Антибиотики, болезни кишечника, минеральное масло и радиация подавляют всасывание витамина К. Большое количество витамина Е может усилить антикоагулянтное действие антагонистов витамина К таких, как варфарин. У пациентов с синдромом пониженного всасывания жиров или заболеваниями печени также есть риск развития недостаточности витамина К.

Основные антагонисты

Дефицит микроэлемента меди в организме может тормозить процесс преобразования триптофана в ниацин. Лекарственный препарат "пеницилламин" также вызывает торможение преобразования триптофана в ниацин в биохимических процессах у человека, возможно, благодаря, в какой-то части, хелатирующему действию меди, входящей в состав пеницилламина.

Лекарственные препараты "рифампин" и "изониазид" (противотуберкулёзные) тормозят усвоение ниацина.

Биохимический путь от триптофана к ниацину сильно зависит от изменений в составе питания. Из них наибольшее значение имеет дефицит витамина В6, снижающий уровень синтеза ниацина из триптофана.

Ниацин

Основные сведения

Синонимы

Термин "ниацин" относится как к никотиновой кислоте, так и к её аминопроизводному, никотинамиду (ниацинамиду). Устаревшими названиями для никотиновой кислоты являются витамин В3, витамин В4 и Р-Р фактор (Pellagra-Preventative factor, т.е. фактор профилактики пеллагры).

"Насыщенность ниацинами" пищевых продуктов определяется как концентрация в них никотиновой кислоты, образованной в результате превращения находящегося в пище триптофана в ниацин. Ниацин является членом семейства витаминов В.

Основные природные источники

Никотинамид и никотиновая кислота широко распространены в природе. В растениях чаще содержится никотиновая кислота, в то время как в животных организмах чаще содержится никотинамид.

Дрожжи, печень, мясо птицы, орехи и бобовые растения - основной источник ниацина среди пищевых продуктов. В меньшем количестве они содержатся в молоке и листьях овощей.

В зерновых продуктах (пшеница, кукуруза) никотиновая кислота связана с некоторыми компонентами, содержащимися в крупе, и поэтому не обладает биологической активностью. Особые методы обработки, как например, обработка зерна водным раствором щёлочи или извести повышают биологическую активность никотиновой кислоты, содержащейся в этих продуктах.

Триптофан, как аминокислота, являющаяся предшественником (или провитамином) ниацина, ответственна за две трети общей биологической активности необходимой для нормального пищевого рациона взрослых. Важными источниками триптофана являются мясо, молоко и яйца.

Пантотеновая кислота

Основные сведения

Синонимы

Пантотеновая кислота относится к группе витаминов В. Ее название в переводе с греческого означает "повсюду". Прежние названия-синонимы: витамин В5, антидерматитный фактор цыплят, антипеллагрический фактор цыплят. В природе встречается в форме D-пантотеновой кислоты.

Основные природные источники

Пантотеновая кислота широко представлена в продуктах питания, главным образом в составе кофермента А (кофермент ацетилирования). Его особенно много в дрожжах и в органах животных (печень, почки, сердце, мозг), но, по-видимому, обычным источником его поступления в организм являются яйца, молоко, овощи, бобовые и цельные зерновые продукты. В пище, подвергнутой обработке, количество пантотеновой кислоты будет снижено, если конечно эта потеря не возмещается впоследствии. Пантотеновая кислота синтезируется микроорганизмами кишечника, но количество вырабатываемой ими пантотеновой кислоты и его роль в питании человека до конца не выяснены.

Основные антагонисты

Этанол вызывает снижение количества пантотеновой кислоты в тканях при сопутствующем увеличении ее уровня в сыворотке. Эти данные дают основание предполагать, что утилизация пантотеновой кислоты у страдающих алкоголизмом нарушена.

Наиболее известным антагонистом пантотеновой кислоты, который используется в эксперименте для ускорения проявления признаков дефицита витамина, является омега-метил пантотеновая кислота. Кроме того, в экспериментах на животных было показано, что L-пантотеновая кислота также вызывает антагонистическое действие.

Метил-бромид, фумигант, используемый для борьбы с паразитами в местах хранения продуктов питания, вызывает разрушение пантотеновой кислоты в пище, которая подвергается воздействию этого фумиганта.

2. Характеристика тиамина

2.1 Строение тиамина

Впервые препарат тиамина выделил Функ в 1912 г. из рисовых отрубей, а еще более чистый препарат -- Янсен и Донат в 1927 г. .

В кристаллическом виде витамин В₁ выделили из дрожжей в 1931 г. Виндаус с сотр. (1 мг из 1 кг дрожжей).

Строение тиамина установили независимо друг от друга Вильяме и Греве в 1936 г. в результате расшифровки строения его составных частей -- пиримидинового и тиазолового компонентов и синтеза многочисленных веществ, строение которых, казалось бы, отвечало тиамину. В то же время строение тиамина окончательно подтвердили его синтезом в 1936 г. Вильяме и Клин и Андерзаг и Вестфаль.

В установлении структуры тиамина большое значение имела реакция его сульфитного расщепления. При обработке водного раствора тиамин-хлорида (I) сульфитом натрия при рН 4,8--5 и 20--25° С вещество почти количественно распадается на третичное тиазоловое основание (IX) состава С₆Н₉ОNS, растворимое в воде, и пиримидиламиносульфокислоту (VIII) состава С₆Н₉O₃N₃S, нерастворимую в воде.

Возможно, что в результате ионного обмена первоначально образуется четвертичная соль тиамин-сульфата, которая подвергается расщеплению на соединения VIII и IX.

Тиазоловое основание (IX) содержит третичный атом азота, что было доказано образованием с йодистым метилом четвертичной соли. Наличие в этом основании одной гидроксильной группы установлено по образованию сложного эфира с п-нитробензойной кислотой.

Если тиазоловое основание (IX) подвергнуть окислению азотной кислотой, то образуется 4-метилтиазолкарбоновая-5 кислота (LХ), содержащая пять атомов углерода; эта же кислота получается при непосредственном окислении тиамин-нитрата азотной кислотой, она идентична ранее синтезированному соединению LХ.

Происхождение карбоновой кислоты (LX) из соединения IX с потерей одного атома углерода, а также отсутствие положительной реакции с йодоформенной пробой и оптической активности у соединения IX указывают на то, что гидроксильная группа имеет первичный, а не вторичный характер: она должна находиться у крайнего атома углерода боковой цепи и, следовательно, расположена в положении 5 тиазолового кольца в виде в-оксиэтильной группы. Все эти данные приводят к структуре 4-метил-5-Р-оксиэтилтиазола (IX), что было подтверждено его синтезом.

