55. Nikotino ir izonikotino rūgštis. Nikotino rūgšties amidas (vitaminas PP), izonikotino rūgšties hidrazidas (izoniazidas), ftivazidas.
Nikotino rūgštis(niacinas, vitaminas PP, vitaminas B3) – vitaminas, dalyvaujantis daugelyje gyvų ląstelių oksidacinių reakcijų, vaistas.
Balti kristaliniai milteliai, bekvapiai, šiek tiek rūgštaus skonio. Sunku ištirpti saltas vanduo(1:70), geriausia karšta (1:15), mažai tirpsta etanolyje, labai mažai tirpsta eteryje.
Sudėtyje yra ruginėje duonoje, ananasuose, burokėliuose, grikiuose, pupelėse, mėsoje, grybuose, kepenyse, inkstuose. Maisto pramonėje jis naudojamas kaip maisto priedas E375(Rusijoje nuo 2008 m. rugpjūčio 1 d. jis išbrauktas iš leidžiamų priedų sąrašo).
Hipovitaminozė RR sukelia pellagrą – ligą, kurios simptomai yra dermatitas, viduriavimas ir demencija.
Sintezė ir savybės
Šiuolaikiniai tiek laboratoriniai, tiek pramoniniai nikotino rūgšties sintezės metodai taip pat yra pagrįsti piridino darinių oksidavimu. Taigi, nikotino rūgštis gali būti susintetinta oksiduojant β-pikoliną (3-metilpiridiną):
arba chinoliną oksiduojant į piridin-2,3-dikarboksirūgštį, po to dekarboksilinant:
Panašiai nikotino rūgštis sintetinama dekarboksilinant piridin-2,5-dikarboksirūgštį, gautą oksiduojant 2-metil-5-etilpiridiną. Pati nikotino rūgštis dekarboksilinama aukštesnėje nei 260 °C temperatūroje.
Nikotino rūgštis sudaro druskas su rūgštimis ir bazėmis; sidabro ir vario (II) nikotinatai netirpsta vandenyje; gravimetrinis nikotino rūgšties nustatymo metodas pagrįstas vario nikotinato nusodinimu iš tirpalo.
Nikotino rūgštis lengvai alkiluojasi ties piridino azoto atomu, todėl susidaro vidinės ketvirtinės druskos – betainai, kurių dalis yra augaluose. Taigi trigonelino – N-metilnikotino rūgšties betaino – randama ožragės, žirnių, kavos ir daugelio kitų augalų sėklose.
Nikotino rūgšties reakcijos karboksilo grupėje būdingos karboksirūgštims: susidaro rūgščių halogenidai, esteriai, amidai ir kt. Nikotino rūgšties amidas yra kodohidrogenazių kofaktoriaus dalis, daugelis nikotino rūgšties amidų buvo panaudoti kaip vaistai (niketamidas). , nikodinas).
IZONIKOTINO RŪGŠTIS
pasirinkite pirmąją straipsnio pavadinimo raidę: ABC
Izonikotino rūgštis(4-piridinkarboksirūgštis, g-piridinkarboksirūgštis), mol. m 123,11; bespalvis kristalai. lyd.p. 323-5 °C (su irimu) sandariame kapiliare, bp. 260°C/15 mm Hg. (su didingu); sol. šaltame (1:100) ir verdančiame (1:50) vandenyje, o ne tirpale. dietilo eteryje. etanolis. acetonas. R KAM A 25 °C temperatūroje vandenyje 1,70 (protonų pridėjimas) ir 4,89 (protono pašalinimas).
Susidaro blogai tirpus karštas vanduo vario druska. Kai bendrauja su alkilhalogenidais šarminėje aplinkoje sudaro betainus. Karboksilo grupėje izonikotino rūgštis suteikia anhidridą, rūgščių halogenidus ir esterius. amidai ir kt. Panašiai kaip ir kiti piridino dariniai, nukleofilai lengvai reaguoja. pakaitalai. Pramonėje izonikotino rūgštis gaunama pusiau oksiduojant HNO 3 Kam.-Ug g-pikolininės frakcijos metilolio darinius. derva, kurioje yra g-pikolino. Lab. sintezės metodai: 1) piridino dikarboksilo ir piridino trikarboksilo rūgščių dekarboksilinimas; 2) 2,6-dihalogenizonikotino rūgščių, gautų iš citrinos rūgšties, redukavimas per 2,6-dihidroksiizonikotino rūgštį. Izonikotino rūgščiai nustatyti naudojami šarminiai metodai. izonikotino rūgšties vario druskos titravimas arba nusodinimas jodometru. nustatant nusodinančio reagento perteklių. Izonikotino rūgštis – tarpinė. produktas sintezuojant daugybę izonikotino rūgšties hidrazido grupės vaistų nuo tuberkuliozės (izoniazido, ftivazido, metazido ir kt.), antidepresantų - monoaminooksidazės inhibitorių, tokių kaip nialamidas, chinuklidino vaistai. Trečiadienis (fenkarolis, oksilidinas, aceklidinas ir kt.)
Vitaminas PP (nikotinamidas, nikotino rūgštis)
CHEMINĖS IR FIZIKINĖS SAVYBĖS
Nikotino rūgštis C 6 H 5 NO 2 yra β-piridino karboksirūgštis. Chemiškai gryna forma Tai bespalvis, adatos formos kristalas, lengvai tirpstantis vandenyje ir alkoholyje. Nikotino rūgštis yra termostabili ir išlaiko savo biologinį aktyvumą verdant ir autoklave. Atsparus šviesai, oro deguoniui ir šarmams. Nikotino rūgšties amidas C 6 H 6 N 2 O turi tas pačias biologines savybes kaip ir nikotino rūgštis. Žmogaus ir gyvūnų organizme nikotino rūgštis virsta nikotino rūgšties amidu ir tokia forma yra kūno audinių dalis.
Nikotino rūgštį galima gauti iš nikotino, esančio tabake, oksiduojant jį azoto rūgštimi arba kalio permanganatu.
Žmogaus organizme nikotinas nevirsta nikotino rūgštimi, nikotinas neturi vitamino savybių.
Vitaminas PP pavadintas dviem su lotyniškomis raidėmis P turi savybę užkirsti kelią pellagros vystymuisi. Prevencinė pellagra reiškia „užkirsti kelią pellagrai“. Žodis "pelagra" kilęs iš italų kalbos žodžių pelle agra, išvertus į rusų kalbą kaip šiurkšti oda, kuri apibūdina vieną iš šios ligos simptomų.
Izoniazidas(tubazidas) - vaistas, vaistas nuo tuberkuliozės (ATD), izonikotino rūgšties hidrazidas (GINK). Skirtas visų lokalizacijos formų tuberkuliozės gydymui. Tai pavojinga šunims, kuriems yra padidėjęs jautrumas vaistui.
Izonikotino rūgšties hidrazidas C₆H₇N3O
Pagaminta hidrolizuojant 4-cianopiridiną į izonikotino rūgštį, izonikotino rūgšties hidrazido (izoniazido) pirmtaką:
Ftivazidas(4-piridinkarboksirūgštis [(4-hidroksi-3-metoksifenil)metilen]hidrazidas) yra vaistas nuo tuberkuliozės, izonikotino rūgšties hidrazido (izoniazido) darinys. Šviesiai geltoni arba geltoni smulkiai kristaliniai milteliai su silpnu vanilino kvapu, be skonio. Labai mažai tirpsta vandenyje, mažai tirpsta etilo alkoholyje, lengvai tirpsta neorganinių rūgščių ir šarmų tirpaluose.
Ftivazidas yra hidrazonas ir gaunamas izoniazidui reaguojant su vanilinu. Izoniazidas gali būti pagamintas iš 4-cianopiridino arba izonikotino rūgšties. Gamybos iš izonikotino rūgšties metodas pateiktas diagramoje:
Pirmajame etape izonikotino rūgščiai reaguojant su tionilchloridu susidaro izonikotino rūgšties chloridas, kuris apdorojamas etanoliu ir natrio karbonatu, kad gautų izonikotino rūgšties etilo esterią. Etilo esteris yra hidrazinolizuojamas ir susidaro mizoniazidas. Paskutiniame etape izoniazidas reaguoja su vanilinu ir susidaro ftivazidas.
56.Piperidinas, pagrindinės savybės. 8-Hidroksichinolinas (oksinas) ir jo dariniai medicinoje.
Piperidinas(pentametileniminas) yra heksahidropiridinas, šešių narių prisotintas žiedas su vienu azoto atomu. Bespalvis skystis, turintis amoniako kvapą, maišomas su vandeniu, taip pat su dauguma organinių tirpiklių, sudarantis azeotropinį mišinį su vandeniu (35 % vandens masės, virimo temperatūra 92,8°C), kaip struktūrinis fragmentas įtrauktas į vaistus ir alkaloidai. Pavadinimas kilęs iš lotyniško juodųjų pipirų pavadinimo. Piper nigrum, nuo kurios jis pirmą kartą buvo izoliuotas. C5H11N
Pagal jų pačių cheminės savybės piperidinas yra tipiškas antrinis alifatinis aminas. Jis sudaro druskas su mineralinėmis rūgštimis, lengvai alkilinamas ir acilinamas prie azoto atomo, sudaro kompleksinius junginius su pereinamaisiais metalais (Cu, Ni ir kt.). Jis nitrozuojamas azoto rūgštimi, kad susidarytų N-nitrozopiperidinas; kai šarminėje aplinkoje veikia hipochloritai, susidaro atitinkamas N-chloraminas C 5 H 10 NCl,
Kai piperidinas virinamas su koncentruota vandenilio jodo rūgštimi, atsidaro redukcinis žiedas ir susidaro pentanas:
Po išsamaus metilinimo ir Hoffmanno skilimo susidaro penta-1,3-dienas.
Kaitinant sieros rūgštyje, esant vario arba sidabro druskoms, piperidinas dehidrogenizuojasi į piridiną.
8-hidroksichinolinas; 8-hidroksichinolinas; chinofenolis; oksinas
Taikoma analitinės chemijos srityje. Pradinis produktas fungicidams ir antiseptikams gaminti (jatrenas, kvinozolis, vioformas).
Paaiškėja šarminis 8-chinolino sulfonrūgšties lydymas, taip pat iš O-aminofenolis ir glicerolis, esant H2SO4.
Fizinės ir cheminės savybės. Šviesiai geltoni kristalai. T. ištirpsta. 75-76°, vir. p. 266,6 (752 mmHg). Sunku ištirpti vandenyje. Lakus su vandens garais. Nuspalvina vandeninį geležies chlorido tirpalą žalia spalva. Oksiduojasi iki chinolino rūgšties. Su metalais sudaro chelatus.
Toksiškas poveikis. Gyvūnai. Remiantis ūminiais eksperimentais, toksiškumas gyvūnams patenka į tokią tvarką: pelėms, žiurkėms, katėms, jūrų kiaulytės, triušiai. Pelėms 2 kartus per savaitę į makštį suleidus 0,1 ml 1% tirpalo (polietilenglikolyje), 7 iš 10 gyvūnų po 12–18 mėnesių išsivystė gimdos kaklelio ir makšties vėžys. Injekcija į skrandį sukėlė vėžį graužikams Šlapimo pūslė(Bouland ir kt.; Falk ir kt.).
Kai kurie 8-hidroksichinolino dariniai naudojami kaip fungicidai [pavyzdžiui, vario druska (C 9 H 6 ON) 2 Cu] ir amebicidiniai bei išoriniai antiseptikai (pvz., chinozolis, enteroseptolis, jatrenas).
Aromatiniai diazinų atstovai: pirimidinas, pirazinas, piridazinas. Pirimidinas ir jo hidroksi ir amino dariniai: uracilas, timinas, citozinas yra nukleozidų komponentai. Nukleino bazių laktamo-laktamo tautomerija.
