Изложение учебного материала:

Витамины (от лат. vita - жизнь и aminum - азот) - органические вещества растительного, реже животного происхождения, разнообразной химической структуры, обладающие высокой биологической активностью, необходимые в очень малых количествах для нормальной жизнедеятельности организма.

Биологическая роль витаминов. Витамины участвуют в обмене веществ входя в состав ферментных систем и тем самым являясь своеобразными биологическими катализаторами химических или фотохимических процессов, происходящих в живой клетке. Принимают участие в энергетическом обмене (тиамин, рибофлавин) биосинтезе и химическом превращении аминокислот (пиридоксин кобаламин), жирных кислот (пантотеновая кислота), в образовании стероидов и других соединений. Участвуют в окислительно-восстановительных процессах и в реакции эпоксидирования (аскорбиновая кислота, каротиноиды). Жирорастворимые витамины участвуют в процессах фоторецепции и образования эпителиальнъгх тканей (ретинолы), свертывания крови (филлохиноны), нормального развития эмбриона (токоферолы).

Нарушения обмена витаминов в организме: Гипо- и авитаминоз - недостаточное содержание витаминов организме. Гипервитаминоз - избыточное содержание витаминов в организме.

Источники витаминов: Большинство витаминов не синтезируются в организме человека животных, а поступают с пищей (преимущественно растительной) либо непосредственно, либо в виде провитаминов, ферментов, коферментов. Важная роль в образовании витаминов принадлежит микрофлоре желудочно-кишечного тракта. Организм человека и животных в процессе обмена веществ способен превращать провитамины в витамины.

Провитамины - это соединения, сходные по химической структуре соответствующими витаминами.

К числу важнейших провитаминов относят:

• каротиноиды (предшественники витаминов группы А)

• природные стерины (провитамины витаминов группы D)

• никотиновую кислоту (предшественник никотинамида)

Из истории витаминов: В 1880 г русский врач Н И. Лунин впервые показал е опытах на животных, что для нормальной жизнедеятельности организма помимо белков, жиров, углеводов и солей необходимы также минимальные количества каких-то других веществ. Впоследствии эти данные были подтверждены другими учеными. В 1912 г польский ученый К. Функ предложил термин «витамины», что означало «амины, необходимые для жизни». Происхождение этого названия было обусловлено тем, что выделенный К. Функом из отрубей риса витамин тиамин содержал в молекуле аминогруппу. К 40-50-м годам нашими и зарубежными учеными были изучены практически все известные витамины и установлены их биокаталитические функции, которые осуществляются после превращения витаминов в коферменты. Несмотря на то, что термин «витамины» сохранился до настоящего времени, он не отражает химической сущности данной группы веществ Хотя целый ряд витаминов и являются азотсодержащими соединениями, только некоторые из них (тиамин; пиридоксамин) содержат первичную ароматическую аминогруппу. В то же время почти все витамины содержат в молекуле гидроксильную группу различного характера (фенольную, спиртовую, карбоксильную).

Классификация витаминов по растворимости:

• Водорастворимые:

группы В (В1-В14), группы Р, С, Н

• Жирорастворимые:

А, Е, О, К, Р

• Витаминоподобные вещества: (вещества, которые обладают свойствами витаминов и частично синтезируются в организме) Холин, липоевая, линолевая, парааминобензойная кислоты, В15, убихинон, инозит, U (противоязвенный фактор).

Классификация витаминов по химической структуре:

1. Алифатические

2. Алициклические

3. Ароматические

4. Гетероциклические

1. Алифатические;

• Производные ненасыщенных полиокси-у-лактонов: кислота аскорбиновая (С),

• Производные эфиров глюконовой кислоты: пангамовая кислота (В15).

• Производные в-аминокислот: пантотеновая кислота

• Ненасыщенные жирные кислоты - витамин F.

2. Алициклические:

• Ретинолы: циклогексенилизопреноидные соединения (витамины группы А)

• Кальциферолы: циклогексанолэтиленгидриндановые (витамины группы D)

3. Ароматические:

Производные нафтохинона:

• Природные витамины группы К: фиплохинон (К1), менахинон (К2).

• Синтетические аналоги витаминов К: менадион, викасол.

4. Гетероциклические:

• производные хромана:

токоферолы (Е), флавоноиды (Р)

• производные пиридина:

пиридинкарбоновые: никотиновая кислота (РР); оксиметилпиридиновые: пиридоксин (В6);

• производные пиримидина: тиамин (В1),

• производные птерина: фолиевая кислота (Вс);

• производные изоаллоксазина: рибофлавин (В2)',

• корриновые: кобаламины (В 12)

Фармацевтический анализ витаминов алифатического ряда.

Кислота аскорбиновая Acidum ascorbinicum- производное L- гулоновой кислоты (у -лактон 2,3-дегидрогулоновой кислоты).

Ввиду наличия в молекуле двойной связи возможно существование геометрических цис- и транс-изомеров кислоты аскорбиновой. Пока известен только цис-изомер. Два асимметрических атома углерода обусловливают существование 4-х оптических изомеров. Физиологически активным является только L-изомер.

Свойства кислоты аскорбиновой.