Значительно сложнее было установить структуру пиримидинового компонента и самого тиамина. Второй продукт сульфитного расщепления -- пиримидиламиносульфокислота (VIII) содержит атом серы в виде сульфогруппы, так как при сплавлении соединения VIII со щелочью образуется сернистокислый натрий; очевидно, что сульфогруппа вводится в это вещество при реакции сульфитного расщепления и, вероятно, занимает то положение, по которому осуществляется связь между составными частями молекулы тиамина. Пиримидиламиносульфокислота (VIII) при нагревании с соляной кислотой отщепляет аммиак с образованием оксисульфоновой кислоты (LXI), чем доказывается наличие в соединении VIII первичной аминогруппы.

Пиримидиламиносульфокислота (VIII), как установлено подобием спектров поглощения ультрафиолетового света, является производным 6-аминопиримидина. Таким образом, устанавливалась основная структура соединения VIII. Невыясненным оставалось место фиксации сульфогруппы и двух атомов углерода алифатического характера.

По результатам определения структуры тиазолового основания как 4-метил-5-в-оксиэтилтиазола (IX), по предположению, что тиамин является четвертичной солью аммониевого основания, и данным потенциометрического титрования для структуры тиамина было предложено несколько формул с различными расположениями алкильных заместителей пиримидинового цикла и местом взаимосвязи пиримидинового и тиазолового компонентов -- LXII, LXIII, LXIV.

Однако все эти формулы оказались ошибочными, и полученные соединения отличающимися от природного тиамина.

Следовательно, пиримидиновый цикл тиамина должен иметь или одну свободную метильную группу, если тиазоловый и пиримидиновый циклы связаны через метиленовый мостик, или две метальные группы.

Положение метальных групп было выяснено в следующем исследовании. При восстановлении пиримидиламиносульфокислоты (VIII) натрием в жидком аммиаке было получено основание (LХХI), которое при сравнении пикратов оказалось идентичным синтетическому 2,5-диметил-6-аминопиримидину (LХХI), полученному конденсацией ацетамидина с а-формилпропионовым эфиром и последующим превращением соединения LХIХ в хлорпроизводное (LХХ), а затем в основание (LХХI).

Оставался еще неясным вопрос о месте связи пиримидинового и тиазолового циклов. При расщеплении тиамина жидким аммиаком или при окислении его марганцовокислым барием был выделен гетероциклический диамин (LХV). По спектру поглощения этого диамина можно было заключить, что он относится к аминопроизводному пиримидина. Этот же диамин (LХV) был получен синтетически и, что особенно важно для установления места связи компонентов, из него была получена пиримидил аминосульфокислота (VIII) через 2-метил-4-амино-5-бромметилпиримидин (LХVI), обработанный бисульфитом натрия. Из полученных данных следует, что пиримидиновый и тиазоловый циклы в молекуле тиамина связаны мегиленовым мостиком по положению 5 пиримидина и по атому азота тиазола в виде соли четвертичного аммониевого основания.

Подтверждение структурной формулы тиамина было получено также в расшифровке и синтезе его производного -- тиохрома (XXIII), количественно получаемого окислением тиамин-хлорида щелочным раствором красной кровяной соли. Этот синтез осуществлен из 2-амино-4-метил-5-в- оксиэтилтиазола (LХVIII) и 2-метил-4-хлор-5-хлорметилпиримидина (LХVII).

Молекула тиамина представляет собой соединенные метиленовым мостиком замещенные пиримидиновый и тиазолиевый циклы и является солью четвертичного аммониевого основания. С учетом такого строения молекулы синтез тиамина может быть осуществлен тремя принципиально различными путями: конденсацией пиримидинового и тиазолового компонентов, построением молекулы на пиримидиновом цикле и построением молекулы на тиазоловом цикле.

2.2 Физические свойства

Тиамин -- аневрин, витамин В₁ -- является хлористоводородной солью 4-метил-5-в-оксиэтил-N-(2'-метил-4'-аминопиримидил-5'-метил) тиазолийхлорида следующей структурной формулы:

Пиримидиновый и тиазолиевый циклы тиамин-хлорида, по данным рентгеноструктурного анализа, расположены под углом 76°, а не в одной плоскости.

Тиамин-основание представляет собой аморфное бесцветное гигроскопическое вещество. Он получается из галогеноводородных солей при обработке их окисью серебра.

Тиамин-хлорид гидрохлорид (С₁₂Н₁₇ОN₄S)⁺С1^- * НС1 * ЅН₂О) кристаллизуется с половиной молекулы воды в бесцветных моноклинических иглах. Вещество обладает диморфизмом и имеет т. пл. 240--244°С (преобладающая б-форма) и 250--252°С (с разл.) (в форма). в-Кристаллическая форма превращается в б-форму при 193°С.

К четвертичным солям тиамина также относятся: тиамин-бромид гидробромид (C₁₂H₁₇ON₄S)⁺Вr * НВr * 1/2Н₂O -- бесцветные иглы с т. пл. 229--231°С и 220°С (диморфизм).

Другие соли имеют следующую температуру плавления:

тиамин-сульфат 203 и 276--278°С;

тиамин-мононитрат -- (C₁₂H₁₇ON₄S)⁺N0₃^- 164 -- 165°С и 196--200°С;

тиамин-йодид гидройодид 238--244°С;

тиамин-пикролонат 165 и 229°С;

тиамин-пикрат 208°С;

тиамин-хлораурат 189°С (с разл.).

Тиамин-хлорид и тиамин-бромид растворимы в спиртах, глицерине, ледяной уксусной кислоте; нерастворимы в эфире, хлороформе, бензоле и ацетоне.

В 1 мл воды растворяется 1 г тиамина-хлорида, в 95%-ном спирте -- около 1 г и в безводном спирте -- около 0,3 г в 100 мл; в глицерине -- около 4,5 г в 100 мл; рН 1 %-ного водного раствора 3,58.

Тиамин-мононитрат вследствие своей малой гигроскопичности и большой устойчивости применяется для витаминизации пищевых продуктов. Его растворимость в воде: 1 г в 37 мл при 25°С и в 3,4 мл при 100°С.

Тиамин-хлорид и тиамин-бромид обладают слабым специфическим запахом, подобным запаху дрожжей или орехов.

Тиамин образует соли с органическими кислотами -- сахариновой, тетрафенилборной, циклогексилсульфаминовой, нафталин-1,5-дисульфоновой и др.

Характер спектра абсорбции тиамина зависит от концентрации водородных ионов. Спектр поглощения тиамин-хлорида имеет два максимума при рН 7 -- 235 и 267 нм и только один максимум при рН 5,5 и в более кислом растворе -- 245 -- 247 нм (Е(1% 1см) - 442.)

Из растворов тиамин количественно осаждается фосфорновольфрамовой кислотой (рН 4,5--5,5), пикролоновой и золотохлористоводородной кислотами, но не осаждается сернокислой ртутью и уксуснокислым свинцом. Тиамин адсорбируется на фуллеровой земле, каолине, древесном угле и вымывается растворами гидроокиси бария. Степень адсорбции сильно зависит от рН среды.

