Изучение свойств и методик определения витамина Р

 

Министерство образования и науки РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ государственное бюджетное образовательное учреждение

 «БРЯНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени  И.Г. Петровского»

ЕСТЕСТВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

Кафедра Химии

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

на тему: «Изучение свойств и методик определения витамина Р »

Специальность  Биохимия

 

 

 

 

                                         Выполнил: студент

3 курса 7 группы

Меркачев Вячеслав

 Викторович

 

 

Проверил: доцент

                           Баширова Н.Ф.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Брянск 2013

Содержание:

- Введение.

Проблема витамина Р сегодня

1. Обзор Литературы

1.1 Химическая природа витамина Р (флавоноиды).

1.2. Свойства  флавоноидов.

1.3. Распростронение  в природе.

1.3.1.Симптомы передозировки и  дефицита витамина P.

1.3.2. Синтетические препараты содержащие Флавоноиды.

1.4.Физиологическая  и  биохимическая функция флавоноидов.

1.4.1. На организм.

1.4.2. На кожу.

1.5.Онкопротекторные, детоксикационные, кардиопротекторные и гепатопротекторные свойства. 

1.6. Общая функции витамина Р.

1.6.1. Полезен для кожи и сосудов.

1.6.2. Профилактика атеросклероза.

1.6.3. В помощь иммунитету.

1.6.4. Против рака.

1.6.6. Пищеварение и витамин Р.

1.6.5. Польза для глаз.

1.6.7. Артериальное давление.

1.6.8. Гормоны и флавоноиды.

1.6.9.  Снижая проявления аллергии.

1.6.10. Воздействие на опорно-двигательный  аппарат.

1.7. Взаимодействие Биофлавоноидом с другими активными соединениями.

1.8.Немного  о соединениях.

1.8.1. Рутин:

1.8.2. Резвератрол:

1.8.3. Силимарин:

1.8.4.  Куркумин:

1.8.5. Кверцетин:

1.8.6. Гесперидин:

1.9. Полезно знать.

2. Материалы и методы

2.1. Первичное исследование растительного сырья.

2.2. Хроматографические  методы идентификации флавоноидов.

2.2.1. Тонкослойная хроматография.

2.2.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография.

2.3. Количественное и качественное определение флавоноидов.

2.3.1. Химические методы исследования  флавоноидов.

2.3.1.2. Методы качественной идентификации  флавоноидов.

2.3.2. Объемные  методы количественного  определения флавоноидов.

2.3.3. Оптические методы определения  флавоноидов.

3. Метод определения витамина Р.

3.1. Ход работы.

3.1.2. Результаты исследования.

3.1.3. Примечание:

3.2. Вывод.

Список использованных источников

 

 

 

Введение.

Проблема витамина Р сегодня.

За последние 30 лет учеными разных стран мира выделено из растительного материала, очищено и изучено свыше 3000 соединений весьма разнообразной химической структуры и принадлежащих к тем или иным классам фенольных соединений. И оказалось, что значительная их часть, несколько сот веществ, при введении в организм животных и человека в той или иной степени проявили капилляро укрепляющую активность, т. е. по логике вещей должны быть отнесены к числу препаратов витамина Р.

 Ничего  подобного наука витаминология  до сих пор не знала. Если  сотни соединений достаточно  разнообразного строения оказывают  аналогичное действие на организм, не означает ли это, что фактически  действующей является лишь какая-то  небольшая общая часть структуры  их молекул? Тогда разнообразие  препаратов витамина Р можно было бы рассматривать как кажущееся, мнимое, как обширный выбор провитаминов, из которого организм выбирает или синтезирует нужное ему «жемчужное зерно».

 Специальные  исследования показали, что такая  характерная группировка атомов, присущая подавляющему большинству  Р-витаминных препаратов, действительно  существует. Это фенольная конфигурация  атомов. Однако среди выделенных  из растительного материала было  найдено немало веществ, в молекулах  которых эти «магические» конфигурации  атомов присутствовали, а Р-витаминной  активности не было.

 Введение  животным некоторых фенольных  соединений, так сказать, в чистом  виде, в форме очищенных препаратов  не дало не только максимального  капилляро укрепляющего эффекта (как можно было ожидать на основании опыта применения других провитаминов и витаминов), но оказалось вообще неэффективным… Это означало крах провитаминной гипотезы, пытавшейся объяснить разнообразие структур Р-витаминных фенолов и свести его «к одному знаменателю». Витамину Р удалось, таким образом, отстоять свою уникальность в мире витаминов.

