Производные пирмидинтиазиола

• 1 слайд

  Лекция 7
  Производные пирмидинтиазиола
  4 к -2013
  

• 2 слайд

  Витамины группы B
  Растворимы в воде.
  Совместно витамины группы B решают свою главную функцию — участие в тканевом дыхании и выработке энергии, играют важную роль в поддержании как ментального, так и эмоционального здоровья.
  Витамины группы B, за исключением цианокобаламина, нельзя накопить в организме, поэтому их следует пополнять ежедневно.
  В1 - тиамин, рибофлавин, никотиновая кислота, пиридоксин,… фолиевая кислота,…В12 - цианокобаламин
  
  

• 3 слайд

  1. Основа химической структуры – два гетероцикла:
  Они связаны между собой в молекуле метиленовой группой, поэтому ЛС относят к пиримидинотиазоловым или пиримидилметилтиазолиевым витаминам.
  

• 4 слайд

  
  ТИАМИН –биологически активное соединение
  
  пиримидин тиазол тиаминпирофосфат (тиаминдифосфат, кокарбоксилаза)
  Атом азота в тиазоловом ядре имеет положительный заряд (ониевый ион) и легко присоединяет анионы, например галогениды - хлориды или бромиды.
  Атомы азота N1, N3 и азот аминогруппы у С4 пиримидинового кольца придают молекуле тиамина оснóвные свойства.
  Тиамина хлорид, как и тиамина бромид, представляет собой двойные соли, образование которых обусловлено основными свойствами пиримидинового кольца и присутствием четвертичного азота в тиазоловом кольца.
  В положении С5 тиазоловое кольцо содержит гидроксиэтильную группу, способную образовывать сложные эфиры с карбоновыми и неорганическими кислотами.
  3-[(4-амино-2-метил-5-пиримидил) метил]-5-(2-гидроксиэтил)-4-метил-тиазол
  

• 5 слайд

  Изменения в структуре тиамина приводит к изменению витаминной активности (QSAR-ККСА):
  
  Замена –NH2-группы в пиримидиновом ядре на –ОН –группу потеря витаминной активности;
  Замена –СН3-группы в положении С2 на –С2Н5 активность повышается, но дальнейшее увеличение длины цепи - снижение активности;
  Замена –Н в положении С2 тиазолия на различные радикалы потеря витаминной активности;
  Замена –С2Н5ОН – группы на алкильный радикал потеря витаминной активности:
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

• 6 слайд

  Источники витамина В1
  Тиамин содержится в дрожжах, зародышах и оболочках семян злаковых культур (пшеницы, овса, гречихи, кукурузы), а также в орехах, арахисе. Эти продукты могут служить источниками получения тиамина. Однако процесс извлечения сложен, а выход очень мал. Так, из 1 т дрожжей можно получить только около 0,25 г тиамина.
  В тиамине нуждаются все животные за исключением жвачных, так как бактерии в их кишечнике синтезируют достаточное количество витамина.
  
  ?
  

• 7 слайд

  Тиаминтрифосфат, обнаружен у бактерий, грибов, растений и животных[1], у E. coli играет роль сигнальной молекулы при ответе на аминокислотное голодание[2].
  Аденозинтиаминдифосфат — накапливается у E. coli в результате углеродного голодания[3].
  Аденозинтиаминтрифосфат — присутствует в небольших количествах в печени позвоночных, функция его неизвестна[4].
  
