Тиамина хлорид, тиамина бромид. Синтез (методика). Способы качественного и количественного анализа в фармакопеях разных стран, с привиден

ГОУ ВПО «Уральский Государственный Медицинский Университет»

Министерства Здравоохранения

 

Кафедра Фармацевтической химии

Курсовая работа по фармацевтической химии на тему:

"Тиамина хлорид, тиамина  бромид. Синтез (методика). Способы качественного  и количественного анализа в фармакопеях разных стран, с привидением методик. Разработка нового метода количественного определения тиамина хлорида".

 

 

 

                  Выполнила: Брылунова Марина

Владимировна

Студентка ЗФ-603

Проверил:      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург, 2013

Введение

I. Общая характеристика  витаминов

  1.1 История открытия витаминов

  1.2 Классификация витаминов

II. Характеристика тиамина  хлорида и тиамина бромида.

  2.1 Строение тиамина и его солей.

  2.2 Физические свойства тиамина и его солей.

  2.3 Химические свойства солей тиамина.

III. Синтез тиамина

  3.1 Синтез конденсацией пиримидинового и тиазолового компонентов

  3.2 Синтез построением молекулы на пиримидиновом цикле

  3.3 Синтез построением молекулы на тиазоловом цикле

IV. Качественный и количественный анализ солей тиамина.

  4.1. Качественный анализ тиамина хлорида и тиамина бромида.

  4.2. Количественный анализ тиамина хлорида и тиамина бромида.

IV.  Способы анализа в Фармакопеях разных стран

1. Государственная Фармакопея Украины, 2001 г.
2. Фармакопея США, 2007г.
3. Японская Фармакопея, 14 изд., 2007г.
4. Государственная Фармакопея СССР, 10 изд., 1968г

V. Практическая часть

 

Введение

 

Трудно представить, что такое  широко известное слово как «витамин»  вошло в наш лексикон только в  начале XX века. Теперь известно, что в основе жизненно важных процессов обмена веществ в организме человека принимают участие витамины. Витамины — жизненно важные органические соединения, необходимые для человека и животных в ничтожных количествах, но имеющие огромное значение для нормального роста, развития и самой жизни.

Витамины обычно поступают с  растительной пищей или с продуктами животного происхождения, поскольку  они не синтезируются в организме  человека и животных. Большинство  витаминов являются предшественниками коферментов, а некоторые соединения выполняют сигнальные функции.

Суточная потребность в витаминах  зависит от типа вещества, а также  от возраста, пола и физиологического состояния организма. В последнее  время представления о роли витаминов  в организме обогатились новыми данными. Считается, что витамины могут улучшать внутреннюю среду, повышать функциональные возможности основных систем, устойчивость организма к неблагоприятным факторам.

Следовательно, витамины рассматриваются  современной наукой как важное средство общей первичной профилактики болезней, повышения работоспособности, замедления процессов старения.

Целью данной работы является изучение витаминов пиримидино-тиазолового  ряда, в частности тиамина хлорида и тиамина бромида.

Задачи:

1. Рассмотреть возможные пути синтеза и химические свойства тиамина хлорида и тиамина бромида.
2. Изучить методы качественного и количественного анализа тиамина хлорида и тиамина бромида.
3. Изучение частных фармакопейных статей по определению тиамина хлорида и тиамина бромида разных стран, их сравнение.

 

I. Общая характеристика витаминов

1.1 История открытия  витаминов

То, что питание  должно быть сбалансированным и разнообразным, знали не только практикующие врачи 19 века, это прекрасно понимали и  раньше, когда еще ничего не было известно о химическом составе пищи. Диетологи тем временем ждали конца XIX века, когда были открыты содержащиеся в пище в мизерных количествах вещества, столь необходимые для жизни.

Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая  ценность продуктов питания определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.

Считалось общепризнанным, что если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные вещества, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Это мнение прочно укоренилось в науке и поддерживалось такими авторитетными физиологами того времени, как Петтенкофер, Фойт и Рубнер.

Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи.

Практический  опыт врачей и клинические наблюдения издавна с несомненностью указывали на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектами питания, хотя последнее полностью отвечало указанным выше требованиям. Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников длительных путешествий.

В Древнем мире хорошо была известна цинга, заболевание, при котором капилляры становятся все более и более ломкими, десны кровоточат, зубы выпадают, раны заживают с трудом, если вообще заживают, у больного нарастает слабость, и, в конце концов, он умирает.