2.3 Химические свойства

В сильнокислой водной среде тиамин-хлорид (I) обладает высокой устойчивостью и не разрушается под действием таких энергичных окислителей, как перекись водорода, марганцовокислый калий и озон. При рН 3,5 тиамин может нагреваться до 120°С без заметных признаков разложения. В результате нагревания водного раствора тиамина при температуре кипения в течение 30 ч образуются муравьиная кислота, 4-метил-5в-окси- этилтиазол,2-метил-4-амино-5-аминометилпиримиднн, 2-метил-4-амино-5-оксиметилпиримидин и г-ацето-г-тиопропиловый спирт. В сильнокислой среде при 150°С под давлением происходит отщепление аминогруппы.

В щелочной среде тиазолиевый цикл тиамина становится неустойчивым и легко расщепляется с образованием открытой тиольной формы тиамина -- «тиамин-тиола»

Эта форма тиамина обладает высокой реакционной способностью и склонна к различным химическим превращениям -- легкому окислению и др.

Тиамин-хлорид (I) при осторожном восстановлении по Д²-связи тиазолиевого цикла алюмогидридом лития в тетрагидрофуране, NaBH(OCH₃)₃, боргидридом натрия в безводном бутаноле или гидросульфитом превращается в биологически неактивный дигидротиамин (V) с т. пл. 150°С. Его нагревание в воде приводит к получению более стабильного изомерного соединения с циклической пергидрофуротиазольной формой -- изодигидротиамину (III) с т. пл. 160°С. Это же соединение получается непосредственно при восстановлении тиамина боргидридом натрия наряду с тетрагидротиамином (IV).

По некоторым данным дигидротиамин (V) имеет также пергидрофуротиазольную структуру, которая находится в транс-конфигурации (соединение III -- в цис-конфигурации).

Дигидротиамин (V) при окислении хлорным железом в 10%-ной уксусной кислоте или кислородом воздуха в слабом солянокислом растворе в присутствии активного угля вновь образует тиамин (I), а при дальнейшем восстановлении боргидридом натрия, так же как и изодигидротиамин, -- тетрагидротиамин (IV). Тетрагидротиамин (IV) легко десульфируется при действии активного никеля с образованием соединения VI.

При восстановлении тиамина образуется еще одно вещество -- псевдодигидротиамин с т. пл. 175°С. Это соединение не восстанавливается боргидридом натрия в тетрагидротиамин, но способно окисляться в тиамин. Псевдодигидротиамину приписывается структура производного пиримидо[4,5-d]тиазоло[3,4-a]пиримидина (VII)

При взаимодействии с сульфитом натрия в водном растворе тиамин- хлорид (I) подвергается реакции сульфитного расщепления, которая приводит к образованию 2-метил-4-амино-5-пиримидилметилсульфокислоты (VIII) и 4-метил-5-в-окснэтилтиазола (IX)

Реакция сульфитного расщепления характерна для четвертичной тиазолиевой формы тиамина; ни открытая тиольная форма тиамина, ни производные тиамина с третичным атомом азота тиазолинового цикла реакции сульфитного расщепления не подвергаются. Тиамин-тион-2 (тиотиамин) в концентрированных водных растворах устойчив к действию сульфита натрия, однако в разбавленных растворах его расщепление идет при аэрации, так как по-видимому, он первоначально окисляется в тиамин.

Тиогликолевая кислота вызывает аналогичное расщепление молекулы тиамина при нагревании, причем наряду с 4-метил-5-в-оксиэтилтиазолом (IX), выход которого составляет 70%, образуется 2-метил-4-амино-5-пиримидилметилтиоуксусная кислота (X) с выходом 75% .

Тиамин по своей оксиэтильной группе образует простые и сложные эфиры, например ацетат, бензоат, пальмитат, стеарат и др. Эфиры тиамина с фосфорной кислотой образуются в виде моно-, ди-, три- и полифосфатов. Тиаминдифосфат (кокарбоксилаза) представляет собой коферментную форму тиамина, в виде которой он принимает участие в биохимических реакциях.

Ацилирование аминогруппы положения 4 пиримидинового цикла тиамина протекает с трудом. Аминогруппа тиамина (так же как и 2-метил-4-амино-5-аминометилпиримидина) слабо реагирует с азотистой кислотой.

Протонирование тиамина при солеобразовании с минеральными кислотами идет не по аминогруппе, а по циклическому атому азота положения 1.

С гидратом окиси меди в щелочном растворе тиамин дает комплекс типа: тиамин--Сu--тиамин.

При взаимодействии тиамина с карбонильными соединениями идет реакция электрофильного замещения по атому углерода положения 2 тиазолиевого цикла с образованием соответствующих производных. Так, в водном или водно-спиртовом растворе с 2 молями едкого натра из тиамина и ацетальдегида образуется 2-б-оксиэтилтиамин (XI), а из тиамина и пировиноградной кислоты--соединение XII.

Подобная реакция осуществлена с изо-бутиральдегидом (с выходом 60%) м-оксибензальдегидом (с выходом 35%), формальдегидом, бензальдегидом -- получается 2-оксибензилтиамин -- и другими соединениями. Эта реакция лежит в основе механизма биокаталитической функции тиамина в тканях организма.

Если же на тиамин-хлорид (I) первоначально подействовать триэтиламином, а затем бензальдегидом, то по положению 2 тиазолиевого цикла происходит реакция присоединения, по-видимому, первоначально триэтиламинной группы с одновременной циклизацией оксиэтильной группы в срощенный с тиазолиевым тетрагидрофурановый цикл с образованием соединения XIII.

Интересно отметить, что в условиях реакции происходит частичное расщепление соединения XIII на 4-амино-2,5-диметилпиримидин и 2-бензоил-5-(2'-оксиэтил)-4-метилтиазол. Соединение XIII боргидридом натрия восстанавливается в дигидропроизводное (XIV), а в кислой среде в присутствии диметилформамида легко количественно гидролизуется вновь в тиамин (I).

б-Кетоальдегиды в реакции с тиамином также присоединяются в положение 2 тиазолиевого цикла. Так, тиамин-хлорид (I) и фенилглиоксаль в присутствии триэтиламина и двуокиси углерода дают фенилоксалилтиамин (XV), который кислородом воздуха легко окисляется в тиамин-тиазолон (XVI)

Такая же реакция присоединения проходит между тиамином и гетероциклическими основаниями -- морфолином, пиперазином и др..

Диалкилфосфиты также присоединяются к тиамину -- образуется соединение XVII, которое при нагревании в спирте изомеризуется в производное пиримидо [4,5-d]тиазоло 13,4-а]пиримидина (XVIII)

Реакция тиамина с фосфитами детально исследована. Изучен масс-спектр тиамина.