  

• 8 слайд

  В медицинской практике применяют тиамин в виде солей:
  тиамина бромид (хлорид). Первый из них представляет собой 4 – метил – 5 - β – оксиэтил – N – (2' –метил – 4' – амино - 5' - метилпиримидил) – тиазолий бромида гидробромид:
  
  

• 9 слайд

  
  2. Открытие витаминов
  
  Николай Иванович Лунин (1853-1937) –
  российский врач-педиатр
  В 1880 г. при выподлнении диссертационной работы в Дерптском (ныне Тартуском, Эстония) университете обнаружил:
  мыши не могут выжить, питаясь искусственной смесью из белка, жира, сахара и минеральных солей.
  Впервые был сделан вывод о существовании неизвестных веществ, абсолютно необходимых для жизни.
  В 1911 г. появился новый научный термин "витамины" (vitamine): от латинского vita – жизнь и "амин" (amine).
  Один из первых открытых витамином (1912 г) − витамин В1 − витамин аневрин (старое название);
  

• 10 слайд

  История
  Христиа́н Э́йкман предположил существование паралитического яда в эндосперме риса и полезных для организма веществ, излечивающих болезнь бери-бери в рисовых отрубях.
  За исследования, которые привели к открытию витаминов, Эйкман получил в 1929 году Нобелевскую премию в области медицины.
  В чистом виде впервые выделен
  Б. Янсеном в 1926 году.
  
  

• 11 слайд

  Тиамин – витамин группы В1
  Вещество, содержащееся в шелухе рисовых зерен, излечивало кур и голубей от паралича.
  После установления в структуре этого вещества атома серы оно было названо тиамином (греч. тео – сера) или антиневритным витамином.
  
  Потребность в тиамине связана с тем, что он входит в структуру кофермента кокарбоксилазы, принимающего участие в декарбоксилировании α-кетокислот, в частности, пировиноградной и α-кетоглутаровой кислот, в синтезе ацетилкофермента А.
  
  Накопление α-кетокислот в плазме (выше 0,01 г/л) приводит к нарушению функции нервной системы и вызывает энцефалопатию Вернике (острое поражение среднего мозга) или полиневрит — заболевание «бéри-бéри».
  

• 12 слайд

  «Бéри-бéри» (в переводе с японского означает «кожные оковы») - проявляется в виде поражения двигательных нервов преимущественно нижних конечностей.
  
  

• 13 слайд

  Тиаминпирофосфат (тиаминдифосфат, кокарбоксилаза – кофермент карбоксилазы) — в соединении с белком и ионами Mg2+ входит в состав фермента карбоксилазы, катализирующей карбоксилирование и
  
  декарбоксилирование a-кетокислот (например, в превращении пировиноградной кислоты в ацетилкофермент А). Во всех случаях происходит разрыв С—С связи, смежной с кетогруппой субстрата.
  
  Пировиноградная или
  2-оксопропановая или
  α-кетопропионовая
  кислота
  RMgX + СО2 -> RCOOMgX -> RCOOH
  декарбоксилирование α-кетокислот
  карбоксилирование
  

• 14 слайд

  Кофермент А (КоА) — кофермент ацетилирования; принимает участие в реакциях переноса ацильных групп.
  Тиамин принимает участие в синтезе Кофермента А
  

• 15 слайд

  Реакционная способность тиамина в средах с различным рН
  пиримидиний-ион амидиний-ион
  Протонирование (рН<7) по N1 сопровождается образованием
  амидиновой структуры тиамина
  (не происходит разрушение и инактивация молекулы,
  биологическая активность сохраняется):
  

• 16 слайд

  В щелочной среде
  реакционный центр – С2 тиазолия;
  в результате присоединения –ОН-группы тиазоловый цикл раскрывается
  с образованием тиольной формы (с потерей биологической активности);
  реакция лежит в основе образования тиохрома (см. ниже).
  

