Глава 66. Витамины пиримидинотиазолового ряда и их производные

66.1. Соли тиамина

Основу химической структуры тиамина составляют два гетероцикла — пиримидин и тиазол:

Они связаны между собой в молекуле метиленовой группой, поэтому тиамин относят к пиримидинотиазоловым или пиримидилметилтиазолиевым витаминам.

Тиамин содержится в дрожжах, в зародышах и в 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 0,25 г тиамина.

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

Тиамина хлорид отличается только наличием двух хлорид-ионов вместо бромид-ионов.

Из многочисленных вариантов синтеза тиамина представляет интерес метод, состоящий из трех этапов: синтеза пиримидиновой части молекулы, синтеза тиазолового цикла и связывания их между собой.

Один из путей синтеза пиримидинового цикла основан на конденсации ацетамидина и цис-формы -ацетоксиметилен-этоксипропионитрила:

Тиазоловый цикл синтезируют из тиоформамида и бромацетопропилацетата:

Связывают пиримидиновую и тиазоловую части в одну молекулу сплавлением полученных продуктов при 100–120C, либо нагреванием в органическом растворителе, например в бутиловом спирте:

Тиамина бромид и тиамина хлорид практически идентичны по физическим свойствам (табл.66.1).

Они представляют собой белые или с желтоватым оттенком кристаллические вещества со слабым характерным запахом. Тиамина хлорид отличается несколько более высокой гигроскопичностью. Оба легко растворимы в воде, мало растворимы в этиловом спирте и практически нерастворимы в эфире и хлороформе. Они являются двойными солями, образование которых обусловлено наличием четвертичного азота тиазолового цикла и основными свойствами пиримидинового цикла. Водные растворы (5–6%-ные) имеют рH 2,7–3,4.

66.1. Свойства солей тиамина

Лекарственное вещество	Химическая структура	Описание
Thiamine Bromide — тиамина бромид	4-метил-5-оксиэтил-N- (2`-метил-4`-амино-5`-метилпиримидил)-тиазолий бромида гидробромид полугидрат	Белый или белый со слегка желтоватым оттенком кристаллический порошок со слабым характерным запахом, напоминающим запах дрожжей
Thiamine Chloride — тиамина хлорид	4-метил-5-оксиэтил-N- (2`-метил-4`-амино-5`-метилпиримидил)-тиазолий хлорида гидрохлорид	Белый кристаллический порошок со слабым характерным запахом, напоминающим запах дрожжей. Гигроскопичен

Подлинность солей тиамина можно подтвердить по ИК- и УФ-спектрам. ИК-спектр тиамина хлорида, полученный после прессования в таблетке из бромида калия в области 4000-700 см^–1 должен полностью совпадать с рисунком спектра, прилагаемым к ФС.

УФ-спектр 0,0015%-ного раствора тиамина бромида в 0,1 М растворе хлороводородной кислоты в области 220-280 нм имеет один максимум поглощения при 246 нм, а 0,0025%-ного водного раствора тиамина хлорида — два максимума поглощения при 237 и 262 нм.

Кроме измерений ИК- и УФ-спектров для испытания подлинности используют химические реакции: окисления в щелочной среде, деструкции при сплавлении со щелочами (до образования сульфид-ионов), образования азокрасителя за счет подвижного атома водорода в положении 2, нейтрализации связанных кислот, обнаружения бромид- или хлорид-ионов, реакций с «осадительными» реактивами.

Идентифицируют обе соли с помощью реакции, основанной на окислении тиамина в щелочной среде. Эта реакция известна под названием тиохромной пробы. Общая ее схема:

Тиохром из водных растворов извлекают бутиловым или изоамиловым спиртом. Полученные спиртовые растворы при ультрафиолетовом облучении (365 нм) имеют характерную синюю флуоресценцию, исчезающую при подкислении и вновь возникающую при подщелачивании. Реакцию образования тиохрома используют для количественного флуориметрического определения тиамина.