Количественно тиамин определяется по интенсивности флуоресценции тиохрома, в который он окисляется. Связанные формы природного витамина перед определением подвергаются предварительному ферментативному расщеплению. При взаимодействии с диазотированной сульфаниловой кислотой в присутствии формальдегида тиамин образует красное окрашивание, интенсивность которого зависит от концентрации. Это свойство тиамина также находит применение для его количественного определения. В синтетическом кристаллическом препарате тиамин определяется последовательным титрованием азотнокислым серебром и щелочью в присутствии бромтимолового синего; разность между этими определениями соответствует количеству брома, связанного в виде четвертичной соли.

2.4 Реакции и производные тиольной формы

Тиольная форма тиамина (II) с раскрытым тиазолиевым циклом обладает исключительно высокой реакционной способностью. Являясь солью четвертичного основания, тиамин под воздействием трех эквивалентов щелочи претерпевает превращение в открытую тиольную форму с размыканием тиазолиевого цикла. Эти превращения, идущие при постепенной нейтрализации, можно изобразить следующей схемой:

Промежуточной формой между четвертичным аммониевым основанием (XX) и открытой тиольной формой тиамина --тиамин-тиолом (II) служит псевдооснование (XXI). Количественное обратимое превращение тиамин-тиола (II) в тиамин (I) возможно только в том случае, если последующая обработка кислотой следует тотчас же за обработкой щелочью.

Из четвертичного аммониевого основания (тиамин-основания) (XX) были получены различные соли тиамина.

Тиамин (I) в щелочной среде легко подвергается окислению. Эта реакция протекает через открытую тиольную форму тиамина (II) с образованием трициклического соединения -- тиохрома (XXIII).

Открытая тиольная форма тиамина -- бесцветное вещество состава C_l2H₁₇O₂N₄SNa*4H₂O -- находится в равновесном состоянии со своей циклической формой -- XXII (темно-желтые нестабильные кристаллы состава C_l2H₁₅ON₄SNa*3Н₂O, получаемые при обработке суспензии тиамина в безводном спирте этилатом натрия), которая дегидрируется различными окислительными агентами. Эта схема получения тиохрома через тиольную форму подтверждается тем, что тиохрома при использовании трех эквивалентов щелочи (I, XIX, XX, II) образуется значительно больше, чем с двумя эквивалентами, когда раскрытия тиазолиевого цикла не происходит. Для окисления тиамина в тиохром применяют иод, красную кровяную соль K₃Fe(CN)₆, двуокись селена, окись ртути, перекись водорода, марганцовокислый калий и кислород. Превращение тиамина в тиохром в щелочной среде протекает под влиянием только сильных окислителей или в водной среде при действии цианбромида.

Тиохром (XXIII) -- желтое кристаллическое вещество с т. пл. 227° С (с разл.); он легко растворим в воде и спирте. Для тиохрома характерны два максимума поглощения -- при 358 и 375 нм. В ультрафиолетовом свете его водные растворы имеют интенсивную синюю флуоресценцию с л_max в пределах 460--470 нм. Это свойство используется для качественного и количественного определения малых количеств тиамина. Тиохром не обладает витаминной активностью; он выделен из дрожжей (20 мг из 1,2 кг) и получен встречным синтезом.

Открытая тиольная форма тиамина (II) неустойчива к окислителям и легко превращается в симметричный тиаминдисульфид (XXIV) с т. пл. 177°С (для его гидрохлорида т. пл. 231° С)

Эту первую стабильную тиольную форму тиамина получили Цима и Вильямc в 1940 г.

Окисление тиамина или его производных в щелочной среде в дисульфидные соединения происходит при действии гипойодита, гипохлорита, перекиси водорода, феррицианида и других окислителей. Окисление феррицианидом калия происходит почти количественно, если тиамину в щелочном растворе (рН 11--12) предварительно дают постоять некоторое время. Образование дисульфида тиамина ускоряется растворенным кислородом.

Тиаминдисульфид (XXIV) также образуется из тиамина при его окислении йодом или разбавленными растворами перекиси водорода при рН 7,5, т. е. в условиях, близких к биологическим. Он обладает активностью, равноценной активности тиамина, но для мелких животных почти в 5 раз менее токсичен. Тиаминдисульфид (XXIV) восстанавливается активным водородом, сероводородом и другими восстановителями вновь в открытую форму тиамина (II), которая при обработке кислотами превращается в тиамин.

Тиаминдисульфид (XXIV) в результате окислительного диспропорционирования превращается в тиамин-тиазолон, тиаминон-2 (XVI) и тиохром (XXIII)

Образование тиохрома из тиаминдисульфида наблюдается под влиянием кислорода воздуха. Тиаминон-2 является устойчивым бесцветным кристаллическим соединением и не превращается в тиохром.

При окислении тиаминдисульфида 30%-ной перекисью водорода в среде уксусной кислоты образуется сульфокислота открытой тиольной формы тиамина -- тиаминовая кислота (XXV)

Метальная и сульфогруппы, помимо транс-конфигурации по отношению к двойной связи, образуют и цис-изомер тиаминовой кислоты. Многие производные тиаминовой кислоты обладают анальгетическим и противовоспалительным действием.

Синтезированы разнообразные О-замещенные производные тиаминдисульфида и асимметричные дисульфидные производные тиамина. Как правило, соединения такого типа показали значительные преимущества перед тиамином -- они обладали пролонгированным действием и не разрушались тиаминазой. Легкая проницаемость через клеточные мембраны, сродство к тканям и быстрая рециклизация в тиамин определяют высокую физиологическую активность многих из этих соединений.

При окислении тиамин-О-монофосфата в щелочном растворе получен бис-(тиамин-О-монофосфат)дисульфид (XXVI), который обладает активностью тиамин-хлорида, однако легче усваивается организмом и дольше удерживается в крови

Среди многочисленных симметричных дисульфидных производных тиамина для применения в лечебной практике были отобраны высокоэффективные соединения, зарекомендовавшие себя с лучшей стороны. К таким симметричным дисульфидным производным относятся: тиаминдисульфид (XXIV), описанный выше, и О-бензоилтиаминдисульфид, бестон (XXVII)

Как оказалось, в присутствии экстракта чеснока тиамин лучше усваивается вследствие образования с активной составной частью луковиц растений вида Allium асимметричного дисульфидного производного -- тиамин-аллилдисульфида, аллитиамина, алинамина (XXVIII).

Аллитиамин выделен в чистом виде из чеснока. При реакции тиамина с ингредиентами экстракта луковиц растений вида Allium в щелочной среде при нагревании, помимо тиаминаллилдисульфида (XXVIII), был выделен тиаминпропилдисульфид (XXIX); эти соединения в отличие от тиамина не разрушаются тиаминазой.