Особенно часто  эта болезнь возникала у жителей  городов, находящихся в осаде, во времена войн и стихийных бедствий, и у мореплавателей, совершавших долгие путешествия по океану (Команда Магеллана больше страдала от цинги, чем от общего недоедания). Подобное случалось при недостатке или отсутствии в питании свежих овощей и фруктов. Корабли, отправляющиеся в долгое плавание, обычно загружали таким провиантом, который не испортился бы в пути. Обычно это были сухари и соленая свинина. К сожалению, врачи на протяжении многих веков не могли связать цингу с рационом.

Таким образом, практический опыт ясно указывал на то, что цинга и некоторые другие болезни связаны с дефектами питания, что даже самая обильная пища сама по себе еще далеко не всегда гарантирует от подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения таких заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества, которые содержатся не во всякой пище.

Авитаминоз  А был известен с глубокой древности. Известно, что еще в Древнем  Египте при куриной слепоте - клиническом  проявлении авитаминоза "А" - употребляли в пищу сырую печень, содержащую витамин А. Например, древнегреческий врач Гиппократ назначал сырую печень при куриной слепоте. В Китае для лечения болезни глаз также рекомендовали применять печень.

История морских  и сухопутных путешествий давала ряд поучительных примеров, указывавших на то, что возникновение цинги может быть предотвращено, а цинготные больные могут быть вылечены. В 1536 году французский землепроходец Жак Картье был вынужден остаться на зиму в Канаде, где 100 человек из его отряда заболели цингой. Местные индейцы, узнав об этом, предложили им средство: воду, настоянную на сосновой хвое. Люди Картье, будучи в полном отчаянии, последовали этому, на их взгляд, несерьезному совету и выздоровели.

Два века спустя, в 1747 году, шотландский врач Джеймс Линд, столкнувшись с несколькими аналогичными случаями, попробовал лечить таких больных свежими фруктами и овощами. Апробируя свой метод лечения на матросах, страдающих цингой, он обнаружил, что быстрее всего улучшение состояния больных вызывают апельсины и лимоны.

В очередном  плавании по Тихому океану под руководством знаменитого английского путешественника Дж. Кука, продолжавшимся с 1772 по 1775 гг., принимали участие два корабля. На первом судне, которым командовал Дж. Кук, были сделаны большие запасы свежих овощей, фруктов, а также лимонного и морковного соков. В результате длительного плавания ни один из членов экипажа цингой не заболел. На другом судне, где не были сделаны запасы овощей и фруктов, четверть команды болела цингой.

К сожалению, высшие офицерские чины британского военно-морского флота только в 1795 году воспользовались результатами экспериментов Линда, включив в ежедневный матросский паек сок лайма (да и то исключительно для того, чтобы предотвратить поражение своей страдающей цингой флотилии в морском сражении). Благодаря соку лайма британский военно-морской флот навсегда забыл, что такое цинга. (С тех пор английских матросов стали величать лайми, а прилегающий к Темзе район Лондона, где прежде хранили коробки с лаймами, до сих пор носит название Лаймхауз.)

Веком позже, в 1891 году, Такаки, адмирал японского военно-морского флота, также ввел разнообразие в рацион японских матросов, состоявший до этого преимущественно из риса. Постоянная рисовая диета вызывала у экипажей японских судов заболевание, известное под названием бери-бери.

В 1894 г. в норвежском флоте в целях улучшения питания  личного состава, вместо ржаных сухарей  приказано было выдавать белый хлеб, а маргарин заменили сливочным маслом. Личный состав флота, лишенный ржаных сухарей и маргарина, в длительных плаваниях болел бери-бери, а экипаж "старого морского волка", делившегося с командой ржаными сухарями, от авитаминоза В₁ на страдал.

Несмотря на то, что хотя и в достаточной  степени случайно, но все же способы  лечения цинги и бери-бери были найдены, медики XIX века отказывались верить тому, что заболевания можно лечить с помощью диеты, их недоверие особенно возросло после того, как Пастер выдвинул теорию, согласно которой причиной болезней являлись микробы.

Экспериментальное обоснование и научно-теоретическое обобщение многовекового практического опыта впервые стали возможны благодаря открывшем новую главу в науке исследованием русского ученого Николая Ивановича Лунина, изучавшего в лаборатории Г.А. Бунге роль минеральных веществ в питании. В 1880 г. он защитил диссертацию "О значении неорганических солей для питания животных".