Кислота аскорбиновая - Белый кристаллический порошок без запаха, кислого вкуса Т.пл. 190-193°С (с разложением). Удельное вращение от +22 до +24° (2%-ный водный расвор). Легко растворима в воде, медленно растворима в этаноле и практически нерастворима в эфире, бензоле и хлороформе. В водных растворах аскорбиновая кислота легко разрушается, окисление ускоряют воздух, свет, следы железа и меди.

Биологическая роль кислоты аскорбиновой:

•участвует в окислительно-восстановительных процессах организма.

•участвует в метаболизме тирозина, биосинтезе коллагена, может функционировать в качестве кофермента, изменяет активность различных ферментов.

•стимулирует внутреннюю секрецию (синтез глюкокортикоидов) способствует нормальному развитию организма, повышает сопротивляемость к неблагоприятным воздействиям внешней среды способствует регенерации.

•При длительном авитаминозе С развивается цинга.

Источники витамина С.

Природным источником аскорбиновой кислоты являются свежие фрукты, овощи, зелень. Особенно богаты аскорбиновой кислотой плоды шиповника, черно смородины, облепихи, актинидии, недозрелые плоды грецкого орехг красный перец, капуста, лук репчатый, укроп, хвоя сосны, пихты. Человек не способен синтезировать витамин С. Растения синтезируют аскорбиновую кислоту из галактозы, животные из глюкозы.

Получение витамина С.

Из растительного сырья (в основном из плодов шиповника). Вначале получают водные экстракты, сгущают их до сиропов в вакууме осаждают сопутствующие вещества (спиртом и эфиром), а остаток очищают хроматографическим методом и перекристаллизовывают.

Плоды шиловника Fructus Rosae

Производящее растение: виды шиповников

Семейства розоцветные - Rosaceae

Виды секции Cinnamomeae

Rosa majalis

Rosa acicularis и др.

Виды, секции Cinnamomeae

Высоковитаминные виды - содержание кислоты аскорбиновой 2-5,5%. При медленной сушке сырья интенсивность окисления аскорбиновой кислоты под влиянием ферментов усиливается. Для уменьшения потерь аскорбиновой кислоты в лекарственном сырье сушку нужно проводить быстро при температуре 70-90°С и хорошей аэрации.

Промышленный способ получения витамина С основан на синтезе из 0-глюкозы, которую восстанавливают в D-сорбит каталитическим гидрированием. Важным этапом синтеза является процесс глубинного бактериохимического окисления (брожения) с помощью Acetobacter suboxydans D-сорбита до L-сорбозы. Последнюю подвергают ацетонированию (чтобы не допустить окисления четырех гидроксилов) и полученную диацетон L-сорбозу окисляют до диацетонкетогулоновой кислоты. Затем осуществляют процесс омыления и лактонизацию 2-кето-L-гулоновой кислоты до кислоты аскорбиновой.

Определение подлинности.

I. Физико-химические и физические методы

• по температуре плавления

• удельному вращению

• спектрофотометрия

II. Химические методы

А. Реакции, основанные на кислотных свойствах кислоты аскорбиновой

• В разбавленных растворах щелочей кислота аскорбиновая ведет себя как одноосновная кислота, разрыва лактонного кольца. Однако, при действии сильных щелочей лактонное кольцо гидролизуется с образованием фурфурола.

• реакция образования аскорбината железа.

Б. Реакции, основанные на восстановительных свойствах кислоты аскорбиновой.

• С реактивом Фелинга - оранжево-желтый осадок оксида меди (I)

• Реакция «серебряного зеркала»

• Обесцвечивание раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола

• Реакция обесцвечивания раствора метиленового синего

• Обесцвечивание растворов йода и перманганата калия

• Реакции превращения нитратов в нитриты, арсенатов в арсениты

• Реакция с фосфорномолибденовой кислотой - синее окрашивание

• Реакция восстановления меди (II) сульфата до меди (I) тиоцианата

• Положительная реакция с хлоридом трифенилтриазолия (подобно глюкозе)

• Реакция с нингидрином - красновато-коричневое окрашивание (подобно аминокислотам)

• Реакция восстановления оксида селена (IV) до красного элементного селена

Количественное определение.

1. Алкалиметрия

Титрант - О, 1 NaОН

Индикатор – фенолфталеин

2. Йодатометрня

Титрант - 0, 1 М I2

Индикатор – крахмал

3. Йодометрия

Титрант - 0,1 М I2

Титрование поводят без индикатора до образования стойкого желтого окрашивания или в конце титрования добавляют крахмал.

4. Йодхлорометрия

А. Реакция титрования

Б. Реакция в точке эквивалентности (окрашивание крахмала в синий цвет)

NВ! Йодмонохлорид может быть использован как титрант в биамперометрическом методе определения кислоты аскорбиновой.

5. Цериметрия

А. Реакция титрования

Б. Реакция в точке эквивалентности

6. Фотоколориметрия

Хранение.

Кислоту аскорбиновую хранят в хорошо укупоренной таре, предохраняя от действия света и кислорода воздуха. Весьма устойчивая в кристаллической форме (в отсутствие влаги), она в растворах быстро окисляется.

Применение.

Кислоту аскорбиновую применяют в профилактических и лечебных целях при гиповитаминозах, кровотечениях различной этиологии, инфекционных заболеваниях и интоксикациях, заболеваниях печени, почек и т.д. Назначают внутрь по 0,05—0,1 г 3-5 раз в день. Внутримышечно и внутривенно вводят по 1-3 мл 5%-ного раствора натрия аскорбината.