69.1. Свойства производных изоаллоксазина
Лекарственное вещество |
Химическая структура |
Описание |
Riboflavin — рибофлавин |
6,7-диметил-9-(D-1-рибитил)-изоаллоксазин |
Желто-оранжевый кристаллический порошок со слабым специфическим запахом. На свету неустойчив. Удельное вращение от –115 до –135(0,5%-ный раствор в спиртовом растворе гидроксида калия) |
Riboflavin–mononucleotide — рибофлавина-мононуклеотид |
натриевая соль 6,7-диметил-9-(1-D-рибитил)изоаллоксазин-5`-фосфата дигидрата |
Желто-оранжевый кристаллический порошок, без запаха. На свету неустойчив. Гигроскопичен. Удельное вращение от +37 до +43 (1,5%-ный раствор в 5 М растворе хлороводородной кислоты) |
Рибофлавин медленно растворим в воде (1 г в 15000-25000 мл), а рибофлавина-мононуклеотид растворим в воде. Оба практически нерастворимы в этаноле и хлороформе. Рибофлавин растворим в растворах кислот и щелочей, т.к. является амфотерным соединением. Его кислотные свойства обусловлены наличием подвижного атома водорода имидной группы, а основные — наличием нескольких гетероциклических атомов азота.
Идентифицировать рибофлавин можно по ИК-спектру, который должен соответствовать спектру, полученному с его стандартным образцом, или спектру сравнения (МФ). Для испытаний производных изоаллоксазина используют химические реакции, основанные на окислительно-восстановительных свойствах сопряженных двойных связей, окислении и этерификации рибитильной части молекулы, комплексообразовании, гидролизе, наличии в молекуле третичного атома азота, иона натрия и связанной фосфорной кислоты.
Подлинность рибофлавина устанавливают по характерной яркой зеленовато-желтой окраске и интенсивной зеленой флуоресценции водного раствора (в ультрафиолетовом излучении). Флуоресценция исчезает при добавлении растворов хлороводородной кислоты или щелочи. Если к водному раствору рибофлавина прибавить гидросульфит натрия (сильный восстановитель), то окраска и флуоресценция исчезают вследствие образования лейкорибофлавина (химизм см. выше). Свойство флуоресцировать используют для флуориметрического определения рибофлавина.
Желто-зеленую флуоресценцию наблюдают в ультрафиолетовом свете при длине волны 254 нм у водного 0,1%-ного раствора рибофлавина-мононуклеотида. Она исчезает при добавлении 1%-ного раствора гидроксида натрия или разведенной хлороводородной кислоты.
Рибофлавина-мононуклеотид в отличие от рибофлавина дает положительную реакцию на ион натрия и на фосфаты, которые образуются после кипячения в течение 5 мин раствора в концентрированной азотной кислоте. Кроме того, определяют (без разрушения) содержание примеси фосфорной кислоты (не более 0,7%) спектрофотометрическим методом, используя в качестве реактива молибдат аммония при длине волны 740 нм.
В качестве реактива используют также концентрированную серную кислоту, от которой при смачивании крупинка рибофлавина приобретает вишнево-красное окрашивание. Раствор нингидрина при кипячении в щелочной среде образует в присутствии рибофлавина зеленую окраску. Как азотсодержащее органическое основание, рибофлавин дает положительную реакцию с реактивом Драгендорфа и другими общеалкалоидными (осадительными) реактивами. С солями металлов (серебра, кобальта, меди, ртути и др.) рибофлавин образует нерастворимые окрашенные комплексные соединения. Например, с раствором нитрата серебра — оранжево-красного, переходящего в красный, а с солями ртути (II) — оранжевого цвета. Эти реакции используют для фотоколориметрического определения рибофлавина в лекарственных формах.
В рибофлавине и рибофлавина-мононуклеотиде устанавливают допустимое содержание примеси люмифлавина путем извлечения его хлороформом. Затем либо измеряют его оптическую плотность относительно хлороформа при длине волны 440 нм (рибофлавин), либо сравнивают окраску хлороформного извлечения относительно раствора дихромата калия определенной концентрации (рибофлавина-мононуклеотид).
