|
В 1882 г. было замечено [1 ], что возникновение распространенной в то время среди моряков болезни
бери-бери связано с рисовым питанием. Однако большинство врачей склонялось к
инфекционному происхождению болезни.
Голландский врач Эйкман [2] в 1890—1897 гг. занимался
изучением бери-бери; он впервые вызвал это заболевание у кур, питавшихся
очищенным рисом.
Вначале Эйкман связывал эту болезнь с токсичностью
полированного риса. Лишь в 1906 г. он согласился с мнением своего сотрудника
Гринса [3], считавшего, что причина возникновения бери-бери состоит в
неполноценном питании.
Препарат, излечивающий полиневрит, был выделен Функом [4]
лишь в 1911—1912 гг. из дрожжей и рисовых отрубей.
В 1916 г. Мак-Коллум и Кеннеди [5] предложили назвать
вещество, излечивающее полиневрит, витамином В i.
Виндаус выделил витамин Б 4 в чистом виде [6] и в 1932 г. установил его эмпирическую формулу Cl2Hl80N4SCl2-H20. Витамин В4 имеет важное значение для
животного организма. Он входит в состав фермента карбокси- лазы,
катализирующего реакции декарбоксилирования пировиноградной кислоты и других
а-кетокислот. При недостатке тиамина в организме происходит накопление
пировиноградной кислоты — продукта обмена углеводов, что нарушает нормальную
функцию нервной системы и вызывает заболевание полиневритом (бери-бери).
Тиамин излечивает эту болезнь. Кроме того, дифосфат тиамина входит в состав
многих других ферментов в качестве кофермента, связанного с апоферментом —
белком. Сюда относятся и ферменты, катализирующие реакции обмена углеводов
типа альдоль- ных конденсаций и др. Витамин В4 связан также с функцией
органов кроветворения, участвует в обмене воды, углеводов, жиров и
минеральннх солей [7, 8, 9, 10]. Витамином В4 богаты дрожжи (пивные и
пекарские) и злаки, не очищенные от отрубей. Ржаной, а также пшеничный
цельный хлеб, крупы (в особенности гречневая) являются для человека основным
источником витамина Bj.
физико-химические свойства витамина bj
После того как Виндаус [6] в 1932 г. установил эмпирическую формулу витамина Вь а Виллиамс открыл реакцию его сульфитного
расщепления:
c12H180N4SC12 + Na2S03 —> C6H903N3S +
C6H9ONS + 2NaCl,
стало успешно развиваться изучение химического строения
молекулы витамина В4.
При сульфитном расщеплении витамина В 4 образуется
аминосульфо- новая кислота, она растворима в органических растворителях и
слабо растворима в воде
При действии соляной кислоты пиримидиламиносульфоновая
кислота превращается в оксисульфоновую кислоту, что указывает на наличие
первичной аминогруппы. При нагревании с водой под давлением (до200° С)
получается серная кислота, а при плавлении со щелочами — сернистая кислота,
что свидетельствует о наличии сульфогруппы [11]. Ультрафиолетовый спектр
поглощения аминосульфоновой кислоты показал характерные данные для
4-аминопиримидина [12, 13, 14].
При окислении витамина В ^сульфата марганцовокислым барием
или при действии жидким аммиаком получено соединение C6HJoN4 [15], которое
при синтезе идентифицировано как 2-метил-4-амино-5-аминометилпи- римидин.
Строение второго продукта сульфитного расщепления, легко
растворимого в воде основания 4-метил-5-оксиэтилтиазола, было установлено в 1935 г. [16]. При окислении последнего азотной кислотой так же, как и при окислении витамина В4,
образуется вещество, сходное с синтетической 4-метил-тиазол-5-карбокси-
линовой кислотой
Изучая тиазоловый компонент молекулы витамина Вь Кларк и
Вилли- амс пришли к заключению, что витамин В 4 является солью четвертичного
основания (четвертичный азот). В 1935 г. Виллиамс предложил следующую структурную формулу витамина В4
Витамин В4—(C12H17ON4S)+C1"-HC1-0,5H20, его
химическое название
4-метил-5-|3-оксиэтил-Н-{[21-метил-41-аминспирРмидил(5/)]-метил)-тиа£Слил-
хлоридгидрохлорид.
Независимо от Виллиамса такую же структуру витамина В 4
предложили Греве [18], Андерзаг и Вестфаль [19].