 Так, может  быть, это вообще не витамин? Быть  может, роль растительных фенольных  соединений в жизни животных  и человека иная, не укладывающаяся  в рамки, понятия о витамине? Обратимся  вновь к признакам, характеризующим  витамины. О них уже шла речь  выше. Во-первых, растительные фенолы, как и другие витамины, представляют  собой низкомолекулярные органические  соединения, не синтезируемые в  организме человека и необходимые  для его нормальной жизнедеятельности, поступающие в него извне с  пищей. То обстоятельство, что они  не содержат в своей структуре  аминогрупп и вообще азота, не  может рассматриваться как решающее отличие, ибо и некоторые другие витамины, например витамин С, азота не содержат.

 Отсутствие  четкой картины Р-авитаминоза  в определенной мере настораживает  в смысле истинности витаминной  природы растительных фенолов. И  еще более существенно в этом  смысле отсутствие ясности в  вопросе о том, какая именно  часть молекулы вводимых извне  Р-витаминных препаратов, в какой  форме необходима для организма. Несмотря на настойчивые попытки  ученых, разобраться в этом вопросе  до конца не удалось.

 Далее, всем  витаминам присуща высокая биологическая  активность; достаточно суточной  дозы, исчисляемой миллиграммами  и даже микрограммами (витамин B12), чтобы удовлетворить потребность  организма в них. В случае витамина  Р задача усложняется, ибо отсутствие четкой картины авитаминоза затрудняет определение точной величины суточной потребности в нем. Кроме того, неясность основного вопроса — что именно из структуры фенольных молекул действительно необходимо для организма человека — препятствует установлению величины этой потребности. Поэтому рекомендуемая цифра от 50 до 75 мг в сутки носит в большой мере условный характер.

 Превышение  ее, даже во много раз, отрицательного  значения, видимо, не имеет — явления  Р-гипервитаминоза пока никем  не наблюдались. Что касается  возможного снижения этого норматива, то четких данных для этого  нет. Учитывая близкую связь эффектов  витаминов С и Р, взаимодействие их молекул, ученые полагают, что и потребность в них примерно одинакова.

 Третьим, и важнейшим, доказательством витаминной  природы вводимого извне вещества  является его (или образующегося  в организме его производного  продукта) постоянное присутствие  в тканях и жидкостях организма, выполнение им определенной и  важной биологической функции. Известные  нам витамины либо входят в  состав примерно ста ферментных  систем в качестве коферментов  — непременных участников каждого  элементарного акта катализа (витамины  В1, В2, В6, РР, B12, B15 и т. п.), либо являются обязательными элементами структуры биологических мембран (витамины A, D, Е, К), либо, наконец, участвуют в ферментативных реакциях окисления — восстановления в качестве донора атомов водорода (витамин С).

 

 

 

 

1. Обзор Литературы

1. Химическая природа витамина Р (флавоноиды).

Витамин P является некой совокупностью соединений, получивших общее название «биофлавоноиды». Флавоноидами называется группа природных биологически активных веществ (БАВ) – производных бензо-γ-пирона (рисунок 1.1), в основе которых лежит фенилпропановый скелет, состоящий из С6-С3-С6 углеродных единиц. Это гетероциклические соединения с атомом кислорода в кольце [1].

Рисунок 1.1  Структура бензо-γ-пирона

 

 

Рис. 1  Химическая структура основных представителей биофлавоноидов

При замещении в хромоне атома водорода в α-положении на фенильную группу образуется 2-фенил-(α)-бензо-γ-пирон или флавон (рисунок 1.2), который состоит из 2 ароматических остатков А и В и трехуглеродного звена (пропановый скелет)

 

Рисунок 1.2 – Структура флавона

 

В зависимости от степени окисления и гидроксилирования пропанового скелета С6-С3-С6 и положения фенильного радикала флавоноиды делятся на несколько групп (схема 1.1) [2].

 

 

 

 

 

Схема 1.1 – Классификация флавоноидов

 

 

 

 

Флавоны – органические соединения гетероциклического ряда, фенильная группа находится во 2-м положении. Содержатся в цветках пижмы, ромашки.

Изофлавоны – фенильная группа находится в 3-м положении. Содержатся в корнях стальника полевого.

Флавонолы – отличаются от флавонов наличием группы ОН в 3-м положении, наиболее распространенными представителями являются кверцетин, кемпферол. У высших растений особенно часто встречается кверцетин, у однодольных преобладают производные кемпферола.

Флавононы – гидрированное производное флавона, в отличие от флавона не имеют двойной связи между углеродами во 2-м и 3-м положениях. Известно свыше 30 представителей этой группы флавоноидов. Они обнаружены в семействах Rosaceae, Fabaceae и Asteraceae.

Флавононолы отличаются от флавонола отсутствием двойной связи между углеродами во 2-м и 3-м положениях. ОН-группа, как и у флавонола, находится в 3-м положении. Скелет флавонола составляет гликозид аромадендрин, содержащийся в листьях эвкалипта.