Довольно близко к идее о существовании витаминов  был В.В. Пашутин, считавший цингу одной из форм голодания в результате дефицита в пище содержащегося в растениях неизвестного вещества. Блестящим подтверждением правильности вывода Н.И. Лунина стало установление в 1896 причины болезни бери-бери, которая была особенно широко распространена в Японии и Индонезии среди населения, питавшегося главным образом полированным рисом.

Голландского  врача Христиана Эйкмана послали исследовать бери-бери в бывшие в то время голландской колонией острова Вест-Индии (ныне территория Индонезии), поскольку они являлись эпидемическим районом этого заболевания (даже в наши дни, когда известны причины, вызывающие болезнь, и способы ее лечения, бери-бери ежегодно уносит около 100 000 жизней). Тактаки остановил распространение болезни, изменив диету, но жителям этого азиатского региона не приходило в голову, что причина этой болезни связана с особенностями питания.

Вначале Эйкман посчитал, что бери-бери — заболевание, вызываемое микробами, и, чтобы попытаться найти возбудителей этой болезни, использовал в качестве подопытных животных цыплят. По счастливой случайности человек, который следил за птицей, оказался нечист на руку. Почти всех цыплят разбил паралич, от которого большинство из них погибли, но те, которые остались живы, через четыре месяца пришли в себя и стали совершенно здоровыми. Эйкман, озабоченный тем, что его попытка обнаружить возбудителей болезни оказалась неудачной, поинтересовался, чем кормили цыплят, и обнаружил, что его слуга, отвечавший за их содержание, экономил на птице (что оказалось очень кстати): цыплят кормили остатками пищи из местного военного госпиталя — то есть преимущественно очищенным рисом. Когда же через несколько месяцев Эйкман нанял другого помощника, тот положил конец мелкому жульничеству и стал кормить цыплят тем, чем и положено, — неочищенным рисовым зерном, благодаря чему цыплята и выздоровели.

Рис, предназначенный  для питания человека, шлифуют для того, чтобы он лучше хранился. Дело в том, что в рисовой шелухе содержатся масла, которые быстро прогоркают. Эйкман и Геррит Грине, который с ним вместе работал, попробовали выяснить, что же такое содержится в рисовой шелухе, что предотвращает заболевание. Им удалось экстрагировать это вещество из шелухи водой, после чего они обнаружили, что оно проникает через мембрану, сквозь которую не проходят белки. Значит, молекулы вещества, поисками которого они занимались, должны быть небольшими. На этом исследовательские возможности Эйкмана были исчерпаны, и ему так и не удалось идентифицировать вещество, предохраняющее от бери-бери.

За пионерскую работу в обнаружении полезных питательных  веществ, необходимых для жизни, Эйкман и Хопкинс в 1929 году были удостоены Нобелевской премии по медицине и физиологии.

Перед учеными  возникла новая задача: найти в  продуктах питания эти жизненно необходимые факторы. У. Сузуки, Т. Шимамура и С. Одаке экстрагировали из рисовой шелухи вещество, которое весьма эффективно предотвращало и излечивало бери-бери. Пяти - десяти миллиграммов этого вещества было достаточно, чтобы полностью вылечить кур. В том же году английский биохимик, поляк по происхождению, Казимир Фанк (позже он перебрался в Соединенные Штаты) выделил подобное вещество из дрожжей.

Поскольку, как  было установлено, это вещество по химической природе было амином (оно содержало аминогруппу NH₂), Фанк назвал его витамином, что в переводе с латыни означает «жизненный амин». Фанк высказал предположение, что бери-бери, цинга, пеллагра, рахит— все эти заболевания возникают из-за нехватки жизненных аминов в организме. Предположение ученого оказалось верным только в том смысле, что все указанные заболевания действительно возникают при дефиците определенных веществ, содержащихся в пище в небольших количествах. Но, как оказалось позже, вовсе не все витамины по химической природе являются аминами. Тем не менее, термин "витамины" настолько прочно вошел в обиход, что менять его не имело уже смысла.

Примерно к 1930 году стало ясно, что витамин В — это не одно вещество, а целая группа соединений, различающихся по своим свойствам. Тот его компонент, который был эффективен при лечении бери-бери, назвали витамином В₂, второй его компонент — витамином В₃ и т. д. Как оказалось впоследствии, открытие некоторых новых факторов, принадлежащих к группе витаминов В, оказалось артефактом. Это касается витаминов В₃, В₄ или В₅, о которых со времени заявления об их существовании никто больше не слышал. Тем не менее, число этих факторов возросло до 14. В целом эта группа витаминов (все они растворимы в воде) получила название комплекс витамина В.