Оба эти соединения были получены синтетически из тиольной формы тиамина при действии соответствующих тиолирующих агентов при рН 7--9. Следует отметить, что более щелочная среда расщепляет не только сам тиамин, но и возникшую S--S-связь; в качестве растворителя в реакции применяют воду, спирт, ацетон и др.

Среди многочисленной группы синтетических асимметричных дисульфидных производных, большинство из которых имеет неприятный меркаптаноподобный запах, нашел широкое терапевтическое применение препарат, более эффективный, чем тиаминпропилдисульфид, и к тому же лишенный неприятного запаха, -- тиаминтетрагидрофурфурилдисульфид (XXX).

Разнообразное количество асимметричных тиаминдисульфидов было получено в результате ацилирования по ОН-группе тиаминдисульфидов или тиолирования О-ацилпроизводных тиамина.

Тиамин и (+)-б-липоевая кислота (тиоктовая кислота) выполняют специфическую роль в процессах метаболизма, и поэтому были получены различные соединения этих веществ, связанных дисульфидной связью по трем типам:

а) тиамин присоединен к обоим атомам серы липоевой кислоты,

б) тиамин присоединен к атому серы в положении 6 липоевой кислоты

в) тиамин присоединен к атому серы в положении 8.

В зависимости от различия в построении молекулы S-липоилтиамина в той или иной степени проявляются свойства тиамина и липоевой кислоты. Практическое применение нашел S-липоилтиамин, неовитан (XXXI),

который легко всасывается при оральном введении; кроме того, у него хорошая проницаемость тиамина (65,5%) и высокий переход липоевой части молекулы (96,5%) во все ткани организма. При его инъекциях в больших дозах длительное время сохраняется высокий уровень тиамина в крови.

Синтезированы различные асимметричные дисульфидные производные тиамина в комбинации с другими витаминами. К ним относятся тиаминпиридоксиндисульфид (XXXII), тиаминпантетеиндисульфид (XXXIII)

а также его многочисленные производные по гидроксильным группам. Тиамин-тиол (II) легко реагирует в щелочной среде с галогеналкилами с образованием S-алкилпроизводных тиамина моносульфидного типа,

где R' -- СН=СНСОСН₃, СН=СНСОС₆Н₅ и другие винильные производные, а R"=Н; синтезированы и многочисленные другие соединения с заместителями по R' и R".

При действии хлористого бензоила на тиамин в открытой тиольной форме (II) в щелочной среде образуется О, S-дибензоилтиамин (XXXIV)



При использовании соответствующего ацилирующего агента и определенных условий можно осуществить ацилирование только по SH- или ОН-группе. Было синтезировано большое количество S-моноацилпроизводных тиамина, однако из-за склонности к внутримолекулярной перегруппировке ацильного радикала от S к атому О в кислой или щелочной среде многие S-ацилпроизводные тиамина оказались нестабильными. Для предотвращения такой перегруппировки ацильного радикала применяют защиту гидроксильной группы тиамина ацилированием или этерификацией. Таким путем была получена большая группа О-ацил- или О, S-диацил- производных. Некоторые S-алкоксикарбонилпроизводные тиамина обладают высокой тиаминовой активностью и лучше, чем тиаминпропилдисульфид, усваиваются в кишечнике.

Следует отметить, что соединение XXXV, содержащее S-карбомоильную группу при атоме серы, в присутствии щелочей или кислот испытывает перегруппировку карбомоильной группы к атому кислорода гидроксильной группы в результате чего получается соответствующее О-карбомоил-замещенное циклической формы тиамина (XXXVI)

При взаимодействии S-бензоилтиамина (XXXVII) с диметилкарбомоилхлоридом (CH₃)₂NCОCl в пиридине при нагревании происходит перегруппировка бензоильной группы от серы к кислороду с образованием S-диметилкарбомоил-О-бензоилтиамина (XXXVIII)

Среди большого количества S-ацилпроизводных тиамина с блокированной оксиэтильной группировкой следует отметить сложные эфиры с фосфорными кислотами; такие соединения создают более высокую концентрацию тиамина в крови, чем соответствующие S-ацил- или О-ацилпроизводные. Особенно хорошо выражены эти свойства у S-бензоилтиамин-О-монофосфата--биотамина, бенфотиамина (XXXIX),

который проявил себя в лечебной практике как очень эффективный препарат пролонгированного действия. Он получается при взаимодействии тиамин-О-монофосфата с бензоилхлоридом, дибензоилдисульфидом или бензоилтиосульфатом натрия в щелочном растворе при охлаждении.

Из производных никотиновой кислоты и открытой тиольной формы тиамина следует отметить О-бензоил-S-никотиноилтиамин (ХL) и О-никотиноил-S-бензоилтиамин (ХLI)

которые обладают пролонгированным действием.

О, S-Диацилпроизводные тиамина плохо растворимы в воде и обычных органических растворителях и хорошо -- в подкисленных соляной кислотой растворителях. Они образуют устойчивые гидрохлорид, не дают тиохромной реакции и рециклизуются в тиамин в животных тканях in vivo, чем и определяется их биологическая активность.

Некоторые О, S-диацилпроизводные тиамина в кислых и щелочных средах оказались неустойчивыми. Выяснено, что стабильность зависит от природы ацильного радикала: S-ацилтиамины, содержащие алифатические радикалы, менее стабильны, чем имеющие ароматический или гетероциклический радикалы.

Тиамин-тиол (II) при действии п-толуол- или п-бензолсульфохлорида с последующим нагреванием в 30%-ном растворе едкого натра превращается в биологически почти неактивный тиамин-ангидрид (XLII) с т. пл. 136°С.

Реакция протекает ступенчато; сначала при действии п-бензолсульфохлорида идет образование сложного эфира и получается О,О-бис-фенилсульфонилтиаминдисульфид или О-фенилсульфонилтиамин-тиол, которые при нагревании в спиртовом растворе едкого натра отщепляют О-бензолсульфокислоту и количественно превращаются в тиамин-ангидрид. При окислении перекисью водорода или марганцовокислым калием тиамин-ангидрид (ХLII) образует тиамин-ангидридсульфон (ХLIII).

При действии сероводорода в диметилформамиде тиамин-ангидрид (ХLII) дает 1,2-тиолановое производное -- тиамин-тиолан (ХLIV) с выходом 91%

Иначе идет реакция тиамин-ангидрида с тиофенолом -- образуется соединение ХLV, причем реакция сопровождается одновременным десульфированием тиамин-ангидрида с образованием замещенного 1,4-диазепина (ХLVI)

Подобно протекает реакция с п-тиокрезолом.

Тиамин-ангидрид восстановлению цистеином в тиамин не подвергается; при действии соляной кислоты он легко расщепляется на 2-метил-4-амино-5-аминометилпиримидин и 2-ацетилтиациклобутан.