Pirimidinas- bespalviai kristalai su būdingu kvapu. Pirimidino molekulinė masė yra 80,09 g/mol. Pirimidinas pasižymi silpnos dvirūgšties bazės savybėmis, nes azoto atomai gali pridėti protonų per donoro-akceptoriaus ryšius, taip įgydami teigiamą krūvį.
Pirimidino elektrofilinių pakeitimų reakcijų reaktyvumas sumažėja dėl elektronų tankio sumažėjimo 2, 4, 6 padėtyse dėl dviejų azoto atomų buvimo žiede. Taigi pirimidinas nėra nitrintas ir nėra sulfonintas, o druskos pavidalu yra bromintas 5 padėtyje.
Elektrofilinis pakeitimas tampa įmanomas tik esant elektronus dovanojantiems pakaitalams ir nukreipiamas į mažiausiai deaktyvuotą 5 padėtį.
Veikiamas alkilinimo agentų (alkilhalogenidų, trietiloksonio borofluorido), pirimidinas sudaro ketvirtines N-piridinio druskas, o veikiamas vandenilio peroksido ir perrūgštys sudaro N-oksidą.
Piridino reakcijas su azoto nukleofilais dažnai lydi žiedo atidarymas ir tolesnis perdirbimas: pavyzdžiui, atšiauriomis sąlygomis, reaguodamas su hidrazinu, pirimidinas sudaro pirazolą, kai reaguoja su metilaminu, 3-etil-5-metilpiridinu.
PIRAZINAS, jie sako m 80,1; bespalvis kristalai. Na sol. vandenyje. blogiau – etanolyje. dietilo eteris. Molekulė yra plokščia; ilgio C-C jungtys ir C-H yra artimi esantiems benzene. ilgio C-N jungtys 0,134 nm. pirazinas- heteroaromatinis junginys. Įeina į elektrochemines reakcijas. ir nukleofas. pakaitalai.. Oksidai lengvai patenka į elektrochemines reakcijas. pakaitalai ir yra naudojami skaidymo sintezei. dariniaipirazinas Taigi, POCl veiksmas 3 Pirazin-1-oksidas gamina 2-chlorpirazin-1-oksidą, kuris sąveikaujant. su dil. konvertuoti NaOH tirpalą c 2-hidroksipirazin-1-oksido; N-oksido grupė lengvai pašalinama Restauravimas.
PIRIDAZINAS(1,2-diazinas, ojazinas), mol. m 80,09; beszz. skystis. Sol. vandenyje. alkoholiai be.pelenų. dietilo eteris. ne sol. petroleteryje. Dariniai: hidrochloridas, lyd. 161-163 °C; pikratas. lyd.p. 170-175 0 C (su irimu); kompleksas su PtCl 4, lyd. 180 0 C. Molekulė piridazinas butas.
Uracilas(2,4-dioksopirimidinas) - pirimidino bazė, kuri yra ribonukleino rūgščių komponentas ir kurios paprastai nėra dezoksiribonukleino rūgštyse, yra nukleotido dalis. Kaip nukleino rūgščių dalis, jis gali papildomai prisijungti prie adenino, sudarydamas du vandenilio ryšius. Balti milteliai arba adatos pavidalo kristalai, tirpūs karštame vandenyje. Jis turi amfoterinių savybių ir gali tautomeriją.
Timinas (5-metiluracilas) yra pirimidino darinys, viena iš penkių azoto bazių. Esama visuose gyvuose organizmuose, kur kartu su dezoksiriboze yra timidino nukleozido dalis, kurią gali fosforilinti 1-3 fosforo rūgšties liekanos, kad susidarytų nukleotidai timidino mono-, di- arba trifosforo rūgštis (TMF, TDP ir TTP). ). Timino dezoksiribonukleotidai yra DNR dalis, o RNR vietoje yra uracilo ribonukleotidas. Timinas papildo adeniną, sudarydamas su juo 2 vandenilio ryšius. Timino bazės dažnai oksiduojasi į hidantoinus laikui bėgant po organizmo mirties.
Citozinas- azoto bazė, pirimidino darinys. Su riboze jis sudaro nukleozidą citidiną, kuris yra DNR ir RNR nukleotidų dalis. Replikacijos ir transkripcijos metu jis sudaro tris vandenilio ryšius su guaninu pagal komplementarumo principą. Bespalviai kristalai. Citozino tirpalas sugeria ultravioletinę šviesą: maksimali sugertis (λmax) 276 mmk (pH 1-3), 267 mmk (pH 7-10), 282 mmk (pH 14). Citozinas, cheminė formulė C 4 H 5 N 3 O, pasižymi bazinėmis savybėmis, reaguoja su šarmais ir rūgštimis, reaguoja su deaminuota azoto rūgštimi, virsta uracilu. Tirpsta vandenyje, mažai tirpsta eteryje, netirpsta alkoholyje. Kai citozino tirpalas šarminėje terpėje reaguoja su diazobenzensulfonrūgštimi, tirpalas pasidaro mėlynas.
Tautomerizmas yra pusiausvyros dinaminė izomerija. Jo esmė slypi abipusėje izomerų transformacijoje perkeliant bet kurią mobiliąją grupę ir atitinkamai perskirstant elektronų tankį.
Azoto turinčių heterociklų deguonies dariniai, priklausomai nuo sąlygų, gali egzistuoti įvairiomis tautomerinėmis formomis, transformuojasi vieni į kitus dėl laktimo-laktaminės tautomerijos. 
Purinas: aromatingumas. Purino hidroksi ir amino dariniai: hipoksantinas, ksantinas, šlapimo rūgštis, adeninas, guaninas. Laktimo-laktamo tautomerija. Rūgštinės šlapimo rūgšties savybės, jos druska (uratas). Metilinti ksantinai: kofeinas, teofilinas, teobrominas.
Purinas- paprasčiausias imidazopirimidinų atstovas. Bespalviai kristalai, lengvai tirpsta vandenyje, karštame etanolyje ir benzene, blogai tirpsta dietilo eteryje, acetone ir chloroforme. Purinas pasižymi amfoterinėmis savybėmis (pKa 2,39 ir 9,93), sudarydamas druskas su stipriomis mineralinėmis rūgštimis ir metalais (pakeičiamas imidazolo žiedo vandenilis).
Purinui būdinga prototropinė tautomerija ties imidazolo vandenilio atomu; vandeniniuose tirpaluose tautomerinėje pusiausvyroje yra 7H- ir 9H-tautomerų mišinys:
Purino acilinimas ir alkilinimas vyksta imidazolo azoto atomuose. Taigi, acilinant acto anhidridu, susidaro 7- ir 9-acetilpurinų mišinys, alkilinant purino sidabro druskos metilo jodidu arba dimetilsulfatu šarminėmis sąlygomis susidaro 9-metilpurinas, veikiant metilo jodido pertekliui. dimetilformamide sukelia kvaternizaciją ir susidaro 7,9-dimetilpurinio jodidas.
Purinas yra elektronų stokojanti heterociklinė sistema, todėl elektrofilinės pakeitimo reakcijos jai nėra būdingos. Veikiant vandenilio peroksidui, kaip ir piridinui, susidaro N-oksidai (1- ir 3-oksidų mišinys, veikiamas H 2 O 2 acto rūgšties anhidride).
Hipoksantinas (Anglųhipoksantinas ) - natūralus azoto bazės purino darinys. Kartais randama nukleorūgštyse, kur tRNR yra antikodone inozino nukleozido pavidalu. Jame yra tautomeras, vadinamas 6-oksopurinu. Hipoksantinas susidaro redukuojant ksantiną fermentui ksantino oksidoreduktazei.
Hipoksantino-guanino fosforiboziltransferazė paverčia hipoksantiną IMP.
Hipoksantinas taip pat yra savaiminio adenino deamininimo produktas; dėl to, kad hipoksantinas savo struktūra panaši į guaniną, toks deamininimas gali sukelti transkripcijos klaidų arba replikacija.
Ksantinas- purino bazė, esanti visuose kūno audiniuose. Bespalviai kristalai, gerai tirpūs šarmų ir rūgščių, formamido, karšto glicerino tirpaluose ir blogai tirpsta vandenyje, etanolyje ir eteryje. Ksantinui būdinga laktimo-laktamo tautomerija, o vandeniniuose tirpaluose jis egzistuoja tautomerinėje pusiausvyroje su dihidroksi forma (2,6-dihidroksipurinu), kurioje vyrauja diokso forma.
Ksantino imidazolo žiedas yra nukleofilinis: ksantinas halogeninamas, kad susidarytų 8-haloksantinai, azo-jungimasis su diazonio druskomis taip pat susidaro, kad susidarytų 8-azoksantinai, kurie vėliau gali būti redukuoti iki 8-aminoksantino arba hidrolizuoti iki šlapimo rūgšties.
Ksantinas pasižymi amfoterinėmis savybėmis, protonuojasi imidazolo azotu ir sudaro druskas su mineralinėmis rūgštimis (įskaitant gerai kristalizuojantį perchloratą) ir sudaro druskas su metalais, kurių katijonai pakeičia rūgštinius dihidroksilo formos hidroksilų vandenilio atomus (pavyzdžiui, netirpus sidabras). druska su Tollenso reagentu).
Šlapimo rūgštis- bespalviai kristalai, blogai tirpūs vandenyje, etanolyje, dietilo eteryje, tirpsta šarminiuose tirpaluose, karštoje sieros rūgštyje ir glicerine.
Šlapimo rūgštį atrado Karlas Scheele (1776) kaip šlapimo akmenų dalį ir pavadino akmens rūgštimi. rūgštinis litas, tada jis buvo rastas jo šlapime. Šlapimo rūgšties pavadinimą suteikė Fourcroy, jos elementinė kompozicijaįdiegė Liebig.
Tai dvibazinė rūgštis (pK 1 = 5,75, pK 2 = 10,3), sudaro rūgštines ir vidutines druskas – uratus.
Urats- rūgštus, labai tirpus natris ir kalio druskosšlapimo rūgštis. Žmogaus kūne akmenys gali nusėsti inkstuose ir šlapimo pūslėje, taip pat podagrinių nuosėdų pavidalu.
Kai organizmas yra persotintas uratų, jie kartu su šlapimo rūgštimi nusėda minkštuosiuose audiniuose ir susidaro podagriniai mazgeliai.
Vandeniniuose tirpaluose šlapimo rūgštis būna dviejų formų: laktamo (7,9-dihidro-1H-purino-2,6,8(3H)-triono) ir laktimo (2,6,8-trihidroksipurino), kuriame vyrauja laktamas. :
Jis lengvai alkilinamas pirmiausia N-9 padėtyje, po to N-3 ir N-1, veikiant POCl3 susidaro 2,6,8-trichlorpurinas.
Azoto rūgštis oksiduoja šlapimo rūgštį į aloksaną; veikiant kalio permanganatui neutralioje ir šarminėje aplinkoje arba vandenilio peroksidui, iš šlapimo rūgšties pirmiausia susidaro alantoinas, vėliau hidantoinas ir parabano rūgštis.
Adeninas- azoto bazė, purino amino darinys (6-aminopurinas). Sudaro du vandenilinius ryšius su suracilu ir timinu.Adeninas yra bespalviai kristalai, kurie lydosi 360-365 °C temperatūroje. Jam būdingas sugerties maksimumas (λ max) esant 266 mmk (pH 7) Cheminė formulė C 5 H 5 N 5, molekulinė masė 135,14 g/mol. Adeninas pasižymi pagrindinėmis savybėmis (pK a1 = 4,15; pK a2 = 9,8). Sąveikaujant su azoto rūgštimi, adeninas praranda amino grupę, virsdamas hipoksantinu (6-hidroksipurinu). Vandeniniuose tirpaluose jis kristalizuojasi į kristalinį hidratą su trimis vandens molekulėmis. Jis blogai tirpsta vandenyje, mažėjant vandens temperatūrai, adenino tirpumas jame mažėja. Blogai tirpsta alkoholyje, chloroforme ir eteryje. Tirpsta rūgštyse ir šarmuose.