• 17 слайд

  2. Контроль качества тиамина хлорида
  
  Тиамина хлорид/ Thiamini chloridum/ Витамин В1
  
  
  
  
  3-[(4-амино-2-метил-5-пиримидинил)-метил]-5-(2-гидроксиэтил)-4-метил-тиазолия хлорид гидрохлорид (или бромид гидробомид)
  В связи с идентичностью химической структуры тиамина хлорид и тиамина бромид мало отличаются между собой по свойствам.
  Описание: белые (почти белые) или с желтоватым оттенком (тиамина бромид) кристаллические порошки; легко растворимы в воде, растворимы в глицерине, мало растворимы в спирте.
  PhEur
  

• 18 слайд

  2.1. Определение подлинности
  ИК- спектроскопия: - ИК-спектр тестируемого образца сравнивают со спектром стандартного образца тиамина (перед определением образцы высушивают при температуре 105°С в течение 2 ч.)
  - валентные колебания (ν) связи N-H в интервале частот 3070-3350 см-1 ;
  - деформационные колебания (δ) связей N-Н в интервале частот 1600-1650 см-1 ;
  - валентные колебания связей С-ОH (простые спирты) 1050 см-1 ;
  - валентные колебания (ν),обусловленными присутствием галогенов - 760 см-1
  

• 19 слайд

  УФ−спектроскопия
  Спектральные характеристики???
  (область, аналитические длины волн, величины поглощения)
  

• 20 слайд

  Определение подлинности тиамина основано также на реакциях :
  с общеалкалоидными реактивами;
  определения хлорид- и бромид –ионов;
  атом серы можно обнаружить по выделяющемуся SO2 при окислительной ! термической деструкции лекарственного вещества ;
  образования окрашенных продуктов окисления.
  
  

• 21 слайд

  Тиамин можно обнаружить по образованию:
  красно – коричневого осадка с 0,02 М раствором иода,
  
  желтого осадка пикрата (температура плавления 206-2080С) с насыщенным раствором пикриновой кислоты.
  

• 22 слайд

  Среди окислительно-восстановительных особенно известна реакция образования тиохрома, протекающая в щелочном растворе.
  
  

• 23 слайд

  Методика (Рh.Eur):
  
  около 20 мг ЛВ растворить в 10 мл воды, 1,6 мл 1 моль/л раствора натрия гидроксида;
  раствор нагреть на водяной бане в течение 30 минут и оставить охлаждаться;
  затем добавить 5 мл 2 моль/л раствора натрия гидроксида, 10 мл 5 % раствора железа феррицианида и 10 мл бутанола;
  перемешать содержимое колбы
  
  Спиртовой слой имеет интенсивную сине-фиолетовую флуоресценцию при облучении УФ-светом (λ=365 нм).
  

• 24 слайд

  Образование тиохрома
  Тиохром из водных растворов извлекают бутиловым или изоамиловым спиртом. Полученные спиртовые растворы при ультрафиолетовом облучении (363 нм) имеют характерную синюю флуоресценцию, исчезающую при подкислении и вновь возникающую при подщелащивании. Реакцию образования тиохрома используют для количественного флуориметрического определения тиамина.
  

• 25 слайд

  2.2. Оценка чистоты
  Прозрачность и цветность. Раствор тиамина (5 %), приготовленный на дистиллированной воде, свободной от углекислого газа, должен быть прозрачным и по цветности не превышать стандартный раствор. Цветность раствора тиамина хлорида определяют также методом спектрофотометрически.
  Определение нитратов к 0,4 мл раствора (1:10) добавляют 2 мл серной кислоты и охлаждают. Затем осторожно добавляют 2 мл 80 г/л раствора FeSO4. Не должно появляться коричневое кольцо:
  FeSO4 + NO + 5H2O [Fe (NO)(H2O)5]SO4
  Методом газовой хроматографии определяют присутствие летучих органических веществ. Хроматографическую чистоту препарата оценивают, сравнивая хроматограммы исследуемой пробы и стандартного образца.
  Содержание тяжелых металлов не должно превышать
  20 ррm.
  Содержание сульфатов не должно превышать 300 ррm.
  