Тиамин-тиол (11) взаимодействует с цианбромидом в щелочной среде с образованием N-(1-метил-2-тиоциан-4-оксобутен-1-ил)-N-(2-метил-4-амино-5-пиримидилметил)формамида, S-цианотиамина (ХLVII), с т. пл. 80°С

Для нитрильной группы S-цианотиамина характерна очень высокая подвижность; эта группа легко гидролизуется и замещается.

Так, при нагревании S-цианотиамина (ХLVII) в бутиловом спирте или при щелочном гидролизе происходит образование тиамин-ангидрида (XLII), а при действии на него 30%-ной перекиси водорода в уксусной кислоте -- тиаминовой кислоты (XXV).

В присутствии метилового спирта в растворе едкого натра S-цианотиамин (ХLVІІ) образует S-мегилтиамин (ХLVІІІ) наряду с тиамин-ангидридом (ХLII); то же соединение получается при обработке метанольного раствора тиамин-ангидрида щелочью.

При действии на S-цианотиамин (ХLVII) хлорангидридами органических кислот, например хлористого ацетила, циан роданистой группы наряду с атомом водорода оксигруппы замещается ацильным остатком и образуется О,S-диацетилтиамин (ХLIХ).

S-Цианотиамин (ХLVII) при действии 4--5%-ной соляной кислоты при 80°С превращается в тиамин-имин-2 (L), а при 100°С -- в производное пиримидилметилтетрагидрофуротиазолинимина (LI)

При нагревании со слабыми кислотами, например с 50%-ной уксусной кислотой, S-цианотиамин (ХLVII) циклизуется в тиохром (XXIII), а при восстановлении сероводородом или цистеином он превращается в тиамин (I).

Реакция S-цианотиамина (ХLVII) с алкил-, арил- или аралкилмеркаптанами (R-SH) приводит к замещению циангруппы и образованию замещенного несимметричного тиаминдисульфида (LII)

S-Цианотиамин концентрированной соляной кислотой расщепляется на 2-метил-4-амино-5-аминометилпиримидин и муравьиную кислоту.

Из других реакций тиамин-тиола необходимо отметить следующие.

При действии фосгена тиольная форма тиамина (II) в щелочном водном растворе дает циклокарботиамин (LIII), а в водно-спиртовом растворе при -- 20? С -- S, S'-карбодитиамин. Нагревание тиамин-тиола (II) с серой в щелочном растворе приводит к циклизации ациклической части молекулы в тиазолиновый цикл с образованием тиамин-тиона-2 (LIV).

Тиамин-тион-2 при действии 30%-ной перекиси водорода легко окисляется в тиамин (I).

Тиамин-тиол (II) в виде таутомерного тиокетона реагирует с гидроксиламином в щелочном растворе; при этом отщепляется сероводород и образуется оксим дезтиотиамина (LV). Подобным образом протекает реакция тиамин-тиола с гидразином, фенилгидразином и тиосемикарбазидом с образованием соответствующих гидразона, фенилгидразона и тиосемикарбазона, однако с гидразин-гидратом реакция сопровождается одновременным элиминированием одной молекулы воды и циклизацией в соединение, содержащее 1,2,4-триазиновый цикл (LVI)

Аммиак в растворе едкого натра десульфирует тиамин-тиол (II) с одновременным замещением на аминогруппу; однако реакция на этом не заканчивается и сопровождается замыканием ациклической части молекулы в имидазольный цикл с образованием N₍₃₎-(2-метил-4-амино-5-пиримидилметил)-4-метил-5-в-оксиэтилимидазола (LVII)

Тиамин-тиол вступает в реакцию с первичными алифатическими аминами в щелочной среде, при этом происходит замещение тиольной группы на NH-R и получаются производные аминодезтиотиамина (LVIII). При действии на такие соединения соляной кислотой в спирте происходит гидролитическое отщепление R, замыкание имидазольного цикла и образуется соединение LVII. Со вторичными и третичными алифатическими аминами и с ароматическими аминами протекает реакция десульфирования тиамин-тиола в 2,7-диметил-5,6-дигидро-6-формил-8-в-оксиэтил-9Н-пиримидо[4,5-е]-1,4-диазепин (LIХ)

и одновременного образования тиамин-тиона-2 (LIV).

Ацетамидин в сильнсщелочном растворе также вызывает замещение меркаптогруппы тиамин-тиола (II) на остаток ацетамидина с образованием 1-иминоэтиламинодезтиотиамина. При действии гуанидина тиамин-тиол (II) превращается в тиохром (XXIII), тиаминдисульфид (XXIV), замещенный 1,4-диазепин (LIХ) и вещество, содержащее в своей молекуле 1,4-диазин.

Тиамин-тиол (II) вступает в реакцию с альдегидами (ацетальдегидом, беизальдегидом, фурфуролом и др.), т. е. в аналогичную реакцию, протекающую между тиамином и альдегидами в присутствии триэтиламина; реакция сопровождается замыканием ациклической части молекулы в пергидрофуротиазоловый цикл и вступлением заместителя в положение 2 этого цикла. Первоначально перед прибавлением бензальдегида или другого альдегида к тиамин-тиолу в виде натриевой соли в среде толуола или спирта в раствор пропускают двуокись углерода. Подобная реакция имеет место для тиамин-тиола (II) с морфолином, пиперидином или диалкилфосфитами.

Использование высокой реакционной способности тиамин-тиола дало возможность получить среди различных производных тиамина тиольного типа свыше 700 стабильных соединений, большинству из которых свойственна высокая витаминная активность и пролонгированное действие.

3. Синтез тиамина

3.1 Синтез конденсацией пиримидинового и тиазолового компонентов

Этот синтез тиамина заключается в параллельном построении основных компонентов его молекулы и последующем соединении их в молекулу тиамина. Он реализуется посредством взаимодействия 2-метил-4-амино-5-хлор-метилпиримидина (LХХII) и 4-метил-5-оксиэтилтиазола (IX)

причем при конденсации происходит образование четвертичной тиазолиевой соли.

Конденсацию соединений LХХII и IX в тиамин проводят сплавлением при температуре 100--120°С. Однако лучше проводить конденсацию компонентов нагреванием в растворителях, в качестве которых применяют толуол и высококнпящие спирты, например бутиловый, или полярные органические растворители, такие, как нитрометан, ацетонитрил, бромоформ, в-этокеипропнонитрил, а также керосин. Выход тиамина находится в пределах 6о--65%. Конденсацию можно осуществить в две стадии -- первоначально в толуоле при 20° С компоненты образуют аддукт (т. пл. 125--130°С), который затем нагревают в этом же растворителе с дополнительным количеством тиазолового компонента при 125°С; выход составляет 60%.