Guaninas (Gua, Gua) - azotinė bazė, purino amino darinys (2-amino-6-oksopurinas), yra neatskiriama dalis nukleino rūgštys. DNR replikacijos ir transkripcijos metu sudaro tris vandenilinius ryšius su citozinu.Bespalviai amorfiniai kristaliniai milteliai. Lydymosi temperatūra 365 °C. Guanino tirpalas HCl fluorescuoja. Reaguoja su rūgštimis ir šarmais, sudarydamas druskas.
Kai guaninas yra veikiamas HNO2 (azoto rūgštimi), susidaro ksantinas.
Gerai tirpsta rūgštyse ir šarmuose, blogai tirpsta eteryje, alkoholyje, amoniake ir neutraliuose tirpaluose, netirpsta vandenyje. Tautomerizmas yra pusiausvyros dinaminė izomerija. Jo esmė slypi abipusėje izomerų transformacijoje perkeliant bet kurią mobiliąją grupę ir atitinkamai perskirstant elektronų tankį.
Laktaminė forma (okso forma arba NH forma) yra termodinamiškai stabilesnė nei laktimo forma.
Azoto turinčių heterociklų deguonies dariniai, priklausomai nuo sąlygų, gali egzistuoti įvairiomis tautomerinėmis formomis, transformuojasi vieni į kitus dėl laktimo-laktaminės tautomerijos. 
Kofeinas(taip pat mateinas, guaraninas) - purino serijos alkaloidas, bespalviai kartūs kristalai. Tai psichostimuliatorius, randamas kavoje, arbatoje ir daugelyje gaiviųjų gėrimų. Kofeino yra augaluose, tokiuose kaip kavamedis, arbata, kakava, mate, guarana, kola ir kai kurie kiti. Jį sintetina augalai, kad apsisaugotų nuo vabzdžių, mintančių lapus, stiebus ir grūdus, ir paskatintų apdulkintojus.
Gyvūnams ir žmonėms jis stimuliuoja centrinę nervų sistemą, didina širdies veiklą, greitina pulsą, susitraukia kraujagysles, padidina šlapinimąsi. Taip yra dėl to, kad kofeinas blokuoja fermentą fosfodiesterazę, kuri naikina cAMP, o tai lemia jo kaupimąsi ląstelėse. cAMP yra antrinis siųstuvas, per kurį realizuojamas įvairių fiziologiškai aktyvių medžiagų, pirmiausia adrenalino, poveikis.
Balti adatos formos kristalai, kartaus skonio, bekvapiai. Labai gerai tirpsta chloroforme, blogai tirpsta šaltame vandenyje (1:60), lengvai tirpsta karštame vandenyje (1:2), sunkiai tirpsta etanolyje (1:50).
Teofilinas(iš lat. Thea- arbatos krūmas ir graikiškas. filonas- lapai) - metilksantinas, purino darinys, augalinės kilmės heterociklinis alkaloidas 
Teobrominas(iš lotyniško kakavos pavadinimo - Theobroma kakavos) yra purino alkaloidas, izomerenteofilinas. Bespalviai kartaus skonio kristalai, netirpūs vandenyje. Teobrominas yra balti kristaliniai milteliai, šiek tiek kartaus skonio, toksiški, nesuyra ore ir 100 °C temperatūroje; 250 °C temperatūroje pradeda juoduoti ir sublimuojasi 290-295 °C temperatūroje; lydosi 329-330 °C temperatūroje. Netirpsta ligroine, mažai tirpsta vandenyje (1 dalis 17 °C temperatūroje 1600 dalių vandens) ir dar mažiau alkoholyje, eteryje, benzene ir chloroforme (20 °C temperatūroje 100 cm³ absoliutaus alkoholio ištirpsta 0,007 g teobromino; eteris - 0,004 g, benzenas - 0,0015 g, chloroformas - 0,025 g).
Kai teobrominas apdorojamas chloro vandeniu arba druskos rūgštimi ir Bertolo druska, gaunamas metilaloksanas, metilkarbamidas ir metilo parabano rūgštis; pastaruoju atveju – kartu su apoteobrominu.Chromo mišinys, taip pat stiprioji azoto rūgštis, išskiriama iš teobromino, pirmiausia amalo rūgšties, o vėliau anglies dioksido, metilamino ir metilparabano rūgšties:
C7H8N4O2 + 3H2O → CO2 + 2NH2 (CH3) + C4H4N2O4.
Kaitinamas stipria druskos rūgštimi arba barito vandeniu, teobrominas skyla į anglies dioksidą, amoniaką, metilaminą, sarkoziną ir skruzdžių rūgštį:
C 7 H 8 N 4 O 2 + 6H 2 O → 2CO 2 + 2NH3 + NH 2 (CH 3) + C 3 H 7 NO 2 + CH 2 O 2.
Veikiamas elektros srovės, teobrominas gamina medžiagą, kurios sudėtis yra C 6 H 8 N 2 O 8 (Rochleder ir Hlasiwetz).
Teobrominas gali būti paverstas kofeinu arba kaitinant iki 100 °C su metilo jodidu, šarminiu kaliu ir alkoholiu, arba nusodinant teobromino sidabro druską metilo jodidu.
59 Purino ir pirimidino nukleozidai. Struktūra; nomenklatūra. Ryšio tarp nukleino bazės ir angliavandenių liekanos pobūdis. Nukleotidai. Struktūra; nukleozidų monofosfatų nomenklatūra. Nukleozidų ciklofosfatai. Nukleozidiniai polifosfatai. Ryšys su hidrolize.
NUKLEOZIDAI, natūralūs. glikozidai, kurių molekulės susideda iš purino arba pirimidino bazės liekanos, per N atomą susietos su D-ribozės arba 2-deoksi-D-ribozės liekana furanozės pavidalu; platesne prasme – gamta. ir sintetinis junginiai, kurių molekulėse heterociklas per N arba C atomą yra prijungtas prie bet kurio monosacharido, kartais labai modifikuoto (žr. Mažieji nukleozidai). Priklausomai nuo monosacharido ir heterociklinių liekanų, įtrauktų į molekulę. bazės išskiria ribo- ir deoksiribonukleozidus, purino ir pirimidino nukleozidus. Kanoniniai nukleozidai (žr. pav.) – adenozinas (sutrumpintai kaip A), guanozinas (G), citidinas (C), jų 2"-deoksi analogai, taip pat timidinas (T) ir uridinas (U) yra nukleorūgščių komponentai. Gamtoje nukleozidai taip pat randami laisvoje būsenoje (daugiausia nukleozidinių antibiotikų pavidalu). pirimidino , turi pabaigą - in Nukleozidai, kurių sudėtyje yrapurino , turi pabaigą -ozinas Atkreipkite dėmesį į nukleozidų, turinčių timiną, nomenklatūrą. Timinas yra DNR pagrindas, o jei nukleozide yra dezoksiribozės, tai nukleozido pavadinimas (timidinas ) angliavandenių cheminės prigimties akcentuoti nereikia.Jei timinas siejamas su riboze, tai yra netipinė biologinė situacija, tai pavadinime nurodomas angliavandenio pavadinimas (timidino ribosidas arba timidino ribosidas Dažniausiai pasitaikantys nukleozidai Ryšio tipas -N-β-glikozidinis
Nikotino ir izonikotino rūgštis. Nikotino rūgšties amidas (vitaminas PP), izonikotino rūgšties hidrazidas (izoniazidas), ftivazidas.
Nikotino rūgštis(niacinas, vitaminas PP, vitaminas B3) – vitaminas, dalyvaujantis daugelyje gyvų ląstelių oksidacinių reakcijų, vaistas.
Balti kristaliniai milteliai, bekvapiai, šiek tiek rūgštaus skonio. Sunkiai tirpsta šaltame vandenyje (1:70), geriau karštame (1:15), mažai tirpsta etanolyje, labai mažai tirpsta eteryje.
Sudėtyje yra ruginėje duonoje, ananasuose, burokėliuose, grikiuose, pupelėse, mėsoje, grybuose, kepenyse, inkstuose. Maisto pramonėje jis naudojamas kaip maisto priedai E375(Rusijoje nuo 2008 m. rugpjūčio 1 d. jis išbrauktas iš leidžiamų priedų sąrašo).
Hipovitaminozė RR sukelia pellagrą – ligą, kurios simptomai yra dermatitas, viduriavimas ir demencija.
Sintezė ir savybės
Šiuolaikiniai tiek laboratoriniai, tiek pramoniniai nikotino rūgšties sintezės metodai taip pat yra pagrįsti piridino darinių oksidavimu. Taigi, nikotino rūgštis gali būti susintetinta oksiduojant β-pikoliną (3-metilpiridiną):
arba chinoliną oksiduojant į piridin-2,3-dikarboksirūgštį, po to dekarboksilinant:
Panašiai nikotino rūgštis sintetinama dekarboksilinant piridin-2,5-dikarboksirūgštį, gautą oksiduojant 2-metil-5-etilpiridiną. Pati nikotino rūgštis dekarboksilinama aukštesnėje nei 260 °C temperatūroje.
Nikotino rūgštis sudaro druskas su rūgštimis ir bazėmis; sidabro ir vario (II) nikotinatai netirpsta vandenyje; gravimetrinis nikotino rūgšties nustatymo metodas pagrįstas vario nikotinato nusodinimu iš tirpalo.
Nikotino rūgštis lengvai alkiluojasi ties piridino azoto atomu, todėl susidaro vidinės ketvirtinės druskos – betainai, kurių dalis yra augaluose. Taigi trigonelino – N-metilnikotino rūgšties betaino – randama ožragės, žirnių, kavos ir daugelio kitų augalų sėklose.
Nikotino rūgšties reakcijos karboksilo grupėje būdingos karboksirūgštims: susidaro rūgščių halogenidai, esteriai, amidai ir kt. Nikotino rūgšties amidas yra kodohidrogenazių kofaktoriaus dalis, daugelis nikotino rūgšties amidų buvo panaudoti kaip vaistai (niketamidas). , nikodinas).
IZONIKOTINO RŪGŠTIS
pasirinkite pirmą straipsnio pavadinime raidę: A B C D E F G H I K L M N O P R S T U V
Izonikotino rūgštis(4-piridinkarboksirūgštis, g-piridinkarboksirūgštis), mol. m 123,11; bespalvis kristalai. lyd.p. 323-5 °C (su irimu) sandariame kapiliare, bp. 260°C/15 mm Hg. (su didingu); sol. šaltame (1:100) ir verdančiame (1:50) vandenyje, o ne tirpale. dietilo eteryje. etanolis. acetonas. R K a 25 °C temperatūroje vandenyje 1,70 (protonų pridėjimas) ir 4,89 (protono pašalinimas).
Sudaro vario druską, kuri blogai tirpsta karštame vandenyje. Kai bendrauja su alkilhalogenidais šarminėje aplinkoje sudaro betainus. Karboksilo grupėje izonikotino rūgštis suteikia anhidridą, rūgščių halogenidus ir esterius. amidai ir kt. Panašiai kaip ir kiti piridino dariniai, nukleofilai lengvai reaguoja. pakaitalai. Pramonėje izonikotino rūgštis gaunama pusiau oksiduojant HNO 3 Kam.-Ug g-pikolininės frakcijos metilolio darinius. derva, kurioje yra g-pikolino. Lab. sintezės metodai: 1) piridino dikarboksilo ir piridino trikarboksilo rūgščių dekarboksilinimas; 2) 2,6-dihalogenizonikotino rūgščių, gautų iš citrinos rūgšties, redukavimas per 2,6-dihidroksiizonikotino rūgštį. Izonikotino rūgščiai nustatyti naudojami šarminiai metodai. izonikotino rūgšties vario druskos titravimas arba nusodinimas jodometru. nustatant nusodinančio reagento perteklių. Izonikotino rūgštis – tarpinė. produktas sintezuojant daugybę izonikotino rūgšties hidrazido grupės vaistų nuo tuberkuliozės (izoniazido, ftivazido, metazido ir kt.), antidepresantų - monoaminooksidazės inhibitorių, tokių kaip nialamidas, chinuklidino vaistai. Trečiadienis (fenkarolis, oksilidinas, aceklidinas ir kt.)