• 26 слайд

  2.3. Количественное определение
  кислотно-основное титрования в неводной и водной средах;
  аргентометрия;
  методы алкалиметрического и аргентометрического титрования могут быть использованы в качестве экспресс-методов количественного определения тиамина в лекарственных средствах.
  возможно также количественное осаждение тиамина кремневольфрамовой, фосфорно-вольфрамовой кислотами и другими осадительными реактивами с последующим гравиметрическим или нефелометрическим определением тиамина.
  

• 27 слайд

  Методика (ЕРh) алкалиметрического титрования:
  
  растворить 0,150 г субстанции в смеси из 5,0 мл 0,01 моль/л раствора HCl и 50 мл спирта этилового;
  проводят потенциометрическое титрование 0,1 моль/л раствором NaOH.
  1 мл 0,1 моль/л раствора NaOH соответствует 16,86 г C12H18Cl2N4OS.
  
  В соответствии с Рh.Eur содержание тиамина хлорида в лекарственной субстанции должно быть не менее 98,5 % и не более 101,5 %.
  

• 28 слайд

• 29 слайд

  Аргентометрическое титрование
  

• 30 слайд

  Неводное титрование
  

• 31 слайд

  Основание тиамина из растворов количественно осаждается
  некоторыми осадительными (общеалкалоидными реактивами):
  Фосфорновольфрамовая кислота осаждает тиамин из растворов солей. В образовавшемся фосфорновольфрамате затем обнаруживают наличиеприсутствие серы и галогена.
  Реакция осаждения кремневовольфрамовой кислотой рекомендуется для гравиметрического и фотонефелометрического определения солей тиамина. Кремневольфрамат тиамина имеет состав: 2[С12Н17 BrN4OS]SiO2 · 12WO3.
  
  

• 32 слайд

  Гравиметрическое определения тиамина бромида
  Нагревание смеси водного раствора точной навески тиамина бромида, концентрированной HCl и 10% раствора кремневовольфрамовой кислоты.
  Образовавшийся осадок отделяют, промывают на фильтре горячей разбавленной HCl, затем водой и ацетоном.
  Все операции выполняют на предварительно высушенной до постоянной массы воронке, которую вместе с осадком сушат, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Масса осадка, умноженная на коэффициент 0,25, соответствует количеству тиамина бромида.
  ПРОВЕРИТЬ !
  

• 33 слайд

  Биотрансформация тиамина
  При участии специфического АТФ-зависимого фермента – тиаминпирофосфокиназы (в печени, в тканях мозга) – витамин В1 превращается в активную форму – тиаминдифосфат (ТДФ) - кокарбоксилаза.
  

• 34 слайд

  Дозы
  Соли тиамина назначают при нарушениях функции нервной ситемы. Вводят внутрь по 0,005 -0,01-0,02г или внутримышечно по 0,5-1,0 мл 2,5% или 5% -ного раствора тиамина хлорида (3% -ные или 6%- ные растворы тиамина бромида).
  
  

• 35 слайд

  Хранение
  Соли тиамина хранят в герметически закрытой таре, предохраняющей от действия света, без контакта с металлами. Недопустимость такого контакта обусловлена возможностью постепенного разложения тиамина до дигидротиамина:
  

• 36 слайд

  Вспомогательные вещества
  Тиамин
  сульфокислота метил- 4-метил-5гидроксиэтилтиазол
  амино-пиримидин
  

• 37 слайд

  4. Фосфорные эфиры тиамина
  В медицине применяются:
  
  Кокарбоксилаза (в виде соли)
  Фосфотиамин
  Бенфотиамин
  
  

• 38 слайд

  4.1. Кокарбоксилазы гидрохлорид Cocarboxylase Hydrochloride
  3-[(4-амино-2-метил-5-пиримидинил)-метил]-5-(2-гидроксиэтил)4-метил-
  тиазолио -О- дифосфоната гидрохлорид
  Описание: лиофилизированная сухая пористая, гигроскопичная масса
  белого цвета со слабым специфическим запахом, легко растворима в воде.
  С12Н14ClN2O2P2S
  