Тиамингидрохлорид, молекулярная масса 337,27, твердое
кристаллическое вещество, из алкоголя кристаллизуется в виде бесцветных игл
моноклинической системы с температурой плавления 248—250° и 233—244° С
(диморфизм) с разложением [20]. Тиамингидробромид, молекулярная масса 436,21,
белый кристаллический порошок желтоватого оттенка, со слабым характерным
запахом, горького вкуса, с температурой плавления 220° [16], 229—231° [11],
227—231° С [21]. Витамин В t с минеральными кислотами образует соли, водные
растворы которых имеют кислую реакцию, например рН 0,12%-ного раствора
тиамингидробромида равен 3,0. Соли тиамина имеют следующие температуры
плавления: сульфат 203°, тетрасульфат 276—278°, нитрат 164—165° [22], пикрат
208°, хлораурат 189°С.
Витамин В4 хорошо растворим в воде и метиловом спирте,
трудно растворим в этиловом спирте и нерастворим в эфире и других неполярных
растворителях. При температуре 25°С 1 г тиамингидрохлорида растворим
в воде — в 1 мл, в 95%-ном спирте — в 100 мл, в абсолютном
алкоголе — в 315 мл, в глицерине—в 18 мл; в водном 85%-ном спирте при кипении
в соотношении 1:6.
Витамин В ггидро хлорид 'имеет спектр поглощения в
ультрафиолетовом свете с максимумами, зависящими от рН: 235 и 267 нм [20, 23]
при рН 7 и выше ( 8); 245—247 нм при рН5.5и менее [13]. Таким образом,
абсорбционный спектр поглощения витамина В i является функцией концентрации
водородных ионов [24]. Витамин В4 стабилен в кислой среде. Чистый витамин В
Гги- дрохлорид в водном растворе при рН 3,5 выдерживает нагревание при 120° С
без разложения, а в более слабых кислотах разрушается. Крепкие минеральные
кислоты разрушают молекулу с выделением аммиака [21]. В присутствии сульфита
молекула витамина В4 расщепляется на свои составные компоненты [25]:
Расщепление витамина В 4 происходит также в нейтральных
растворах ацетата натрия и нитрата бария. В щелочных растворах витамин В4
быстро разрушается. При простом титровании щелочью на 1 моль витамина расходуется
3 моля щелочи, что связано с разрушением тиазолового цикла. Однако при
немедленном обратном титровании кислотой витамин полностью восстанавливается.
Витамин В 4 очень чувствителен к окислителям и
восстановителям. Окисление перманганатом калия или азотной кислотой приводит
к глубокому разрушению молекулы. При гидрогенизации витамина Bt с платиновой
чернью поглощаются два атома водорода [27]. При восстановлении витамина В 4
гипосульфитом в присутствии бикарбоната натрия присоединяются два атома
водорода к тиазоловой части молекулы.
К производным тиамина относятся различные соли, эфиры, а к
производным тиола тиамина — различные дисульфиды. Из солей тиамина, кроме
бромида и хлорида, следует отметить тиаминмононитрат [28] —белые кристаллы с
температурой плавления 196—200° С (с разложением). Его растворимость в воде:
при температуре 25° С — 1 г в 37 мл, при температуре 100° С— 1 г в 3,4 мл. Водные растворы тиаминмононитрата нейтральны. Стабильность их значительно превышает
стабильность тиаминга- логенидов и поэтому они применяются для витаминизации
хлеба, а также в клинической практике [29]. Синтезирован также сульфаттиамин
[30], соли с различными органическими кислотами и др. [10].
Из эфиров тиамина важное значение имеют фосфорные эфиры
(тиамин- моно- и дифосфат), которые получают обработкой тиамина хлорокисью
фосфора [31 ] или смесью пирофосфорной кислоты и фосфорного ангидрида [32] с
последующим хроматографическим разделением продуктов на колонках.
Пирофосфорный эфир тиамина известен под названием кокарбоксилазы.
Описан другой метод получения фосфатов тиамина [33],
который заключается в фосфорилировании 4-метил-5-|3-оксиэтилтиазола, а затем
полученные моно- или дифосфорные эфиры тиазола конденсируют с 2-метил-4-
амино-5-бромметилпиримидином. При этом получают высокий выход эфиров. К
производным тиольной формы тиамина относятся тиаминпропилди- сульфид и
тиаминтетрагидрофурфурилдисульфид и др. [34]. Из многих дисульфидных
производных тиольной формы тиамина особое внимание заслуживает
тиаминпропилдисульфид, который обладает активностью витамина В1, но быстрее и
полнее усваивается организмом и не разрушается тиаминазой [35, 36].
|