Vitaminas PP (nikotinamidas, nikotino rūgštis)
CHEMINĖS IR FIZIKINĖS SAVYBĖS
Nikotino rūgštis C 6 H 5 NO 2 yra β-piridino karboksirūgštis. Chemiškai gryna forma tai bespalviai, adatos formos kristalai, lengvai tirpūs vandenyje ir alkoholyje. Nikotino rūgštis yra termostabili ir išlaiko savo biologinį aktyvumą verdant ir autoklave. Atsparus šviesai, oro deguoniui ir šarmams. Nikotino rūgšties amidas C 6 H 6 N 2 O turi tas pačias biologines savybes kaip ir nikotino rūgštis. Žmogaus ir gyvūnų organizme nikotino rūgštis virsta nikotino rūgšties amidu ir tokia forma yra kūno audinių dalis.
Nikotino rūgštį galima gauti iš nikotino, esančio tabake, oksiduojant jį azoto rūgštimi arba kalio permanganatu.
Žmogaus organizme nikotinas nevirsta nikotino rūgštimi, nikotinas neturi vitamino savybių.
Vitaminas PP pavadintas dviem lotyniškomis raidėmis P dėl savo gebėjimo užkirsti kelią pellagros vystymuisi. Prevencinė pellagra reiškia „užkirsti kelią pellagrai“. Žodis "pelagra" kilęs iš italų kalbos žodžių pelle agra, išvertus į rusų kalbą kaip šiurkšti oda, kuri apibūdina vieną iš šios ligos simptomų.
Izoniazidas(tubazidas) - vaistas, vaistas nuo tuberkuliozės (ATD), izonikotino rūgšties hidrazidas (GINK). Skirtas visų lokalizacijos formų tuberkuliozės gydymui. Pavojinga šunims, turintiems padidėjęs jautrumas prie vaisto.
Izonikotino rūgšties hidrazidas C₆H₇N3O
Pagaminta hidrolizuojant 4-cianopiridiną į izonikotino rūgštį, izonikotino rūgšties hidrazido (izoniazido) pirmtaką:
Ftivazidas(4-piridinkarboksirūgštis [(4-hidroksi-3-metoksifenil)metilen]hidrazidas) yra vaistas nuo tuberkuliozės, izonikotino rūgšties hidrazido (izoniazido) darinys. Šviesiai geltoni arba geltoni smulkiai kristaliniai milteliai su silpnu vanilino kvapu, be skonio. Labai mažai tirpsta vandenyje, mažai tirpsta etilo alkoholyje, lengvai tirpsta neorganinių rūgščių ir šarmų tirpaluose.
Ftivazidas yra hidrazonas ir gaunamas izoniazidui reaguojant su vanilinu. Izoniazidas gali būti pagamintas iš 4-cianopiridino arba izonikotino rūgšties. Gamybos iš izonikotino rūgšties metodas pateiktas diagramoje:
Kuri yra silpna bazė ir suteikia druskas su stipriomis mineralinėmis rūgštimis, lengvai formuojančias dvigubas druskas ir kompleksinius junginius.
Cheminė formulė : C5H5N.
Fizinės savybės.
Piridinas yra bespalvis skystis su aštriu nemalonus kvapas; maišosi su vandeniu ir organiniais tirpikliais.
Molinė masė = 79,101 g/mol.
Tankis = 0,9819 g/cm³.
Lydymosi temperatūra = –41,6 °C.
Virimo temperatūra = 115,2 °C.
Kvitas.
Pagrindinis piridino gamybos šaltinis yra akmens anglių derva, kurioje yra iki 0,08 % piridino. Kai derva distiliuojama, piridinas sukoncentruojamas į frakciją, vadinamą šviesia alyva. Iš šviesios alyvos piridinų (piridino bazių) mišinys ekstrahuojamas praskiesta sieros rūgštimi, išskiriamas šarmais ir distiliuojamas.
Cheminės savybės.
Piridinas pasižymi tretiniams aminams būdingomis savybėmis: jis sudaro N-oksidus, N-alkilpiridinio druskas ir gali veikti kaip sigma donoro ligandas.
Tuo pačiu metu piridinas turi akivaizdžių aromatinių savybių. Tačiau azoto atomo buvimas konjugacijos žiede sukelia rimtą elektronų tankio persiskirstymą, dėl kurio smarkiai sumažėja piridino aktyvumas elektrofilinėse aromatinėse pakaitų reakcijose, palyginti su benzenu. Tokiose reakcijose daugiausia reaguoja žiedo meta padėtys.
Piridinui būdingos aromatinės nukleofilinės pakeitimo reakcijos, kurios vyksta daugiausia žiedo meta padėtyse. Šis reaktyvumas rodo piridino žiedo elektronų trūkumą, kurį galima apibendrinti taip: nykščio taisyklė: Piridino, kaip aromatinio junginio, reaktyvumas yra maždaug toks pat kaip nitrobenzeno.
1. Pagrindinės savybės.
Piridinas yra silpna bazė.
Jo vandeninis tirpalas nusidažo lakmuso mėlyna spalva:
Kai piridinas reaguoja su stipriomis rūgštimis, susidaro piridinio druskos:
2. Aromatinės savybės.
Kaip ir benzene, piridine vyksta elektrofilinės pakeitimo reakcijos, tačiau jo aktyvumas šiose reakcijose yra mažesnis nei benzeno dėl didelio azoto atomo elektronegatyvumo.
Piridinas nitrinamas 300 °C temperatūroje su maža išeiga:
Azoto atomas elektrofilinėse pakeitimo reakcijose elgiasi kaip 2-osios rūšies pakaitas, todėl elektrofilinis pakaitalas vyksta meta padėtyje.
Skirtingai nuo benzeno, piridinas gali atlikti nukleofilines pakeitimo reakcijas, nes azoto atomas elektronų tankį ima iš aromatinės sistemos, o orto-para padėtys azoto atomo atžvilgiu yra išeikvotos elektronų.
Taigi piridinas gali reaguoti su natrio amidu, sudarydamas orto- ir para-aminopiridinų mišinį (Chichibabin reakcija):
3. Hidrinant piridiną susidaro piperidinas, kuris yra ciklinis antrinis aminas ir yra daug stipresnė bazė nei piridinas:
4. Piridino homologai turi panašių savybių kaip benzeno homologai.
Taigi, kai šoninės grandinės yra oksiduotos, atitinkamos karboksirūgštys :
Piridinas medicinoje nenaudojamas dėl didelio toksiškumo, nors turi stiprų baktericidinį poveikį. Tačiau pristatant įvairius funkcines grupes gali būti sumažintas jo toksiškumas. Tai buvo daugelio vertingų jo darinių sintezės pagrindas vaistaiįvairus terapinis poveikis.
Nikotino rūgštį jodometriškai galima nustatyti nusodinus vario nikotinatą:
Baltarusijos Respublikos valstybinio fondo duomenimis:
KIEKIS
0,250 g tiriamojo mėginio ištirpinama 50 ml vandens R ir titruojama 0,1 M natrio hidroksido tirpalu, kol pasidaro rausva spalva, kaip indikatorių naudojant 0,25 ml fenolftaleino tirpalo R.
Tuo pačiu metu atliekamas kontrolinis eksperimentas: 1 ml 0,1 M natrio hidroksido tirpalo atitinka 12,31 mg C 6 H 5 NO 2.
Sandėliavimas .
Sąrašas B. Milteliai – gerai uždarytoje talpyklėje, apsaugotoje nuo šviesos; tabletės ir ampulės – nuo šviesos apsaugotoje vietoje.
Nikotinamidas(nikotinamidas)
Nikotinamidas yra piridino darinys.
Cheminė formulė: C6H6N2O.
Fizinės savybės.
Nikotinamidas yra balti arba beveik balti kristaliniai milteliai arba bespalviai kristalai, turintys labai silpną kvapą ir kartaus skonio. Lengvai tirpsta vandenyje ir etanolyje.
Molinė masė = 122,13 g/mol.
Kvitas.
Nikotinamido gavimo būdas hidrolizuojant nikotinonitrilą, esant natrio hidroksidui. Nikotinamido išeiga 58 %
Yra žinomas nikotinamido gavimo iš nikotinonitrilo būdas, kaitinant atskiestame vandeniniame amoniako tirpale esant slėgiui. Šiuo atveju, be nikotinamido, susidaro nikotino rūgšties druskos, dėl kurių prarandami reakcijos produktai ir reikia juos atskirti (išeiga 75%).
Pasiūlytas nikotinamido gamybos iš nikotinitrilo metodas, naudojant vandenyje netirpią katalizatorių – sintetinę dervą AB-17. Virinant nikotinenitrilą vandeninis tirpalas jis paverčiamas nikotinamidu dideliu derliumi (97%).
Kokybinė analizė.
Nikotinamido skilimo reakcijos vyksta kaitinant kristaliniu natrio karbonatu. Susidaro piridinas, kurį galima lengvai atpažinti iš būdingo kvapo:
Šiai grupei taip pat priskiriamos nikotinamido skilimo reakcijos, kurios atsiranda kaitinant šarminių metalų hidroksidų tirpaluose. Nikotinamidas skyla ir susidaro amoniakas, kurį galima aptikti pagal kvapą arba šlapio raudono lakmuso popieriaus mėlynumą:
Baltarusijos Respublikos valstybinio fondo duomenimis:
AUTENTIŠKUMAS (IDENTIFIKACIJA)
Pirmasis atpažinimas: A, B.
Antrasis identifikavimas: A, C, D.
A. Lydymosi temperatūra (2.2.14): nuo 128°C iki 131°C.
B. Absorbcijos spektrofotometrija infraraudonųjų spindulių srityje (2.2.24).
Palyginimas: Nikotinamido FSO # arba spektras, parodytas paveikslėlyje.
C. 0,1 g bandinio užvirinama su 1 ml praskiesto natrio hidroksido tirpalo R. Išsiskiria amoniako garai.
D. 2 ml tirpalo S (2,5 g tiriamojo mėginio ištirpinama vandenyje R be anglies dioksido ir tuo pačiu tirpikliu praskiedžiama iki 50 ml), praskiedžiama vandeniu R iki 100 ml. Į 2 ml gauto tirpalo įpilama 2 ml cianobromido R tirpalo, 3 ml 25 g/l anilino R tirpalo ir suplakama. Pasirodo geltona spalva.
Kiekybinė analizė.
Nikotinamido kiekis nustatomas titruojant nevandeniniu būdu. Pagrindinės savybės sustiprinamos ištirpinant acto anhidride, o po to titruojant 0,1 M perchlorato rūgšties tirpalu (kristalinės violetinės spalvos indikatorius):
Nikotinamido reakcija su šarmu gali būti naudojama kiekybiniam nikotinamido nustatymui vaiste. Išsiskyręs amoniakas distiliuojamas į imtuvą, kuriame yra tam tikras tūris titruoto rūgšties tirpalo.
Rūgšties perteklius titruojamas šarmu:
NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
Baltarusijos Respublikos valstybinio fondo duomenimis:
KIEKIS
0,250 g tiriamojo mėginio ištirpinama 20 ml bevandenio acto rūgšties anhidrido R, jei reikia, pakaitinama, įpilama 5 ml acto rūgšties anhidrido R ir titruojama 0,1 M perchloro rūgštimi, kol spalva pasikeičia į žalsvai mėlyną, naudojant krištolinis violetinis R kaip indikatorius.