Недостаточно высокий выход тиамина при конденсации в спиртовой среде можно объяснить побочной реакцией, протекающей между галоген- метилпиримидиновым производным (LХХII) и спиртом, в результате чего происходит алкоголиз с образованием 2-метил-4-амино-5-этоксиметилпиримидина (LХХIII). Вместе с тем указание о том, что тиамин (I) можно получать сплавлением гидрохлорида 2-метил-4-амино-5-этоксиметилпиримидина (LХХIII) и гидрохлорида 4-метил-5-в-оксиэтилтиазола (IX) при 165--170°С,

не противоречит высказанному выше положению о побочной реакции, так как конденсация соединений LХХIII и IX протекает в жестких условиях.

Для конденсации с 2-метил-4-амино-5-хлорметилпиримидином (LХХII) вместо 4-метил-5-Р-оксиэтилтиазола (IX) можно применять азометиновые производные 4-метил-5-в-аминоэтилтиазола, и так как азометиновая группировка легко расщепляется галогеноводородными кислотами в присутствии воды и спирта, то в результате конденсации получается 5-в-аминоаналог тиамина, который переводится в тиамин вычисленным количеством азотистой кислоты.

Вследствие того что получение бромпроизводных пиримидина, например 2-метил-4-амино-5-бромметилпиримидина, осуществляется несколько легче, чем хлорпроизводных, то иногда синтезируют бромистоводородную соль тиамин-бромида, обладающего соответствующей эквивалентной биологической активностью, и, если нужно, переводят ее в тиамин-хлорид.

Технический тиамин выделяют из реакционной смеси посредством его осаждения ацетоном и очищают перекристаллизацией из метанола или из 75--90%-ного этилового спирта; очистку осуществляют и растворением тиамина в воде с последующим сгущением раствора и осаждением спиртом.

Представляет интерес рассмотрение обменных реакции для получения различных форм тиамина. Так, тиамин-хлорид с количественным выходом можно получить из тиамин-бромида встряхиванием с хлористым серебром, при действии хлора в присутствии органических адсорбентов брома (пиридина, фенола) с выходом 87%, при действии хлористого кальция в среде метилового спирта, путем обработки безводным хлористым водородом в растворе алифатического спирта (при этом происходит удаление легколетучего бромистого алкила).

С хорошими результатами превращают тиамин-бромид в тиамин-хлорид через роданат. Так, тиамин-бромид при взаимодействии с роданистым аммонием в водном растворе аммиака легко осаждается в виде тиамин-роданата, который на анионообменной смоле в растворе слабой соляной кислоты обменивает CSN^--иoh на С1^--ион. Таким же путем из тиамин-бромида через тиамин-роданат синтезируют тиамин-мононитрат и другие соли. Для обменной реакции применяют вофатит L-150, аниониты ЭДЭ-10П и АВ-17.

Тиамин-хлорид получают из тиамин-бромида и непосредственным обменом ионов на анионообменной смоле из полиаминоформальдегпдной смолы или других анионитов. С использованием этого же метода образуются и другие соли тиамина. Из тиамин-сульфата при действии хлористого бария получают тиамин-хлорид, а с азотной кислотой или лучше, с азотнокислым калием -- тиамин-мононитрат (выход 91%). Тиамин-сульфат может быть получен из тиамин-хлорида при действии хлорсульфоновой кислоты.

Синтезирован тиамин, меченный ¹⁴С и ³⁵S, по положению 6 пиримидинового цикла.

Одна из схем полного технического синтеза тиамина представлена ниже.

3.2 Синтез построением молекулы на пиримидиновом цикле

В этом методе получения тиамина исходят из 2-метил-4-амино-5-аминометилпиримидина (LXV), который превращают в 2-метил-4-амино-5-тиоформаминометилпиримидин (LХХV) или непосредственно, путем конденсации с дитиоформиатом калия в водном растворе, или через формильное производное (LXXIV), получаемое при взаимодействии соединения LXV с муравьиной кислотой или ее эфиром, которое затем обработкой пятисернистым фосфором переводят в соединение LXXV. После нагревания с енольной формой эфира г-хлор-г-ацетопропилового спирта (LXXVI, R = СОСН₃) 2-метил-4-амино-5-тиоформаминометилпиримидин (LXXV) образует эфир тиамина (LXXVI1, R = СОСН₃); конденсация проводится в присутствии минеральной или муравьиной кислоты. Эфир тиамина в результате гидролиза превращают в тиамин (I).



Для синтеза тиамина из соединения LХХV вместо эфира г-хлор-г-ацетопропилового спирта (LХХVI) можно применять его циклические таутомерние соединения: 2-метил-3-алкокси-3-хлортетрагидрофуран (LХХVIII) в среде 95%-ной муравьиной или 80%-ной уксусной кислоты с выходом 54%, 2-метил-4-дигидро-2,3-дихлорфуран (LХХIХ) в среде муравьиной кислоты и пиридина с выходом 57%, г-хлор-г,г-диацетопропиловый спирт (LХХХ) или соединение LХХХI в 91%-ной муравьиной кислоте с выходом 56--62%

В некоторых способах создание тиоформильной группы в аминопиримидиновом производном (LXXIV) достигается не с помощью пятпсернпстого фосфора, а при действии сероводорода. Так, при непосредственной конденсации соединения LXXIV с г-хлор-г-ацетопропилацетатом (LXXVI, R = СОСН3) в токе сероводорода в присутствии муравьиной кислоты образуется эфир тиамина (LXXVII).

Ciсдует отметить, что описанные выше синтезы тиамина имеют недостаточно высокий выход на стадии конденсации с производными г-ацетопропилового спирта; реакция, по-видимому, сопровождается отщеплением тиоформильной группы от малостабильного 2-метил-4-амино-5-тиоформаминометил пиримидина (LХХV) с образованием 2-метил-4-амино-5-аминометилпиримидина (LХV).

Для построения молекулы тиамина на пиримидиновом цикле, помимо пятисернистого фосфора, дитиоформиата калия или сероводорода, можно применять сероуглерод. На соединение LХV действуют аммиаком и сероуглеродом; образующийся 2-метил-4-амино-5-пиримидилметилдитиокарбамат (LХХХIII), конденсируют с г-хлор-г-ацетопропилацетатом (LХХVI, R = СОСН₃) в тиотиазолиновое производное -- тиаминтион-2 (LХХХVI), который окисляют перекисью водорода в тиамин-сульфат (I).