Флавоноиды, которые связаны с одной или более молекулой сахара называют гликозидами флавоноидов. Гликозиды – это сложные безазотистые органические соединения, при гидролизе распадающиеся на сахаристую часть – гликон и несахаристую – агликон или генин. Большинство из флавоноидов находятся в клетках в виде гликозидов (О-гликозидов – основная группа и С-гликозидов (гликофлавоноиды)) или находятся в виде соединений с органическими кислотами [1].

В основе строения веществ Р-витаминного действия лежит ядро флавона. К ним относятся рутин, эриодиктин, гесперидин, кверцетин и другие. Одним из наиболее активных соединений является рутингликозид флавона – кверцетина и дисахарида рутинозы.

1.2. Свойства флавоноидов.

По физическим свойствам флавоноиды являются кристаллическими веществами с определенной температурой плавления, без запаха, имеющие жёлтый цвет (флавоны, флавонолы), бесцветные (изофлавоны, флаваноны).  К группе флавоноидов относятся также антоцианы (природные красящие вещества растений), которые окрашиваются по-разному в зависимости от ρН среды: в кислой среде они имеют красный цвет (соли катионов), в щелочной – синий (соли анионов).

Агликоны флавоноидов, как правило, растворимы в ацетоне, спиртах, органических растворителях и нерастворимы в воде. Гликозиды плохо растворимы в воде, за исключением гликозидов, имеющих в своей молекуле более трёх остатков сахара, не растворимы в органических растворителях (эфире и хлороформе).

Флавоноидные гликозиды обладают оптической активностью, для них характерна способность к кислотному и ферментативному гидролизу. Скорость гидролиза и условия его проведения различны для различных групп флавоноидов. . Большинство дают темное окрашивание с 1%-ным р-ром FeCl3 в этаноле.

По химическим свойствам О-гликозиды (цианогенные гликозиды, агликоновый компонент которых образован из α-циангидринов) при действии разбавленных минеральных кислот и ферментов легко гидролизуются до агликона и углеводного остатка. С-гликозиды с трудом расщепляются под действием концентрированных кислот (HCI или СН3СООН) или их смесей при длительном нагревании.

Качественные  реакции:

-на катехины - ярко-малиновое окрашивание при добавлении в 1%-ный р-р ванилина в конц. соляной к-те;

-на гесперидии-по оранжево-красному окрашиванию при восстановлении с помощью Mg в соляной к-те;

-на флавонолы - увеличение интенсивности желтой окраски при добавлении водного р-ра гидроксидов щелочных металлов или NH4OH

Примерами флавоноидов, значимых для человека являются рутин и квертецин [9]. Рутин (т. пл. 180-190°С), кверцетин (т. пл. 316-317°С), они практически не растворимы  в холодной воде, трудно растворимы в кипящей воде и спиртах, растворимы в разбавленных  водных растворах.

Рутин – органическое соединение из группы флавоноидов, обладающее витаминной активностью. По химической структуре рутин представляет собой 5,7,3’,4’-OH-3-рамноглюкозид (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 – Химическая структура рутина

 

 

Кверцетин (рисунок 1.4) является агликоном рутина. По химической структуре кверцетин представляет собой 3,5,7,3'4'-Пентаоксифлавон [3,5].

 

Рисунок 1.4 – Химическая структура кверцетина

1.3. Распространение в природе.

Биофлавоноиды - нетоксические соединения растительного происхождения, которые встречаются практически везде. Чудесные краски осенних лесов, существующие благодаря биофлавоноидам, можно увидеть только при прекращении синтеза зеленого пигмента (хлорофилла). Согласно мнению экспертов, присутствие биофлавоноидов в королевстве растений доказывает их необходимость для жизни.

Биофлавоноиды широко распространены в различных органах растения: цветках, листьях, плодах. Наиболее богаты ими молодые цветки, незрелые плоды. Локализуются в клеточном соке в растворенном виде. Во многих фруктах и ягодах биофлавоноиды более или менее равномерно распределены в кожице и мякоти. Поэтому слива, вишня, черника имеют ровную окраску. В противоположность этому в плодах некоторых других растений флавоноиды содержатся, в основном, в кожице и в меньшей степени - в мякоти. А в яблоках, например, они имеются только в кожице. Наибольшее количество биофлавоноидов содержится в черноплодной рябине, шиповнике, винограде, черной смородине, красном перце, чернике, малине. Источниками также являются: белая оболочка под кожурой цитрусовых фруктов, перец, гречка, черная смородина, а также абрикосы, вишня, грейпфруты, виноград, лимоны, апельсины, чернослив, плоды шиповника, ягоды бузины, ягоды боярышника, хвощ.