1 ml 0,1 M perchlorato rūgšties tirpalo atitinka 12,21 mg C 6 H 6 N 2 O.
Sandėliavimas .
Sąrašas B. Sandariai uždarytoje talpykloje, apsaugotoje nuo šviesos; ampulės – nuo šviesos apsaugotoje vietoje.
Antipellaginio vitamino istorija yra bene viena įspūdingiausių ir sudėtingiausių. Dar 1867 metais Huberis pirmą kartą gavo nikotino rūgštį oksiduodamas nikotiną chromo rūgštimi, tačiau tik 1937 metais buvo įrodyta, kad tai vitaminas PP. 1873 metais Weidelis. gauta nikotino rūgštis oksiduojant nikotiną azoto rūgštimi, o 1879 m. oksiduojant beta-pikoliną. Jis taip pat pasiūlė jo pavadinimą. Tuo pačiu metu, 1879 m., Rusijos organinis chemikas A. N. Vyshnegradsky susintetino nikotino rūgštį iš 3-etilpiridino. 1877 metais Laiblinas nikotino rūgštį gavo oksiduodamas nikotiną permanganatu. 1912 metais Suzuki, Shimamura ir Odake išskyrė nikotino rūgštį iš ryžių sėlenų, o 1913 m., nepriklausomai nuo jų, Funk išskyrė ją iš ryžių sėlenų ir mielių. Tačiau izoliuota kristalinė medžiaga neapsaugo ir neišgydė avitaminozės.
1926 m. Vickery vėl išskyrė nikotino rūgštį iš mielių. Tačiau nė vienas iš išvardytų mokslininkų neįtarė, kad ši medžiaga yra tikras antipellaginis veiksnys. Tai dar labiau stebina, nes maždaug tuo pačiu metu amerikiečių gydytojas Goldbergeris pagrindine pellagros priežastimi nustatė naujo, iki šiol nežinomo faktoriaus PP (pellagros prevencijos) trūkumą žmonių mityboje. Jis bandė padaryti, kad žiurkėms trūktų šios medžiagos. Tačiau vėliau buvo nustatyta, kad trikdžių, kuriuos jis patyrė eksperimento metu, priežastis buvo vitamino B6 trūkumas.
1935 metais V.V.Efremovas parodė, kad vitaminas B6 neišgydo eksperimentinės pellagros šunims.
1936 m. Koehnas ir Elvehjemas nustatė, kad kepenų ekstraktas neapsaugo nuo šunų pellagros ar pellagros ir jų neišgydo žmonėms.
1936 m. jie gavo aktyvią kepenų ekstrakto frakciją, iš kurios 64 mg išgydė šunų pellagrą. Iš šios frakcijos 1937 m. Strong ir Woolley gavo kristalinę medžiagą, kuri pasirodė esanti nikotino rūgštis.
1937 m. Elvehjem ir bendraautoriai, atlikdami eksperimentus su šunimis, kurių metu buvo atkurta eksperimentinė pellagra, nustatė, kad nikotino rūgštis gydo šią ligą. 1937 m. nikotino rūgštis buvo sėkmingai panaudota žmogaus pellagrai.
1938 metais V.V.Efremovas pirmą kartą SSRS nikotino rūgštimi išgydė sunkią pellagrą su psichoze.
Ieškodami pellagros etiologijos, Goldbergeris ir Tanneris 1922 m. iškėlė hipotezę, kad šios ligos priežastis gali būti tam tikrų aminorūgščių, būtent triptofano, trūkumas, kuris vėliau buvo patvirtintas.
Warburg ir Christian 1934 m. pirmą kartą parodė nikotino rūgšties svarbą biocheminėse reakcijose. Jie išskyrė nikotino rūgšties amidą iš kodehidrazės II (NADP) ir nustatė jo kaip vandenilio perdavimo kofermento sudedamosios dalies funkciją. Beveik tuo pačiu metu, 1935 m., Euleris ir kt. išskyrė medžiagą iš kodehidrazės I (NAD), kuri taip pat buvo identifikuota su nikotino rūgšties amidu. Didelis biologinė reikšmė nikotino rūgštis tada buvo nustatyta atlikus daugybę tyrimų, rodančių, kad ši medžiaga yra svarbus veiksnys kai kuriems mikroorganizmams.
Cheminės ir fizinės vitamino PP savybės
Nikotino rūgštis gana lengvai išskiriama iš daugumos natūralių produktų. Tai balta, adatos formos, bekvapė, rūgštaus skonio kristalinė medžiaga, kurios lydymosi temperatūra 234-237°. Jo molekulinė masė yra 123,11. Vienas gramas nikotino rūgšties tirpsta 60 ml vandens ir 80 ml etilo alkoholis esant 25°. Jis netirpus eteryje, bet tirpsta vandeniniuose šarminių hidroksidų ir karbonatų tirpaluose. Nikotino rūgštis nėra higroskopinė, labai stabili sausoje formoje. Jo tirpalai gali atlaikyti autoklavavimą 120° temperatūroje 20 minučių be sunaikinimo. Jis gerai toleruoja virimą 1 N. ir 2 n. mineralinių rūgščių ir šarmų tirpalai. Nikotino rūgštis turi ultravioletinių spindulių sugerties spektrą, kurio didžiausias yra 260–260,5 nm. Yra tiesinis ryšys tarp nikotino rūgšties absorbcijos koeficientų ir jos koncentracijos.
Pagal savo cheminę struktūrą nikotino rūgštis yra beta-piridinkarboksirūgštis arba piridino-3-karboksirūgštis. Nikotinamidas yra balti, bekvapiai, kartaus sūrumo skonio kristaliniai milteliai. Jis lydosi 129-131 ° temperatūroje, o jo molekulinė masė yra 122,12. Vienas gramas ištirpinamas 1 ml vandens ir 1,5 ml 95% etilo alkoholio. Jis tirpsta acetone, amilo alkoholyje, etilenglikolyje, chloroforme, butanolyje ir šiek tiek tirpsta eteryje ir benzine. Nikotinamidas smarkiai padidina riboflavino tirpumą. Išdžiūvęs jis labai stabilus žemesnėje nei 50° temperatūroje. Vandeniniame tirpale jis gali būti autoklavuojamas 120° temperatūroje 20 minučių be matomo aktyvumo praradimo. Veikiamas rūgščių ir šarmų, jis virsta nikotino rūgštimi.
Nikotinamido sugerties maksimumas yra 260-261,5 nm. Pagal savo cheminę struktūrą tai yra beta-piridinkarboksirūgšties arba piridino-3-karboksirūgšties amidas.
Nikotino rūgštis gali būti gaunama iš nikotino, iš beta-pikolino, chinolino, piridino ir kt. Nikotinamido galima gauti iš nikotino rūgšties, jos esterių ir iš 3-ciano-piridino. Vienas iš svarbiausių nikotino rūgšties analogų yra 3-acetilpiridinas, kuris naudojamas eksperimentuose su gyvūnais nikotino rūgšties trūkumui atkurti, kaip ir kitas analogas – 6-aminonikotinamidas. 3-Acetilpiridinas beveik neturi įtakos sveiki šunys, nes tik nedidelė jo dalis organizme paverčiama nikotino rūgštimi, o didžioji dalis išsiskiria su šlapimu nikotinato ir kitų junginių pavidalu. Kai jis buvo naudojamas eksperimentams su pelėmis po 3 mg per parą, nikotino rūgšties trūkumo simptomai pasireiškė po 3-4 dienų.
3-acetilpiridino LD50 toksiškumas pelėms yra 300-350 mg/kg, o žiurkėms - 80 mg/kg. 6-aminonikotinamido (LD50 pelėms 35 mg/kg) toksiškumas yra žymiai didesnis nei 3-acetilpiridino. Vartojant 2 mg/kg dozę, 50 % gyvūnų mirė po 11 dienų.
Izonikotino rūgšties hidrazidas (izonikotinilhidrazidas, izoniazidas) slopina Mycobacterium tuberculosis augimą, kurios, kai izoniazido koncentracija terpėje yra 0,1 μg/ml, netenka apie 50 % NAD. Remiantis tuo, jis sėkmingai naudojamas kaip priemonė dėl tuberkuliozės.
Vitamino PP pasiskirstymas gamtoje
Nikotino rūgštis gana plačiai paplitusi augaliniuose ir ypač gyvūniniuose produktuose, kuriuose nikotino rūgšties yra daug daugiau. Iš augalinių produktų turtingiausios yra sausos alaus mielės (40 mg%) ir kepimo presinės mielės (28 mg%). Nemažai nikotino rūgšties randama grūdiniuose produktuose. Pavyzdžiui, kviečiuose yra daugiau kaip 5 mg%.
Nikotino rūgšties pasiskirstymas kviečių grūduose yra maždaug toks pat kaip tiamino. Jo daugiausia yra išoriniame endospermo sluoksnyje, gemaluose ir sėlenose, tačiau sėlenose yra daugiau nikotino rūgšties ir mažiau tiamino nei gemaluose. Tapetų miltuose yra visa nikotino rūgštis, o iš jos pagamintoje duonoje – 3,5 mg%, I klasės miltuose – 1 mg%, o iš jų pagamintoje duonoje – 0,7 mg%. Rugiai yra žymiai skurdesni už kviečius pagal vitaminą PP – 1,1 mg%. IN ruginiai miltai yra 1 mg%, o ruginėje duonoje – 0,45 mg% nikotino rūgšties. Kukurūzuose yra apie 2 mg%.
Iš grūdinių kultūrų nikotino rūgšties turtingiausi yra grikiai (virš 4 mg%), vėliau soros (virš 2 mg%), miežiai (2 mg%), avižiniai dribsniai (1,6 mg%), perlinės kruopos (1,5 mg%), poliruoti. ryžiai (1,6 mg%), manų kruopos – 0,9 mg%.
Kukurūzuose, kaip ir daugumoje kitų grūdinių kultūrų, 95–98% nikotino rūgšties yra surištos, organizmo nevirškinamos, formos – sudėtingos struktūros esteris (niacitinas). Jis visiškai išsiskiria tik po šarminės hidrolizės. Nikotino rūgštis, išsiskirianti šarminės hidrolizės būdu, lengvai pasisavinama gyvūnų ir žmonių organizme. Be to, grūdinėse kultūrose, tokiose kaip kukurūzai, labai trūksta triptofano. Į tai reikia atsižvelgti vertinant niacino kiekį dietoje.
Be kitų augalinių maisto produktų, geri šaltiniai yra ankštiniai augalai, kuriuose nikotino rūgštis yra virškinama forma: žaliasis žirnis, lęšiai, pupelės, sojos pupelės (2 - 2,5 mg%). Geras nikotino rūgšties šaltinis yra kavos pupelės, kurių yra nuo 2 iki 10 mg%, priklausomai nuo veislės ir skrudinimo. Žemės riešutuose labai daug nikotino rūgšties (10 – 16 mg%), vėliau – špinatuose, pomidoruose, kopūstuose, rūtuose, baklažanuose (0,5 – 0,7 mg%). Bulvėse yra 0,9 mg% (virtos 0,5 mg%), morkos - 1 mg%, saldžiosios paprikos - 0,9 mg°/0, ropės - 0,8 mg%, raudonieji burokėliai - 1,6 mg%, švieži grybai- 6 mg%, džiovintuose - iki 60 mg%.
