах туберкулеза и др. дигидротахистерол и альфакальцидол являются регуляторами фосфорнокальциевого обмена.
Ситуационные задания (письменно дать ответы в рабочей тетради):
1. Дайте обоснование комплекса испытаний для оценки качества фармацевтической субстанции ретинола ацетат. Для этого:
а) Приведите структурную формулу, охарактеризуйте особенности химической структуры ретинола ацетата. Опишите внешние признаки субстанции.
в) Поясните возможность использования спектрофотометрического метода для определения подлинности ретинола ацетата. Какие оптические характеристики используют для этой цели? Какую качественную реакцию можно использовать для идентификации ретинола ацетата?
с) В чем сущность спектрофотометрического количественного определения ретинола? Поясните условия хранения ретинола ацетата.
2. Рассчитайте процентное содержание ретинола ацетата, если 0,0287 г субстанции растворили в этаноле и получили 100 мл исходного раствора. Затем 1,0 мл этого раствора перенесли в мерную колбу, довели этанолом до метки и получили 100 мл испытуемого раствора. Оптическая плотность испытуемого раствора, измеренная при длине волны 326 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, оказалась равна 0,443. Удельный показатель поглощения спиртового раствора ретинола ацетата при 326 нм равен 1550.
3. Рассчитайте процентное содержание ретинола ацетата (М.м. = 328,5), если 0,0300 г субстанции растворили в этаноле и получили 100 мл исходного раствора. Затем 1,0 мл этого раствора перенесли в мерную колбу, довели этанолом до метки и получили 100 мл испытуемого раствора. Оптическая плотность испытуемого раствора, измеренная при длине волны 326 нм в кювете с толщиной слоя 1 см, оказалась равна 0,456. Удельный показатель поглощения спиртового раствора ретинола ацетата при 326 нм равен 1550.
4. Рассчитайте удельное вращение и оцените качество эргокальциферола, если угол вращения 15%-ного раствора субстанции в этаноле безводном равен +15,28, а длина использованной кюветы – 1 см. Согласно МКК, удельное вращение должно быть от +103° до +108°.
5. Дайте заключение о качестве ретинола ацетата по количественному определению с учетом требований НД (должно быть ретинола ацетата в препарате не менее 97%), если оптическая плотность раствора, полученного разведением навески 0,0302 г препарата в мерной колбе вместимостью 100 мл, с последующим разведением 1 мл полученного раствора то же в мерной колбе вместимостью 100 мл, измеренном при длине волны 326 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм составила 0,458. Удельный показатель поглощения ретинола ацетата в абсолютном спирте 1550.