• 39 слайд

  - коферментное, В1 – витаминоподобное ЛВ;
  - катализирует декарбоксилирование α-кетокислот;
  
  Показания:
  невриты
  интоксикации
  почечная, печеночная, сердечная недостаточности
  ацидозы
  

• 40 слайд

  4.2. Фосфотиамин Phosphothiaminum
  Monophosphothiamine (МНН)
  Монофосфорный эфир- 4-метил-5b-оксиэтил-N-(2-метил-4-амино-5-метил-пиримидинил)-тиазолия фосфата
  Описание: Белый кристаллический порошок кислого вкуса со слабым характерным запахом. Легко растворим в воде, практически нерастворим в спирте.
  

• 41 слайд

  больше депонируется в тканях организма (по сравнению с тиаминами);
  в меньшей степени разрушается ферментом тиаминазой;
  легче переходит в активную форму – кокарбоксилазу;
  менее токсичен
  Показания
  невриты
  полиневриты (в том числе не связанных с В 1 -витаминной недостаточностью),
  при астенических состояниях,
  в качестве дополнительного средства при хронической недостаточности кровообращения,
  при хронических гастритах, сопровождающихся нарушениями двигательной и секреторной функций желудка
  форма выпуска: таблетки по 0,01 и 0,03 г в банках по 20; 50 или 100 штук
  Применение в медицине
  

• 42 слайд

  4.3. Бенфотиамин Benfotiaminum
  N-[(4-амино-2-метил-5-пиримидинил)-метил]-N-(2-гидрокси-2-меркапто-1-метил)-S-бензоат-О-фосфат
  Описание: белый кристаллический порошок со слабым характерным запахом. Практически нерастворим в воде и спирте.
  

• 43 слайд

  является синтетическим соединением, близким по строению и действию к тиамину и кокарбоксилазе;
  обладает В1-витаминной активностью, хорошо всасывается при приеме внутрь.
  
  Показания
  при гиповитаминозе и авитаминозе В1 и при других показаниях к применению витамина В1, а также кокарбоксилазы (дерматозы, хронический гепатит, функциональные расстройства нервной системы и др.).
  Форма выпуска: таблетки по 0,005 и 0,025 г в банках оранжевого стекла по 50 или 100 штук.
  Применение в медицине
  

• 44 слайд

  4.4. Идентификация фосфорных эфиров тиамина
  Общие методы:
  образование тиохрома, бенфотиамин – после нагревания на водяной бане;
  обнаружение органически связанного фосфора после гидролиза в HNO3 конц. с образованием ионов PО4-3 :
  
  
  
  ИК-спектроскопия: характерные полосы поглощения в области 3500-2500 см-1;
  УФ-спектроскопия
  
  
  
  
  
  желтый кристаллический осадок
  

• 45 слайд

  Дифференцирующие реакции -
  Основаны на различии анионов фософотиамина, кокарбоксилазы гидрохлорида – Н3РО4 и НСl;
  
  Идентификация бенфотиамина по остатку бензойной кислоты после предварительного отщепления.
  

• 46 слайд

  Количественное определение – алкалиметрия кокарбоксилазы гидрохлорида:
  f=1/3
  

• 47 слайд

  Лекционная задача
  Сделать вывод о качестве фармацевтической субстанции Thiamimi chloridum по показателю «содержание действующего вещества» в соответствии с методикой ГФ РФ XII:
  Методика: Навеску субстанции 0,1579 г растворить в 5 мл муравьиной кислоты безводной, прибавить 50 мл уксусного ангидрида и титровать при интенсивном перемешивании 0,1 моль/л раствором хлорной кислоты с потенциометрической индикацией конца титрования.
  Объем титранта составил 9,46 мл; Mr 337,3. Содержание действующего вещества не менее 98,5 % и не более 101,0%.
  написать уравнение химической реакции;
  рассчитать титр соответствия.