Gyvulinės kilmės produktuose labai daug nikotino rūgšties, išskyrus kiaušinius (0,2 mg%) ir pieną (apie 0,1 mg%). Taigi paukštienoje yra 6-8 mg%, avienoje -5,8 mg%, jautienos -4 mg%, veršienos - virš 6 mg%, kiaulienos - apie 3 mg%, kepenyse - 15-16 mg%, inkstuose -12 -15 mg. %, širdis -6 - 8 mg%. Žuvyje nikotino rūgšties yra mažiau nei gyvulių mėsoje. Šviežioje žuvyje nikotino rūgšties yra vidutiniškai apie 3 mg%, šaldytoje menkėje - apie 2 mg%, lydekoje - 3,5 mg%, lydekoje - 1,8 mg%.
Gyvūnų audiniuose beveik visa nikotino rūgštis yra amido pavidalu, prijungta prie nukleotidų NAD ir NADP. Produktuose augalinės kilmės Nikotinamido kiekis svyruoja nuo 7% (geltonieji kukurūzai) iki 70% (bulvės), skaičiuojant nuo bendro niacino kiekio. Daugumoje augalinės kilmės produktų nikotino rūgštis daugiausia pasiskirsto išoriniuose apvalkaluose. Pavyzdžiui, kviečių sėlenose yra 330 mcg 1 g, aukščiausios kokybės kvietinių miltų - 12 mcg, nesmulkintų kviečių - 70 mcg, poliruotų ryžių - 0,9 mcg, nepoliruotų ryžių - 6,9 mcg, ryžių sėlenose - 96,6 mcg ir tt d.
Nikotino rūgštis yra vienas stabiliausių vitaminų saugojimo ir virimo požiūriu. Taip pat labai atsparus konservavimo procesams. 2 metus laikytuose konservuose jo nuostoliai neviršija 15 proc. Šaldymo ar džiovinimo metu praktiškai nėra nuostolių. Įprasti maisto gaminimo būdai praranda 15–20 % aktyvumo. Taikant kai kuriuos gaminimo būdus nuostoliai siekia iki 50%. Dirvožemio sudėtis gali turėti įtakos niacino kiekiui augaluose. Sumažėjus pagrindinių jonų kiekiui maistiniuose tirpaluose, sumažėjo niacino kiekis avižose. Dirvą tręšiant kalkėmis arba įpilant nitratų, kviečiuose padidėjo nikotino rūgšties kiekis.
Vitamino PP nustatymo metodai
Cheminis metodas Apibrėžimas pagrįstas reakcijos su bromo cianidu, o vėliau su aromatiniu aminu, naudojimu. Gautas spalvotas junginys matuojamas fotometriškai. Reakcija vyksta dviem etapais: gaunamas piridino darinys reaguojant nikotino rūgščiai su bromo cianidu ir spalvotas dialdehido junginys, reaguojant su aromatiniu aminu.
Nikotino rūgštis taip pat nustatoma mikrobiologiniais metodais, dažniausiai naudojant Lactobacillus arabinosus kultūrą ir po to tirbidimetrinį nustatymą, taip pat pirmuonį Tetrahymena pyroformis. Nei niacinas, nei nikotinamidas savaime nefluorescuoja, bet gali virsti fluorescenciniais junginiais. Tokie metodai plačiai naudojami nustatant nikotinamido kofermentines formas – NAD ir NADP. Pagrindinis nikotino rūgšties metabolizmo produktas Nl-metilnikotinamidas taip pat nustatomas fluorimetriniu metodu. Įvairiose mainų reakcijose, susijusiose su vandenilio pernešimu, piridino nukleotidai, būdami specifinių dehidrogenazių kofermentai, veikia tiek oksiduota, tiek redukuota forma.
Sumažintoje formoje absorbcijos spektro maksimumas yra ultravioletinėje srityje, esant 340 nm. Sumažinti piridino nukleotidai fluorescuoja, kai jie yra apšvitinti ultravioletiniais spinduliais. Taigi NADP-H turi du absorbcijos spektro maksimumus ties 260 ir 340 nm ir vieną fluorescencijos spektro maksimumą ties 457 nm. Buvo pastebėtas lygiagretumas tarp fluorescencijos buvimo ir sumažinto kofermento biologinio aktyvumo.
Labiausiai paplitę, greiti, jautrūs ir paprastas metodas nikotino rūgšties metabolitų nustatymas yra Nl-metilnikotinamido nustatymas šlapime. Šis metodas pagrįstas Nl-metilnikotinamido kondensacijos reakcija su acetonu, esant šarmams, pereinant į fluorescencinį darinį. Tokiu būdu 1 ml praskiesto šlapimo galima nustatyti 0,3 μg. Kitas metabolitas, išsiskiriantis su šlapimu, 6-piridono Nl-metilnikotinamidas, taip pat nustatomas fluorometriškai.
NAD ir NADP kiekis eritrocituose taip pat nustatomas fluorimetriškai, remiantis siūlomu jų nustatymo šlapime metodu. Šiuo tikslu kraujo baltymai nusodinami trichloracto rūgštimi. Tada kondensacija vyksta su acetonu, esant šarmui, ir susidaro fluorescencinis junginys, kurio kiekis įvertinamas. Taip pat nustatomas NAD ir NADP kiekis audiniuose.
Vitamino PP metabolizmas organizme
Į organizmą patekusios nikotino rūgšties likimas priklauso nuo maisto rūšies ir jame esančių produktų. Kaip minėta pirmiau, nikotino rūgštis, randama daugelyje grūdų produktų esterio – niacitino – pavidalu, 95–96 % nepasisavinama žmonių, šunų ir žiurkių organizme, o niacino, randamo gyvūniniuose ir ankštiniuose produktuose, yra visiškai jų absorbuojamas.
Žmogaus, šuns ir kiaulės organizmas nepajėgia susintetinti nikotino rūgšties tiek, kiek reikia organizmo poreikiui patenkinti, todėl nuolat turi jos gauti su maistu. Kai kurie žinduoliai, pavyzdžiui, žiurkės, arkliai, karvės ir avys, gali sintetinti niaciną.
Nikotino rūgšties šaltinis yra triptofanas. Nuo 1945 metų nemažai darbų aprašo atskirus nikotino rūgšties sintezės iš triptofano žinduolių organizme stadijas.Yra du endogeninės niacino sintezės būdai gyvūnų organizme: mikrobų sintezė žarnyne ir biosintezė audiniuose. Pagrindinė L-triptofano transformacija vyksta jo pirolio žiedo skilimo keliu, veikiant triptofano pirolazei, susidarant formilkinureninui, iš kurio susidaro kinureninas ir 3-hidroksikinureninas, kurie yra vieni iš pagrindinių triptofano disimiliacijos organizme produktų. . 3-hidroksikinureninas toliau paverčiamas 3-hidroksiantranilo rūgštimi. Įtraukus du deguonies atomus, susidaro 2-akroleil-3-aminofumaro rūgštis ir chinolino rūgštis, kuri yra nikotino rūgšties pirmtakas. Dėl daugybės tarpinių reakcijų visaėdžiuose gyvūnuose ir žmonėms susidaro nikotino rūgštis ir Nl-metilnikotinamidas.
At subalansuota mityba tik nedidelė triptofano dalis išsiskiria iš gyvūnų ir žmonių organizmo su šlapimu specifinių jo skilimo produktų pavidalu. Kai triptofanas patenka į šlapimą, su šlapimu išsiskiria didelis kiekis jo medžiagų apykaitos produktų, tokių kaip kinureninas, 3-hidroksikinureninas, kinureno ir ksantureno rūgštys. Manoma, kad vitaminas B6 dalyvauja žinduolių triptofano apykaitoje dėl vitamino B6 trūkumo šlapime aptiktos ksantureno rūgšties, vieno iš triptofano metabolizmo produktų. Be to, nemažai autorių pastebėjo, kad esant vitamino B6 trūkumui gyvūnams, sumažėja NAD ir NADP koncentracija raudonuosiuose kraujo kūneliuose ir sumažėja Nl-metilnikotinamido išsiskyrimas su šlapimu.
Paaiškėjo, kad vitamino B6 darinys, piridoksalio fosfatas, yra kinureninazės kofermentas, dalyvaujantis hidroliziniame kinurenino ir 3-hidroksikinurenino skaidyme. Kinureninazės reakcijos pažeidimas dėl vitamino B6 trūkumo sukelia 3-hidroksiantranilo rūgšties sintezės sutrikimą ir nikotino rūgšties susidarymo sumažėjimą.
Nikotino rūgštis, patenkanti į žmonių, visaėdžių ir mėsėdžių organizmą, paverčiama nikotinamidu, o vėliau metilinama į Nl-metilnikotinamidą, kuris iš dalies oksiduojamas į Nl-metil-2-piridon-5-karboksamidą. Tokia forma išsiskiria nuo 40 iki 50% suvartotos nikotino rūgšties. Žolėdžių gyvūnų organizme nikotino rūgštis nevirsta amidu ir išsiskiria su šlapimu laisvu arba surištu pavidalu, o nikotinamidas, randamas šių gyvūnų maiste, išsiskiria nikotino arba nikotinuro rūgščių pavidalu. Nikotinamido metilinimas vyksta pridedant metilo grupę į piridino žiedo azotą. Nl-metilnikotinamido adsorbcijos maksimumas ultravioletiniuose spinduliuose yra 264,5 nm. Nl-metilnikotinamidas 6-piridonas – 260 ir 290 nm.
Skaičiuojant nikotino rūgšties metabolitų išsiskyrimą su šlapimu žmonėms, vartojantiems įvairius vitamino PP ir triptofano kiekius, nustatyta, kad vidutiniškai nuo 55 iki 60 mg triptofano maiste prilygsta 1 mg nikotino rūgšties.
Horwittas pasiūlė 1 mg niacino arba 60 mg triptofano vadinti „niacino ekvivalentu“. Taigi nuo 1,9 iki 5% (vidutiniškai 3,3%) triptofano paverčiama nikotino rūgštimi.
Vitamino PP dalyvavimas metabolizme
Nikotino rūgštis ir nikotinamidas yra medžiagos, reikalingos visų gyvūnų ir augalų ląstelių gyvybei. Jie yra kofermentų NAD ir NADP dalis ir kartu su apofermentais katalizuoja ląstelių metabolizmo redokso reakcijas. Šis nikotino rūgšties vaidmuo buvo nustatytas dar prieš atrandant jos, kaip vitamino PP, vertę. NAD buvo atrastas dar 1905 m., 1933 m. buvo nustatyta jo adenino nukleotidų struktūra, o 1936 m. gryna NAD buvo išskirta iš alaus mielių. Tai balti amorfiniai milteliai, šiek tiek tirpstantys fenolyje ir metanolyje su druskos rūgštimi. Ultravioletiniuose spinduliuose jo sugerties spektras yra 260 ir 340 nm.
NAD yra dinukleotidas, susidedantis iš nikotinamido, dviejų ribozės molekulių, dviejų fosforo rūgšties molekulių ir adenino. NADP turi panašią savybę kaip NAD sąveikauti su vandeniliu ir tą patį sugerties spektrą. Jame yra viena nikotinamido molekulė, dvi ribozės molekulės, viena adenino molekulė ir trys fosforo rūgšties molekulės, kurios skiriasi nuo NAD tuo, kad antroje adenozino padėtyje yra viena fosforo rūgšties liekana.
