Vitamin tan trong nước

Nhóm vitamin hòa tan trong nước: Vitamin B1 (tiamin), Vitamin B2(riboflavin), Vitamin B3 (axit pantotenic), Vitamin B5 (nicotinamit), Vitamin B6(piridoxin), Vitamin B7 (biotin), Vitamin B10 (axit folic), các vitamin B12 (cáccianocobalamin), vitamin B15 (axit pangaminic), vitamin C, vitamin P (citrin)...

VITAMIN TAN TRONG NƯỚC

pyrimidin thiazol

Nhân pyrimidin hay metadiazin

• là dị vòng 6 cạnh có 2 N ở vị trí 1, 3 (meta).

2

3 4 5 6

1 2

3 4

5 2

2 1

2 4

Nhân thiazol: là thiofen có N ở vị trí 3.

•Thiofen là dị vòng lưu huỳnh có 5 cạnh.

Trong vitamin B 1 thì thiazol mang

+ nhóm - CH 3 ở vị trí 4 + nhóm -hydroxy ethyl là 1 alcol bâïc I ở vị trí 5

Cầu - CH 2 - nối 2 nhân với nhau ở vị trí 3 của thiazol và 5 của pyrimidin,

• đây là phần không bền của phân tử.

5 2

2 4

Nhân pyrimidin

- Vị trí 2

nhóm - CH 3 hoặc - C 2 H 5 thì có hoạt tính,

khi là nhóm buthyl thì phân tử có hoạt tính đối kháng.

LIÊN QUAN CẤU TRÚC - TÁC DỤNG

2 4

- Vị trí 4

tính bị hủy bỏ.

tính kháng vitamin.

- Ở vị trí 2 và 4: nếu đổi ngược lại: 2-methyl, 4-amino

(cấu trúc của vitamin thành 2-amino, 4- methyl )

thì phân tử không có hoạt tính.

Cầu nối metylen:

pyrimidin nối trực tiếp

nhóm methylen

có tác dụng.

Nhân thiazol

- Vị trí 2: carbon phải ở trạng thái tự do

nếu gắn - CH 3 , - C 2 H 5 thì phân tử sẽ mất hoạt tính.

- Vị trí 4: phải có dây carbon ngắn

khi nhiều hơn 3C thì phân tử mất

hoạt tính nhưng không chuyển thành

2 4

-Vị trí 5: phải là dạng

-hydroxyethyl, alcol bậc I để dễ ete hóa hoặc este hóa tao thành dạng phosphat, palmitat, stearat…

Quan trọng nhất là phosphat hay còn gọi là cocarboxylase là coenzym của nhiều loại enzym xúc tác các quá trình chuyển hóa trong cơ thể.

alcol bậc II  hợp chất không có tác dụng.

- Thay nhân thiazol bằng nhân pyridin thì được pyrithiamin hay pyrianeurin là chất kháng vitamin B 1

- Hydro hóa nhân thiazol thành thiazolin thì phân tử không có tác dụng.

- Các este dễ bị thủy phân và có tác dụng như thiamin nhưng vững bền hơn và thời gian tác dụng lâu hơn.

2 4

HÓA TÍNH

1 Có tính chất của alcol

do mang các nhóm  hydroxyetyl ở nhân thiazol nên có thể este hóa với acid palmitic, stearic, hydrocloric, nitric.

đồng phân hóa

mở vòng thiazol

HO

Cl

-2 Phản ứng với tác nhân mang tính kiềm

thiamin chuyển thành dạng baz với đồng phân pseudo-baz rồi mở vòng thiazol .

không còn hoạt tính

3 Oxy hóa trong môi trường kiềm

chuyển sang dạng pseudo-baz rồi khử nước và đóng vòng tạo thành thiocrom không còn tác dụng sinh học.

CH2CH2OH N

CH3N

CH2

N

N

CH2CH2OH kali fericyanid

4 Tác dụng của chất khử

do nitơ của thiazol ở dạng amoni bậc IV

benzen ptéridin flavin = benzo - 6,7 ptéridin (pyrimido - pyrazin)

ortodiamin alloxan alloxazin iso alloxazin phenylen

CẤU TRÚC

Vitamin B 2 có cấu trúc nhân flavin

Nhân flavin được tạo thành do sự ngưng tụ giữa

ortodiamin phenylen với alloxan.

3 4 5

6 7

3 4 5

6 7 8

N

NH

N O H

O O

Cấu trúc của vitamin B 2

Cấu trúc iso-alloxazin được thế

- ở vị trí 8 bằng nhóm methyl,

- ởû vị trí 10 bằng nhóm ribose

9 8

LIÊN QUAN CẤU TRÚC - TÁC DỤNG

Vị trí 3: phải là - NH để có thể phosphoryl hóa.