Тиамина бромид дает характерные реакции на бромиды, а тиамина хлорид — на хлориды. Реакция образования свободного брома под действием хлорамина в солянокислой среде (желто-бурое окрашивание хлороформного слоя) рекомендована ФС для отличия тиамина бромида от тиамина хлорида. При действии на соли тиамина реактивом Несслера появляется желтое окрашивание, которое вследствие восстановления до металлической ртути переходит в черное. При добавлении двух капель 15%-ного раствора гидроксида натрия к 0,1%-ному раствору соли тиамина появляется желтое окрашивание. При сплавлении с кристаллическими едкими щелочами тиамин разрушается с образованием сульфидов, которые легко обнаружить с помощью раствора нитропруссида натрия (красно-фиолетовое окрашивание).

Как и другие третичные амины, тиамин при нагревании на водяной бане с уксусным ангидридом и кристаллами лимонной кислоты приобретает красное окрашивание. При пиролизе тиамина вследствие наличия в его молекуле первичной аминогруппы происходит конденсация:

2R-NH₂  R-NH-R + NH₃

Благодаря этому при нагревании тиамина с диметилоксалатом в присутствии тиобарбитуровой кислоты образуется вещество красного цвета.

Основание тиамина из растворов количественно осаждается некоторыми осадительными (общеалкалоидными) реактивами (кремневольфрамовой, фосфорновольфрамовой, пикриновой, пикролоновой кислотами и др.). Фосфорновольфрамовая кислота осаждает тиамин из растворов солей. В образовавшемся фосфорновольфрамате затем обнаруживают наличие серы и галогена. Тиамин можно обнаружить по образованию белого осадка с насыщенным раствором хлорида ртути (II), красно-коричневого осадка с 0,02 М раствором иода, желтого осадка пикрата (температура плавления 206–208C) с насыщенным раствором пикриновой кислоты. Реакция осаждения кремневольфрамовой кислотой рекомендуется для гравиметрического и фотонефелометрического определения солей тиамина. Кремневольфрамат тиамина имеет состав: 2[C₁₂H₁₇BrN₄OS]SiO₂12WO₃.

Сущность количественного гравиметрического определения тиамина бромида состоит в нагревании смеси водного раствора навески, концентрированной хлороводородной кислоты и 10%-ного раствора кремневольфрамовой кислоты. Образовавшийся осадок отделяют, промывают на фильтре горячей разбавленной хлороводородной кислотой, 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.

Тиамина хлорид количественно определяют аналогично гравиметрическим методом или методом неводного титрования. В качестве растворителя используют муравьиную кислоту, безводную уксусную кислоту (5:65), титрантом служит 0,1 М раствор хлорной кислоты. Титруют в присутствии ацетата ртути (II), устанавливая эквивалентную точку потенциометрически со стеклянным и каломельным или хлорсеребряным электродами.

Тиамина бромид количественно определяют также в водной среде способом, основанным на нейтрализации гидробромида и последующим аргентометрическим титрованием суммы бромид-ионов:

Наиболее широко применяют алкалиметрический метод определения тиамина хлорида и тиамина бромида с использованием индикаторов бромтимолового синего или фенолфталеина (титрант 0,1 М раствор гидроксида натрия). Соли тиамина можно также определить по хлорид- и бромид-иону аргентометрически методом Фаянса с использованием в качестве индикатора бромфенолового синего в присутствии разведенной уксусной кислоты (для создания необходимого рH среды).

Известен меркуриметрический метод определения солей тиамина в азотнокислой среде с индикатором дифенилкарбазидом или дифенилкарбазоном. Титрантом служит 0,1 М раствор нитрата ртути (II):

[C₁₂H₁₇N₄OS]⁺Br^–  HBr + Hg(NO₃)₂  HgBr₂ + [C₁₂H₁₇N₄OS]⁺NO₃^–  HNO₃

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:

Менее устойчив при хранении тиамина хлорид, который даже в темноте постепенно разлагается, особенно во влажной атмосфере. При повышении температуры разрушение ускоряется. Нейтральные и щелочные растворы разлагаются быстро, особенно при контакте с воздухом. Растворы с рH 4,0 и менее очень медленно теряют активность.

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