Этот высокоэкономический метод синтеза, имеющий важное техническое значение, детально разработан японскими авторами; он протекает через ряд промежуточных соединений. Так, при действии аммиака и сероуглерода в присутствии едкого натра из соединения LХV первоначально образуется 2-метил-4-амино-5-пиримидилметилдитиокарбамат аммония (LХХХII), который в избытке раствора едкого натра переходит в меркаптопроизводное (LХХХIII). Конденсация этого соединения с г-хлор-г-ацетопропилацетатом (LХХVI, R = СОСН₃) приводит к получению тисггиона (LХXXV); одновременно получается около 10--12% побочного 2-меркапто-7-метил-1,2,3,4-тетрагидропиримидо[4,5-d]пиримидина (LХХХIV). Однако можно не выделять промежуточных соединений LХХХII и LХХХIII в кристаллическом виде и тиотион (LХХХV) получить непосредственно конденсацией 2-метил-4-амино-5-аминометилпиримидина (LХV) с г-хлор-г-ацетопропиловым спиртом (LХХVI, R = Н) или его ацетатом и сероуглеродом с избытком аммиака и едкого кали или натра, при этом также образуется побочный бициклический продукт (LХХХIV).

Неустойчивый тиотион (LXXXV) или его О-эфиры перегруппировываются в 2-метил-2-окси-3-тетрагидрoурил-N-(2'-метил-4'-аминопиримидил-5'-метил)дитиокарбаминовую кислоту (LXXXVII), которая при обработке разбавленной соляной кислотой превращается в 3-N-(2'-метил-4'-аминопиримидил-5'-метил)-4-метил-5-в-оксиэтилтиазолинтион-2,тиамин-тион-2 (LXXXVI). При действии 1%-нон соляной кислотой на соединение LXXXV первоначально образуется срощенный пергидрофуранотиазоловый цикл (LXXXVIII), который с 10%-ной соляной кислотой затем переходит в тиамин-тион-2 (LXXXVI). Однако при действии 10%-ной соляной кислоты на соединение LXXXV происходит и непосредственная циклизация в тиазолиновый цикл с образованием тиамин-тиона-2 (LXXXVI), минуя промежуточные соединения LXXXVII и LXXXVIII. Еще более упрощенным методом синтеза по способу Мацукава -- конденсацией соединения LXV с сероуглеродом и г-хлор-г-ацетопропилацетатом (LXXVI, R = СОСН₃) в присутствии аммиака и едкого натра с последующей обработкой соляной кислотой без выделения промежуточных продуктов -- получают тиамин-тион-2 (LXXXVI). Последний вариант синтеза получил дальнейшее улучшение.

При действии на тиамин-тион-2 (LXXXVI) пергидролом при 25--30°С образуется тиамин-сульфат (I), ацетильное производное предварительно гидролизуется 30%-ной соляной кислотой. Из соединения LXXXVI также получают тиамин-хлорид. Известен и такой вариант, когда соединение LXXXV путем окисления пергидролом в присутствии соляной кислоты непосредственно превращают в тиамин-сульфат. Тиамин-тион-2 (LXXXVI) при окислении перекисью водорода с последующим прибавлением нитрата аммония дает тиамин-мононитрат. Общий выход тиамина по этому методу из 2-метил-4-амино-5-аминометилпиримидина (LXV) превышает 46%. Обработка тиамин-тиона-2 (LXXXVI) перекисью водорода в присутствии карбонатов щелочноземельных металлов приводит к получению солей тиамина--монохлорида, мононитрата, монороданата и др.

Для синтеза тиамина этим методом известно и применение г-хлор-г-ацетопропилхлорида и 1-ацетокси-4-хлорпентанона-3. г-Хлор-г-ацетопропиловый спирт также может быть заменен его циклическими таутомерными производными: 2-метил-2-окси-3-ацетотетрагидрофураном (LXXXIX) и 2-метил-2-ацетокси-3-хлортетрагидрофураном (ХС)

3.3 Синтез построением молекулы на тиазоловом цикле

Этот метод синтеза экспериментально осуществлен только для уксуснокислого эфира гомолога тиамина (ХСIV) с двумя метиленовыми группами между пиримиднновым и тиазоловым циклами. 4-Метил-5-(3-оксиэтилтиазол (IX) конденсируют с б-циан-г-броммасляным эфиром (ХСI) в соединение ХСII, которое затем при действии ацетамидина превращают в оксипроизводное гомолога тиамина (ХСIII).

Последующая замена гидроксильной группы на водород достигается через хлорпроизводное, восстановлением которого получают гомотиамин (ХСIV). Для синтеза тиамина этот вариант не нашел развития в последующих исследованиях.

4. Тиаминовые коферменты

4.1 Эфиры тиамина

Тиамин обладает способностью образовывать моно-, ди- и трифосфорные эфиры, причем тиаминдифосфат в качестве простетической группы в соединении со специфическими белками и металлами образует тиаминовые ферменты; их в настоящее время известно около десяти. Биокаталитическая функция тиаминовых ферментов заключается в ферментативном расщеплении б-кетокислот и кетосахаров и в ацилоиновом синтезе, т. е. в реакциях, связанных с обменом углеводов.

Тиаминдифосфат -- О-дифосфорный эфир 4-метил-5-в-оксиэтил-N-(2'-метил-4'-аминопиримидил-5'-метил)тиазолий-хлорид, тиаминпирофосфат, кофермент, называемый кокарбоксилазой (ТДФ) CXXXII,

представляет собой бесцветные иглы с т. пл. 241--243°С (с разл.), при кристаллизации с одной молекулой воды т. пл. 215--216°С (с разл.); существует также в виде внутренней четвертичной соли, кристаллизуется с четырьмя молекулами воды -- бесцветные иглы с т. пл. 220--222°С (с разл.). ТДФ очень хорошо растворим в воде (ТДФ-хлорид -- 22 г в 100 мл), нерастворим в безводном спирте, эфире, ацетоне, бензоле и многих других органических растворителях. Спектр поглощения (в воде) л_макс 250 нм при рН < 5 и два максимума -- 235 и 264 нм при рН > 5. 0,3%-ный водный раствор ТДФ-хлорида имеет рН 2,23 при 25°С.

ТДФ хорошо выявляется при хроматографировании на бумаге: его Rf - 0,30 (в системе н-пропанол--вода--0,1M фосфатный буфер рН 5, 3:1:1) и 0,10 (в системе н-бутанол--уксусная кислота -- вода, 4:1:5) в восходящем потоке.

Помимо кокарбоксилазы (СLХХII), коферментной активностью обладает открытая тиольная форма тиаминдифосфорного эфира (СLХХIII), получаемая из кокарбоксилазы при действии этилата натрия,

в то время как дисульфидная форма тиаминдифосфорного эфира имеет 60% активности ТДФ.

Дифосфорный эфир тиамина широко распространен в животном и растительном мире. Помимо него, в различных растительных и животных тканях обнаружены тиаминтрифосфат и тиаминмонофосфат. Трифосфорный эфир тиамина не обнаруживает коферментных свойств, однако он быстро приобретает каталитическую активность благодаря легкости ферментативного гидролиза в днфосфат.