* Vị trí 10: phải là nhóm D-ribityl.

alcol bậc I) dẫn xuất của ribose (đường 5 carbon).

Nếu thay D-ribityl bằng 1 hydrocarbon khác như là nhân benzen thì phân tử không có tác động.

* Nếu thay nhân III (pyrimidin) bằng nhân benzen sẽ

làm giảm sự tăng trưởng ở chuột nhắt do có tác động

kháng vitamin

HÓA TÍNH

leucoriboflavin (dihydro riboflavin)

1 Phản ứng với các tác nhân khử do hệ thống oxy hóa

- khử

NH

N N

2 Tác động của ánh sáng

O NH N

N N

N N

3 Tác động của kiềm

Tương kỵ lý hóa học

Khoảng pH bền vững: 4,5 - 7.

Tương kỵ với các dung dịch tiêm: P.A.S., lactase, dung

dịch kiềm đặc biệt là carbonat.

O C

H 2 N

H 2 N

+

COOH N

N N N N

CONH2COOH

piperidin pyridin acid nicotinic nicotinamid

LIÊN QUAN CẤU TRÚC - TÁC DỤNG

Các chất có cấu trúc tương tự như acid isonicotinic, acid

picolinic không có tác dụng.

Chức amid được thế bằng 2 nhóm C2 H 5 thì trở thành dietylamid (coramin) có tác động bằng khoảng 1/14 vitamin PP.

COOH

COOH acid nicotinic acid isonicotinic

Nhân được hydro hóa 1 phần (guvacin) hay hoàn toàn (acid nipécotic) thì phân tử không có hoạt tính vitamin nữa.

guvacin acid nipecotic

COOH

N

COOH N

pyridoxol pyridoxal pyridoxamin

LIÊN QUAN CẤU TRÚC - TÁC DỤNG

3 dạng pyridoxol, pyridoxal và pyridoxamin có tác dụng tương đương.

pyridoxamin (- CH 2 NH 2 ) mang nhóm formyl (- CHO) và aminoethyl (- CH 2 CH 2 NH 2 ) ở vị trí 5 thay vì 4: không có tác dụng.

HÓA TÍNH

+ có thể định lượng bằng acid trong môi trường khan

+ có thể tạo muối với các acid

- với acid hydrocloric tạo muối hydroclorid dễ tan là dạng dược dụng,

- với acid silico- vonframic, phosphovonframic, sulfuric tạo kết tủa có thể áp dụng để định lượng.

dễ tham gia phản ứng thế ở vị trí ortho hay para so với nhóm -OH này nhưng vị trí ortho thuận lợi hơn do còn H chưa bị thế.

2 Do nhóm - OH ở vị trí 3:

phản ứng tạo màu: các pyridoxin có tính acid yếu có

thể tạo muối khi tác dụng với các muối khác Với FeCl 3 tạo muối phức có màu đỏ.

N CH

3

O N

3 Tác dụng với các muối diazoni tạo phẩm màu azoic ,

màu không bền nên chỉ được dùng để định tính,

nếu muốn định lượng thì phải cho thêm các ion kim loại thích hợp để tạo ra phức chất kim loại có màu bền.

Thí dụ: tác dụng với muối diazoni của sulfathiazol trong

- pyridoxol cho màu đỏ tím,

- pyridoxal cho màu vàng da cam

- pyridoxamin cho màu đỏ bền.

Phản ứng này có thể dùng để:

+ định tính,

+ phân biệt các pyridoxin,

+ định lượng bằng phương pháp đo màu.

N N CH 3

Zn Cl 2

O O

HOH 2 C

4 Phản ứng phân biệt pyridoxol với 2 chất kia

do - OH ở vị trí 3 và -CH 2 OH ở vị trí 4 nên

- chỉ có pyridoxol tạo este vững bền với acid

boric

- pyridoxal và pyridoxamin thì không.

acid phosphoric tạo ra coenzym của các men

chuyển vận nitơ : transaminase.

3

H HOH 2 C

CH 2 O

CH 2 B

H + 2

CẤU TRÚC

Acid folic hay ptéroylglutamic gồm: 1 phân tử acid

ptéroic (gồm 2 vòng tương ứng với ptéin gắn với acid

para aminobenzoic) nối với chức amin của acid

glutamic bằng liên kết peptid - RCO.NH - R’.

N

H CH

Acid glutamic là cần thiết cho hoạt tính vitamin

Trong các polyglutamat thì

dạng có 3 acid glutamic (acid ptéroyl-triglutamic) và

7 acid glutamic (acid ptéroyl-heptaglutamic) là dạng có hoạt tính sinh học nhưng phải được thủy phân trước khi được hấp thu.

Nếu thay acid glutamic bằng acid aspartic (có ít hơn acid glutamic 1 nhóm - CH 2 -) thì được antivitamin.