Для качественного и количественного анализа применяют спектрофотометрию в УФ-области. Все испытания выполняют, защищая испытуемые лекарственные вещества от попадания прямого солнечного света. В водных растворах рибофлавин имеет 4 максимума поглощения (223, 267, 370 и 445 нм). Используя в качестве растворителя воду с добавлением уксусной кислоты и ацетата натрия, выполняют спектрофотометрическое определение рибофлавина при длине волны 267 нм. Тот же растворитель берут для растворения навески рибофлавина-мононуклеотида в мерной колбе и последовательного выполнения нескольких испытаний. Подлинность подтверждают по УФ-спектру полученного раствора рибофлавина-мононуклеотида, который имеет три максимума светопоглощения при 266, 373 и 445 нм. И в том же растворе спектрофотометрическим методом количественно определяют при длине волны 445 нм содержание рибофлавина-мононуклеотида. В аналогичных условиях проводят количественное определение рибофлавина (ФС). Расчет выполняют по удельному показателю поглощения (328) рибофлавина при длине волны 444 нм, а затем умножают на коэффициент пересчета. МФ рекомендует для этой цели использовать стандартный образец.
Растворы, приготовленные для количественного спектрофотометрического определения, используют для установления в рибофлавине допустимого содержания светопоглощающих примесей. С этой целью измеряют оптическую плотность указанных растворов рибофлавина в максимумах при длинах волн 267 нм, 373 нм, 444 нм. Отношение оптических плотностей при 373 нм и 267 нм должно быть в пределах от 0,31 до 0,33, а при 444 нм и 267 нм — от 0,36 до 0,39. Допустимое содержание поглощающих примесей в рибофлавина-мононуклеотиде устанавливают, измерив оптическую плотность его раствора при длинах волн 373 нм, 266 нм и 445 нм. Отношение этих величин при 373 и 445 нм должно быть от 0,83 до 0,86, а при 266 и 445 нм — от 2,5 до 2,75.
Способы количественного определения титриметрическими методами основаны на использовании кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств.
Для количественного определения применяют алкалиметрическое определение рибофлавина после его реакции с нитратом серебра, а также цериметрию с иодометрическим окончанием и метод Кьельдаля (содержание азота 14,5– 15,2%). Предполагают, что под действием нитрата серебра происходит замещение водорода иминогруппы ионом серебра с выделением эквивалентного количества азотной кислоты, которую оттитровывают щелочью (индикатор бромтимоловый синий). При цериметрическом определении 0,02 М раствором сульфата церия (IV) окисляют рибофлавин при кипячении (в течение 1 минуты). Затем после охлаждения добавляют иодид калия и титруют выделившийся иод.
Селективными, позволяющими количественно определять содержание рибофлавина, являются методики, базирующиеся на реакциях по рибитильному радикалу, влияющему на витаминную активность.
Одна из таких методик основана на окислении рибофлавина 0,02 М раствором периодата калия в нейтральной среде при комнатной температуре с образованием муравьиной кислоты. Ее количество эквивалентно взятому на определение рибофлавину:
Выделившуюся муравьиную кислоту оттитровывают алкалиметрическим методом:
2HCOOH + 2NaOH → 2HCOONa + 2H2O
Второй способ определения рибофлавина по рибитильной части молекулы основан на этерификации концентрированной серной кислотой. При этом за счет гидроксильных групп происходит образование моно-, ди-, три-, тетрасульфокислотных эфиров. Затем потенциометрическим титрованием раствором гидроксида калия устанавливают избыток серной кислоты. Реакция протекает стехиометрически в соотношении 1:3.
Рибофлавин необходимо хранить в хорошо укупоренных банках оранжевого стекла, учитывая его свойство легко окисляться и разлагаться под действием света с образованием биологически неактивных люмихрома и люмифлавина. Рибофлавина-мононуклеотид более устойчив, поэтому его хранят в сухом, защищенном от света месте.
Рибофлавин восполняет недостаток витамина B2 в организме. Особенно он важен для нормальной функции зрения. Назначают внутрь в таблетках и драже по 0,005-0,01 г при гипо- и авитаминозе, различных глазных заболеваниях, длительно не заживающих ранах и язвах, лучевой болезни, болезни Боткина и т.д. Рибофлавина мононуклеотид при тех же заболеваниях вводят внутримышечно по 1 мл 2%-ного раствора, а в офтальмологии применяют 1%-ные растворы.