NAD ir NADP yra visose gyvūnų ir augalų kūno ląstelėse. Kaip pavyzdys pateikta jų kiekio žiurkių audiniuose lentelė.
| NAD+ | NADP+ | |||
| per-n2 | NADP-H2 | |||
| Audiniai | mmol per | NAD-H % | mmol | NADP-H2 proc. |
| 1 kg šlapio svorio | 1 kg šlapio svorio | |||
| Kepenys | 0,86 | 36 | 0,28 | 97 |
| Širdis | 0,72 | 38 | 0,049 | 95 |
| Inkstai | 0,66 | 48 | 0,077 | 95 |
| Diafragma | 0,65 | 32 | 0,018 | 100 |
| raudonieji kraujo kūneliai | 0,14 | 40 | 0,011 | 40 |
Žmonių ir gyvūnų poreikis vitaminui PP
Matome, kad NAD audiniuose randama daug didesniais kiekiais nei NADP. Remiantis jų kiekiu audiniuose, galima spręsti apie šių kofermentų dalyvavimo metabolizme intensyvumą. Ląstelėse NAD/NAD-H2 santykis yra didesnis nei NADP/NADP-H2 santykis. NAD ir NADP ląstelėse, remiantis skaičiavimu fermentinis aktyvumas viso homogenato, didesni kiekiai yra branduolyje, kur vyksta jų sintezė, mažesniais kiekiais – mitochondrijose ir mikrosomose Fermentas NAD-pirofosforilazė yra ląstelės branduolio fermentų, NAD-H-citochromo C- dalis. reduktazė ir NADP-H-citochromo C -reduktazė - pačios branduolinės membranos fermentų dalis, NAD-H-dehidrogenazė, NAD-H-citochromo C-reduktazė, NAD-H-citochromo B5-reduktazė, NAD-H-oksidazė ir NAD- ir NADP-isocitrato dehidrogenazė – dalis fermentų mitochondrijos, NAD-H-citochromo C-reduktazė, NAD-H2-oksidazė, NADP-H2-citochromo C-reduktazė – į endoplazminio tinklo fermentus. Taigi, NAD ir NADP dalyvauja kaip kofermentai daugelyje labai svarbių žmonių ir gyvūnų fermentų metabolizmo sistemų. Tačiau dėl dehidrogenazių baltyminių komponentų struktūrinių ypatybių kofermentų NAD ir NADP ryšys su šiais fermentais yra silpnesnis nei kitų vitaminų turinčių fermentų. Dėl to NAD ir NADP gali dalyvauti daugelyje oksidacijos ir redukcijos reakcijų, migruodami iš vieno apofermento į kitą.
Nukleotidai NAD ir NADP, kurių sudėtyje yra nikotino rūgšties amido kaip kataliziškai aktyvios grupės, yra vieni universaliausių pasiskirstymo ir biologinis vaidmuo kofermentai.
Viena iš būdingiausių nikotinamido kofermentų fizinių savybių yra redukuotų formų (NAD-H2 ir NADP-H2) absorbcijos juostos ultravioletinėje šviesoje buvimas, didžiausias esant 340 nm. NADP-H2 sužadinimas tokio bangos ilgio spinduliuote sukelia fluorescencijos atsiradimą, kurio maksimumas yra 480 nm.
Šiomis savybėmis pagrįsti spektrofotometriniai ir spektrofluorimetriniai metodai naudojami nikotinamido kofermentų analitiniam nustatymui, taip pat susijusių dehidrogenazių aktyvumui matuoti.
Dalyvaujant nikotinamido kofermentams, specifinės dehidrogenazės katalizuoja grįžtamąsias alkoholių, hidroksi rūgščių ir kai kurių aminorūgščių dehidrinimo reakcijas į atitinkamus aldehidus, ketonus ir keto rūgštis. Šiuo metu buvo išskirtos ir ištirtos daugybės fermentų, kurių kofermentas yra nikotinamidas, savybės.
Svarbiausi iš šių fermentų yra:
1. Alkoholio dehidrogenazė (EC 1.1.1 -2).
R-CH2-OH + NAD (arba NADP) --- R-CHO + NAD-H (arba NADP-H) + H+
2. Aldehido dehidrogenazės (EC 1.2.1.3-5)
R-CHO+H2O+NAD (arba NADP)----R-COOH+NAD-H (arba NADP-H) + H+
3. Gliukozės dehidrogenazė (EC 1.1.1.47).
D-gliukozė + NAD (arba NADP) ---delta-laktonas-D-gliukono rūgštis + NAD-H (arba NADP-H) + H+
4. D-gliukozės-b-fosfato dehidrogenazė (EC 1.1.1.49)
D-gliukozės-b-fosfatas + NADP------delta-laktonas-6-fosfatas D-gliukono rūgštis + NADP-H + H+
5. L-glutamo rūgšties dehidrogenazė (EC 1.4.1.2-4)
L-glutamo rūgštis + NAD (arba NADP) + H2O------ alfa-ketoglutaro rūgštis + NH+ + NAD-H (arba NADP-H)
6. L-glicero-3-fosfato dehidrogenazė (EC 1.1.1.8)
L-glicero-3-fosfatas + NAD --- dioksacetono fosfatas + NAD-H + H+
7. Pieno ir obuolių rūgšties dehidrogenazė (EC 1.1.1.27-28; 1.1.1.37-40)
R-CHOH-COOH + NADP----- R-CO-COOH + NADP-H + H+
Svarbiausia nikotinamido kofermentų biologinė funkcija yra jų dalyvavimas elektronų ir vandenilio pernešime iš oksiduojančių substratų į deguonį ląstelių kvėpavimo metu. Oksiduotos formos NAD ir NADP molekulės turi ryškias akceptorines savybes, nepaisant to, ar jos gaunamos biosintezės būdu, ar cheminiu būdu. Galima daryti išvadą, kad mechanizmas yra pagrįstas cheminis veiksmasŠie kofermentai yra atsakingi už didelį nikotinamido elektronų afinitetą. Pagrįstas Kvantinė mechanika tai lemia žemiausia neužimta molekulinė orbita. Oksiduotose formose NAD ir NADP yra stiprūs elektronų akceptoriai. Kadangi jų aukščiausia užpildyta orbita yra žema, jie yra silpni elektronų donorai. Sumažėjusių NAD ir NADP formų orbitos energijos turi atvirkštinį ryšį, todėl oksiduotos formos kofermentai linkę užfiksuoti elektronus, o redukuotos formos – juos atiduoti. Tai matome daugelio junginių, kurių formavime dalyvauja NAD, pavyzdyje.
Taigi NAD ir NADP kofermentinės funkcijos daugiausia pasireiškia redokso reakcijose, grįžtamai pridedant vandenilio atomą. Pagrindinė kofermentų funkcija išreiškiama grįžtamu piridino žiedo pavertimu 1,4-dihidropiridino žiedu.
Kai piridino žiedas hidrinamas, jo šviesos sugertis pasikeičia. Dihidropiridino sistemos sugerties maksimumas yra 340 nm, o piridino sistema šioje srityje beveik neabsorbuoja. Dehidrogenavimo procesuose, kuriuos katalizuoja nikotinamido kofermentai, substratas dovanoja du vandenilio atomus (2H arba 2H+ + 2e), tačiau tik vienas H atomas prisijungia prie kofermento molekulės (ketvirtoje piridino žiedo padėtyje), o antrasis H atomas elektroną į kofermentą ir virsta H+ (protonu). Nustatyta, kad H atomo perkėlimas iš substrato į NADP vyksta tiesiogiai ir stereospecifiškai tam tikram fermentui, visada viena kryptimi nuo NADP piridino šerdies plokštumos. Priklausomai nuo vandenilio atomo pridėjimo krypties, visos dehidrogenazės, turinčios NAD, skirstomos į du tipus – A ir B.
A tipas apima alkoholių, L-laktato, L-malato, D-glicerato, acetaldehido ir kt. dehidrogenazes, o B tipui priklauso L-glutamato, D-gliukozės, D-glicero-3-fosfato, D-gliceraldehido dehidrogenazės. 3-fosfatas, beta-hidroksisteroidai ir kt. NAD, NAD-H2, NADP ir NADP-H2 laipsniško įtraukimo į fermentines reakcijas pavyzdys yra Krebso citrinų rūgšties ciklas. Šis ciklas yra visų svarbių metabolinių reakcijų, kuriose dalyvauja nikotinamido adenino dinukleotidai, kirtimo taškas.
Kai kuriose fermentinėse reakcijose, pavyzdžiui, anaerobinio gliukozės skilimo reakcijoje, yra 2 fermentai - laktato dehidrogenazė ir fosfoglicerino aldehiddehidrogenazė, kurie yra sujungti NAD-NAD-H2 sistema. Ši reakcija yra grįžtama ir jos kryptį lemia koeficientas NAD/NAD -H2 ir medžiagų koncentracija reakcijoje.
Ypatinga fermentų grupė yra transhidrogenazės, kurios katalizuoja reakcijas tarp NAD ir NADP-H2 link NADP-H2 dehidrinimo NAD sąskaita.
Padedant specifinei dehidrogenazei, kurios kofermentas yra NADP, virsta folio rūgštisį tetrahidrofolio rūgštį (žr. skyrių „Folio rūgštis“).
Ypatinga problema yra molekulės NAD-H struktūra, kuri yra dihidropiridinas, turintis du pagrindinius tipus, kurių 1 padėtyje yra alkilo grupė: 1-alkil-1,2-dihidropiridinai ir 1-alkil-1,4-dihidropiridinai.
Dihidropiridinai, kurių karbamido grupė yra 3-ioje padėtyje, turi didžiausią biologinę reikšmę. Šie junginiai turi tris izomerus: 1,2, 1,4 ir 1,6.
VITAMINO PP trūkumo pasireiškimas
Mažiausias paros niacino kiekis maiste, kuriame yra kukurūzų, turėtų būti apie 7,5 mg. Be to, svarbu, kad kukurūzai dauguma yra nikotino rūgšties nevirškinamąja forma ir mažai triptofano, kuris yra nikotino rūgšties pirmtakas (žr. aukščiau). Po šio atradimo metabolizmo ir nikotino rūgšties poreikio tyrimas taip pat turėtų apimti triptofano, kaip galimo šaltinio, vartojimą.
Daugelyje šalių pellagros paplitimas siejamas su vyraujančia kukurūzų mityba. Tačiau dieta, kurioje dominuoja kiti grūdai, kuriuose stinga nikotino rūgšties ir triptofano, taip pat sukelia niacino trūkumą. Surišta niacino forma randama grūduose, bet ne ankštiniuose ar gyvūninės kilmės produktuose. Į tai reikia atsižvelgti vertinant su maistu suvartojamos nikotino rūgšties kiekį ir parengiant nikotino rūgšties poreikį.
Meksikoje ir Centrinė Amerika Tortilijos gaminamos iš kukurūzų. Jas ruošiant kukurūzai apdorojami kalkėmis, kurios išskiria surištą niacino formą ir padaro ją pasisavinamą organizmo. Kukurūzų virimas neišskiria susietos niacino formos. Akivaizdu, kad tai paaiškina mažą pellagros paplitimą šių vietovių populiacijoje. Yra ir kitų produktų, kuriuose yra virškinamos nikotino rūgšties ir kurie turi antipelagritinį poveikį, pavyzdžiui, ankštiniai augalai, kai kurie gėrimai ir pirmiausia kava. Kaip jau minėta, nikotino rūgštis organizme susidaro iš triptofano, o triptofanas pellagrai turi ne tik profilaktinį, bet ir gydomąjį poveikį.
Siekiant tiksliau įvertinti antipelaginį triptofano aktyvumą, jis buvo vadinamas niacino ekvivalentu. Taigi niacino ekvivalentas yra 1 mg niacino arba 60 mg triptofano. Niacino ekvivalentų kiekis kai kuriuose maisto produktai pateiktos lentelėje.
| Produktai | Niacinas 1 mg 1000 kcal | Triptofanas mg 1000 kcal | Niacino ekvivalentai 1000 kcal | Niacino ekvivalentai, pakoreguoti pagal surištą niaciną 1000 kcal |
| Karvės pienas | 1,2 | 673 | 12,4 | 12,4 |
| Žmogaus pienas | 2,5 | 443 | 9,8 | 9,8 |
| Jautiena | 24,7 | 1280 | 46,0 | 46,0 |
| Visus kiaušinius | 0,6 | 1150 | 19,8 | 19,8 |
| Sūdyta kiauliena | 1,2 | 61 | 2,2 | 2,2 |
| Kvietiniai miltai | 2,5 | 297 | 7,4 | 5,0 |
| Kukurūzų kruopos | 1,8 | 70 | 3,0 | 1,2 |
| Kukurūzai | 5,0 | 106 | 6,7 | 1,7 |
1 Kvietinių miltų vertės, kukurūzų kruopos ir kukurūzai reiškia susieto niacino kiekį, kuris, kaip buvo įrodyta, nėra absorbuojamas. Todėl niacino ekvivalentai, pakoreguoti pagal susietą niaciną, žymiai sumažėja (4 stulpelis).