1 DÂY - R: nối với cobal bởi liên kết cộng hóa trị.

Tùy theo nhóm -R mà có các cobalamin khác nhau

* 4 vòng pyrol nối với nhau bởi 3 nhóm metyl và 1

liên kết trực tiếp giữa 2 vòng tạo nên corin với 6 liên kết đôi liên hợp.

1

2

3 4

5 6

7 8 9 10 11 12 13 14 15

16 17 18

3

2

18

1 2

* Cobal hóa trị III có 6 liên kết ở chính giữa corin tạo thành cobalticorin.

4 loại nhóm thế trên cobalticorin

Nhóm -CH 3 :

8 nhóm ở các vị trí 1, 2, 5, 7, 12, 15,17 trong đó:

4 nhóm có cấu hình  ở vị trí 1, 2, 7, 12

2 nhóm có cấu hình  ở vị trí 12’, 17’

2 nhóm nối với liên kết đôi ở vị trí 5”, 15” Nhóm acetamid - CH 2 CONH 2 có cấu hình  ở vị trí 2, 7, 18

Nhóm propionamid - CH 2 CH 2 CONH 2 có cấu hình  ở vị trí 3, 8, 13

Nhóm acid propionic - CH 2 CH 2 COOH có cấu hình  ở vị trí 17

+ Co +++

N

N H

7 8 9 10 11 12 13 14 15

16 17

3

2

18

1 2

Cobalticorin nối với các thành phần khác qua

nguyên tử cobal và

acid propionic ở vị trí 17

3 AMINOALCOL: là dạng đồng phân D

nối với acid propionic ở vị trí 17  của cobalticorin bằng chức amin

CH3C

4 NUCLEOTID

Baz là dimetyl-5,6 benzimidazol nối với cobal

bởi liên kết phối trí

Phosphat nối với  - aminopropanol bởi liên kết este

O

AMINOPROPANOL

O

P O

O

-H

HOCH 2 H

5 4

1

COBAL

1 2

O

O

O

11

8 21

22

23 20

16 17

2 Do baz dimetyl-5,6 - benzimidazol: vitamin cho sản phẩm phân hủy là dimetyl ortophenylen diamin,

chất này ngưng tụ với acetylaceton tạo màu đỏ tía.

HÓA TÍNH

1 Do Co: vô cơ hóa bằng K 2 SO 4 tạo thành CoSO 4 cho

màu xanh lơ với amoni cyanat.

O +

H 2 O -2

C O

Vitamin C là dẫn xuất của

NHÂN FURAN 5 cạnh có dị tố oxy,

carbon: + có cầu oxyd giữa carbon 1 và 4

+ mang nhóm endiol ở vị trí 2 và 3

DÂY NHÁNH mang nhóm alcol bậc II ở vị trí 5 và alcol bậc I ở vị trí 6

Phân tử có 2 carbon bất đối xứng C 4 và C 5

OH

*

*

O O

1

2 3 4

5

1

2 3 4

4 5

6

O O

Dây nhánh: thay 1 trong 2 nhóm alcol bậc I (vị trí 6) hoặc bậc II (vị trí 5) bằng nhóm - CH 3 : vẫn giữ được hoạt tính.

LIÊN QUAN CẤU TRÚC - TÁC DỤNG

Dạng đồng phân: vitamin C là dạng acid

L- ascorbic, dạng D không có hoạt tính.

Nhân furan có gắn nhóm thế thì bị giảm hoặc

mất tác động.

Nhóm dienol cần thiết để có hoạt tính nhưng

không phải là quan trọng nhất

OH

*

*

O O

1

2 3 4

5

1

2 3 4

4 5

6

O O

1 Tính acid: acid ascorbic được xem như acid mạnh

mặc dù không chứa nhóm - COOH.

Kim loại Na có thể thế vào hydro ở vị trí 3 (nhóm endiol) rồi hỗ biến.

2 Hấp thu bức xạ UV Do nhóm endiol liên hợp với

nhóm carbonyl nên acid ascorbic có thể định tính bằng cách đo dung dịch này ở nồng độ 0,001% trong acid hydrocloric 0,01N, cực đại hấp thu ở

CH

O O

CH

COH O

3 Tính oxy hóa

+ oxy hóa – khử thuận nghịch

Tính chất này rất quan trọng đối với tác dụng sinh học của acid ascorbic:

- acid ascorbic có thể cho 2 nguyên tử hydro

để trở thành acid dehydroascorbic,

- ở dạng này nó có thể nhận lại 2 hydro để

trở lại acid ascorbic.

Như vậy acid ascorbic tham gia vận chuyển

hydro, tức là tham gia vào các hệ xúc tác

quá trình oxy hóa-khử xảy ra trong cơ thể.

+ sự oxy hóa khử không thuận nghịch

tạo ra acid 2,3-dicetogulonic, furfurol,CO 2 , nước

O CH

OH O