Lentelėje pateikti niacino, triptofano, niacino ekvivalentai ir niacino ekvivalentai, pakoreguoti pagal surištą niacino (niacitino) formą 1000 kcal labiausiai paplitusiuose maisto produktuose (piene, mėsoje, kiaušiniuose, kviečiuose ir kukurūzuose). Tokie produktai kaip kvietiniai miltai, kukurūzų miltai, ryžių ir miežių sėlenose, turi gana daug niacino, tačiau beveik visas jis yra surištos, nevirškinamos formos. Todėl niacino ekvivalentų kiekiai, nurodyti surišto niacino kiekiu šiems produktams, natūraliai sumažėja.
Daugumoje JAV dietų yra nuo 500 iki 1000 mg ar daugiau triptofano per dieną ir nuo 8 iki 17 mg iš anksto paruošto niacino su iš viso niacino ekvivalentai nuo 16 iki 38 mg. 1965 m. FAO/PSO ekspertų grupė Romoje susitarė, kad 5,5 mg niacino ekvivalentų 1000 kcal yra santykis, kuriuo remiantis galima rekomenduoti. kasdienio vartojimo nikotino rūgštis. Esant tokiam santykiui, nė vienam iš stebėtų asmenų nepasireiškė klinikiniai pellagros simptomai, o kai kurie netgi pastebėjo, kad padidėjo nikotino rūgšties metabolitų išsiskyrimas su šlapimu. Pridėjus 20% prie šio santykio, kad būtų galima atskirti skirtumus, rekomenduojama suvartoti 6,6 mg niacino 1000 kcal per dieną.
Nėštumo metu Nl-metilnikotinamido išskyrimas su šlapimu nuo III iki VI-IX nėštumo mėnesio padidėja maždaug 40% ir normalizuojasi praėjus 2 mėnesiams po gimimo, todėl JAV Nacionalinė tyrimų taryba rekomenduoja padidinti niacino ekvivalentą 3 mg per dieną. 3-6 ir 6-9 nėštumo mėnesiai pagal padidintą kalorijų kiekį. Maitinimo laikotarpiu rekomenduojama papildomai vartoti 7 mg niacino ekvivalentų. Motinos piene yra vidutiniškai 0,17 mg niacino ir 22 mg triptofano 100 ml – maždaug 0,5 mg niacino ekvivalentų. Kalbant apie vaikų, kuriems 15% kalorijų sudarė pieno kazeinas, mitybą, bendras nikotino rūgšties kiekis maiste buvo 6 mg, o dietoje, kurioje 10% kalorijų sudarė kazeinas, buvo 4 mg.
Kūdikiui sverianti 6 kg, per motinos pieną gaunanti 2 g baltymų 1 kg svorio, toks šėrimas suteikia 200 mg triptofano. Piene, kurį gauna vaikas, yra 3,3 mg nikotino rūgšties ir 1,7 mg triptofano (iš viso 5 mg nikotino rūgšties). Vaikams nuo gimimo iki 6 mėnesių maitinimo krūtimi pakanka gerai maitinamos motinos, kad būtų patenkintas niacino ekvivalento reikalavimas.
Žindomas kūdikis, gaunantis 850 ml 600 kalorijų pieno, sunaudoja maždaug 4,5 mg niacino ekvivalento per dieną. Visa tai rodo, kad 6 mėnesių ir vyresniems vaikams rekomenduojama suvartoti 6,6 mg niacino ekvivalentų 1000 kcal.
Buvo nustatytas nikotino rūgšties poreikis ne tik pellagros profilaktikai, bet ir reguliuojamam poveikiui aukštesnei. nervinė veikla. Smegenyse yra didžiausias skaičius NAD, kuris rodo svarbų nikotino rūgšties koenzimo junginių vaidmenį užtikrinant normalų centrinės nervų sistema. Tinkamas sužadinimo ir slopinimo procesų santykis smegenų žievėje ir ypač vidinio slopinimo proceso stiprumas, kuris daugiausia lemia žmogaus elgesį, yra labai svarbus žmogaus organizmui prisitaikant prie įvairių. stresinės situacijos. Asmenų, dirbančių padidėjusio neuropsichinio streso sąlygomis (skrydžio įgulos nariai, telefono operatoriai, valdymo pulto darbuotojai) racione turėtų būti pakankamai daug niacino ekvivalentų. nuotolinio valdymo pultai ir tt).
Laipsnis fizinė veikla taip pat, matyt, gali turėti įtakos nikotino rūgšties poreikiui. Pavyzdžiui, viena iš Pellagros vystymosi priežasčių per Didžiąją Tėvynės karas kitomis sąlygomis buvo svarstomas didelis pervargimas. Daugelio vitaminų, įskaitant nikotino rūgštį, metabolizmas senėjimo procese smarkiai pakinta. Seniems gyvūnams, taip pat pagyvenusiems ir ypač senyviems žmonėms, sumažėja nikotino rūgšties pasiūla organizme, sumažėjus Nl-metilnikotinamido išsiskyrimui su šlapimu. Tai siejama su endogeninės polihipovitaminozės, vienos iš svarbių priežasčių tai su amžiumi susijęs organizmo fermentinių sistemų aktyvumo sumažėjimas. Tarp endogeninių veiksnių niacino ekvivalentų poreikis žymiai padidina ligas virškinimo trakto, ypač esant viduriavimui, įvairios infekcijos, daugiausia dizenterija ir infekcinis hepatitas, šiltinė, nervinga ir psichinė liga, ypač šizofrenija, taip pat įvairios intoksikacijos.
Niacino ekvivalentų poreikis padidėja vartojant įvairius vaistus, tokius kaip sulfonamidiniai vaistai, antibiotikai, izonikotino rūgšties preparatai (ftivazidas, tubazidas), kurie yra nikotino rūgšties antagonistai. Į tai reikėtų atsiminti formuojant maisto davinius atitinkamose gydymo ir profilaktikos įstaigose.
Kaip žinote, nikotino rūgštis yra stabiliausia iš visų vitaminų. Jis yra labai stabilus sandėliuojant ir naudojant įprastinius konservavimo būdus. Jo nuostoliai kulinarinio apdorojimo metu neviršija 15-20%. Triptofanas taip pat yra labai atsparus įprastiems maisto gaminimo būdams, naudojamiems mityboje.
Norint nustatyti asmens aprūpinimą nikotino rūgštimi ar niacino būklę, būtina pasirinkti tinkamus rodiklius. Vienas specifiškiausių rodiklių yra jo metabolito, metilinto nikotino rūgšties amido, išsiskyrimo su kasdieniu šlapimu nustatymas. Jis svyruoja nuo 7 iki 12 mg. Stebėjimai parodė žinomą lygiagretumą tarp Nl-metilnikotinamido išskyrimo su šlapimu ir nikotino rūgšties kiekio kraujyje.
KAM specifinius metodus Tai taip pat apima nikotino rūgšties nustatymą visame kraujyje (vidutiniškai 0,4 mg%), taip pat nikotino rūgšties kofermentinių formų (NAD ir NADP) nustatymą eritrocituose (vidutiniškai 60–80 mikrogramų 1 ml). . Tačiau kofermento formų nustatymas atskleidžia palyginti vėlyvas nikotino rūgšties trūkumo organizme stadijas. Objektyvi reakcija atpažinti nikotino rūgšties trūkumą taip pat yra nustatyti laisvojo triptofano kiekį kraujo plazmoje. Sveikų žmonių triptofano kiekis plazmoje tuščiu skrandžiu svyruoja nuo 0,65 iki 0,88 mg 100 ml, o pacientams, sergantiems pellagra – nuo 0,10 iki 0,30 mg 100 ml.
Nikotino rūgštis(I) (β -piridinkarboksirūgštis, niacinas, provitaminas PP) - tai bespalviai adatos formos kristalai, kurių lydymosi temperatūra yra 235,5-236,5° . Nikotino rūgšties tirpumas yra toks (g/100 ml tirpiklio): vandenyje - 1,3 (15°); 2,47 (38°); 4,06 (61°) ir 9,76 (100°). ); alkoholyje - 0,92 (15°); 2, 10 (38); 4,20 (61°) ir 7,06 (78°). ). Nikotino rūgštis blogai tirpsta organiniuose tirpikliuose; tirpaluose sukelia rūgštinę reakciją.
Nikotino rūgštis yra amfoterinis junginys, kuris sudaro dvi eiles druskų – su rūgštimis ir bazėmis. Druskos Ag+, Cu 2+ ir Ca 2+ blogai tirpsta vandenyje. Kaip ir amino rūgštys, nikotino rūgštis gali sudaryti betainus, pavyzdžiui, veikiant CH 3 J šarminėje aplinkoje susidaro N -piridino metilo darinys - trigonelinas(II) . Nikotino rūgštis, pvz karboksirūgštys Kaitinant iki 260 laipsnių, susidaro anhidridai, rūgščių halogenidai, esteriai, amidai ir kt., dekarboksilatai° .
Nikotino rūgščiai nustatyti naudojamas netirpios vario druskos nusodinimo metodas arba kolorimetriniai metodai, pagrįsti spalvotų tirpalų susidarymu. KCN ir chloramino arba KSCN , bromas ir anilinas. Mikrobiologiniai metodai dažnai naudojami nustatant nikotino rūgštį biologinėse terpėse.
Nikotino rūgšties galima gauti:
1). Nikotino rūgšties nitrilo, gaunamo iš piridino, muilinimas.
2). Chinolino oksidacija, po kurios seka dalinis chinolino rūgšties dekarboksilinimas.
3). β oksidacija - pakeistas piridinas KMnO4 šarminėje aplinkoje, H 2 O 2, H 2 SO 4, HNO 3 arba H 2 SO 4, esant Se kaip katalizatorius, taip pat oksidacija nikotinas ir anabazinas.
Nikotino rūgšties amidas(III) (tikras vitaminas PP arba antipelarginis vitaminas) yra bespalviai kristalai, kurių lydymosi temperatūra yra 131-132° , tirpsta vandenyje, alkoholyje ir organiniuose tirpikliuose. Nikotino rūgšties amidas gaunamas praleidžiant NH3 į nikotino rūgštį esant 230° arba amoniako tirpalų poveikis nikotino rūgšties esterių vandeniniams arba alkoholiniams tirpalams.
Nikotino rūgštis ir jos amidas turi antipellarginio vitamino savybių; Jie plačiai paplitę augalų ir gyvūnų pasaulyje, daugiausia sudėtingų junginių – nukleotidų pavidalu. Žmogaus dienos poreikis yra 20-30 mg. nikotino rūgštis; jį daugiausia patenkina nikotino rūgštis, esanti maiste (piene, mėsoje, žuvyje, mielėse ir kt.). Tačiau duonos gaminiai pagaminti iš aukštos kokybės kvietinių miltų turi būti praturtinti nikotino rūgštimi.
Nikotino rūgštis taip pat gali susidaryti gyvūnų organizme dėl triptofano biosintezės.
Kai kurie junginiai, savo struktūra panašūs į nikotino rūgštį, pavyzdžiui, piridinas.β-sulfonrūgštis (IV) ir β-acetilpiridinas (V) , yra niacino antivitaminai.
