Лабораторная работа № 3. Витамин А - циклический высокомолекулярный спирт.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА ВИТАМИНЫ

ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

ВИТАМИН А (Ретинол)

Витамин А - циклический высокомолекулярный спирт.

Предшественниками витамина А являются каратиноиды, которые превращаются в витамин А в печени и слизистой оболоч­ке тонких кивок при участии каротиназы.

Признаками авитаминоза витамина А являются заболевания роговицы глаз (ксерофтальмия), повышенная утомляемость, за­держка роста.

Реакция витамина А с серной кислотой

(реакция Друммонда)
Ход работы: Одну каплю рыбьего жира растворяют в 4-5 каплях хлороформа и прибавляют 1 каплю концентрированной серной кислоты. Появляется голубое окрашивание, быстро переходящее в буро-красное.

В основе приведенной реакции лежит способность серной кислоты отнимать от витамина А воду с образованием цветных продуктов реакции.

Реакция с сульфатом железа (II)

Ход работы: К 1-2 каплям рыбьего жира или 0,05%-ного раствора вита­мина А в хлороформе добавляют 5-10 капель ледяной уксусной кислоты, насыщенной сульфатом железа (II) и 1-2 капли концентрированной серной кислоты. Появляется голубое окраши­вание, постепенно переходящее в розово-красное. Каротины дают при этой реакции зеленоватое окрашивание.

ВИТАМИН D (Кальциферрол)

Витамины группы D являются веществами стероидной приро­ды. Наибольшее практическое значение имеют витамины D₂ (эргокальциферол) и D₃ (холекальциферол).

D₂ D₃

Недостаток витамина D приводит к нарушению обмена со­лей кальция и фосфора, что вызывает у детей заболевание – рахит, у взрослых - явление остеопороза (хрупкость) и остео­маляции (размягчение костей).

Бромхлороформная проба на витамин D

Рыбий жир, содержащий витамин D, при добавлении рас­твора брома в хлороформе окрашивается в зеленовато-голубой цвет.

Ход работы: В сухую пробирку налить 0,5 мл рыбьего жира и 1 мл рас­твора брома в хлороформе (1:60). Наблюдают изменение окраски.

Анилиновая проба на витамин D

При нагревании рыбьего жира, содержащего кальциферол, со смесью анилина и концентрированной НС1 раствор приобретает красную окраску.

Ход работы: В сухую пробирку наливают 1 мл рыбьего жира и 1 мл смеси анилина с концентрированной соляной кислотой (15:1), перемешивают, осторожно нагревают при постоянном помешива­нии до кипения и кипятят 0,5 мин. При наличии витамина D желтая эмульсия делается сначала зеленой, а затем красной. Через 1-2 мин эмульсия делится на два слоя, из которых ниж­ний окрашен в интенсивный красный цвет.

ВИТАМИН E (Токоферол)

К группе витаминов Е относятся несколько соединений, имеющих в своей структуре бензольный и пирановый циклы. Наи­большей витаминной активностью обладает токоферол, у ко­торого бензольное кольцо является полностью замещенным.

α-токоферол

Витамин Е – фактор размножения. При недостатке витами­на Е у животных развивается бесплодие.

Реакция с концентрированной азотной кислотой

Ход работы: В сухую пробирку берут 4-5 капель 0,1% спиртового рас­твора токоферола, прибавляют 10 капель концентрированной азотной кислоты и содержимое пробирки встряхивают.

Пробирку помещают в водяную баню, нагретую до 70°С. Образуется эмульсия, которая постепенно расслаивается: верхний масляный слой приобретает красную окраску. Окрашива­ние обусловлено окислением токоферола до токоферилхинона, окрашенного в красный или желтовато-красный цвет.

Реакция с хлоридом железа (III)

Ход работы: В сухую пробирку берут 4-5 капель 0,1% -ного спиртово­го раствора токоферола, прибавляют 0,5 мл хлорида железа (III) и тщательно перемешивают содержимое пробирки.

Раствор окрашивается при нагревании в красный цвет в результате окисления токоферола хлоридом железа (III) в токоферилхинон:

где R – радикал изогексадекана.

ВИТАМИН К (Антигеморрагический)

Витамины группы К являются производными 2-метил-1,4-нафтохинона:

Витамины группы К принимают участие в образовании соединений – факторов свертывания крови (протромбина, тромботропина, проконвертина), синтез которых осуществляется в печени.

Искуственно синтезированные аналоги витамина К (викасол, метинон, фтиокол и др.) обладают высокой биологической активностью.

Реакция со щелочным раствором цистеина

Ход работы: В пробирку наливают 1 мл 0,1%-ного спиртового раствора викасола (или 0,2%-ного спиртового раствора метинона). Затем прибавляют 2 капли 0,025%-ного раствора цистеина и 2 капли 10%-ного раствора гидроксида натрия. Появляется жел­тое окрашивание.

Реакция с анилином

Ход работы: К 2 мл 0,2%-ного раствора метинона добавляют 1 мл анилина, перемешивают. Смесь окрашивается в красный цвет:

метинон анилин 2-метил-3-фенил восстановленный

амино-1,4-нафтохинон метинон

ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

ВИТАМИН В1 (Тиамин)

В состав молекулы тиамина входят два гетероцикла – пиримидиновый и тиазольный, связанные метиленовой группой.

В тканях организма животных тиамин превращается в пирофосфорный эфир - тиаминпирофосфат, являющийся коферментом фермента углеродного обмена - карбоксилазы. Недостаток витамина В1 приводит к накоплению пировиноградной кислоты в тканях, что связано с возникновением заболевания - поли­неврит.

Диазореакция на витамин В1

Раствор тиамина при добавлении к нему диазореактива и щелочи окрашивается в розовато-оранжевый или красный цвет. Подобную реакцию с диазореактивом дают вещества, имеющие в своей структуре фенольные, имидазольные, пиррольные, тиазоловые группировки (адреналин, тиамин, карнозин, желчные пигменты, гистамин и др.). Поэтому препараты для определения тиамина должны быть очищены от белков и других веществ, дающих такую же реакцию.

Ход работы: К 1 мл 1%-ного раствора сульфаниловой кислоты добав­ляют 1 мл 5%-ного раствора азотнокислого натрия. К полученному диазореактиву добавляют 1,5-2 мл насыщенного раствора соды и по стенке 1 мл 0,1%-ного раствора тиамина. На границе раздела появляется розово-оранжевое кольцо, через 2-3 минуты становится более интенсивным.

Реакция окисления тиамина в тиохром

Ход работы: К 1 мл 0,1%-ного раствора тиамина добавляют 5-10 ка­пель 5%-ного раствора гексоциано-(III)-феррата калия и 2 мл 30%-ного гидроксида натрия, содержимое тщательно перемешивают. При нагревании жидкость окрашивается в желтый цвет вследствие превращения тиамина в тиохром.

ВИТАМИН В2

Рибофлавин по химической природе - диметилзамещенное производное изоаллоксазина, связанного в положении 9 с остатком пятиатомного спирта рибитола.

Витамин В₂ входит в состав небелковой группы окислительно-восстановительных ферментов (флавиновых), участвующих в переносе водорода.

Восстановление рибофлавина

Рибофлавин обратимо окисляется- восстанавливается, отдавая или присоединяя водород к атомам азота изоаллоксазиновой группировки в 1-ом и 10-ом положениях. При его восста­новлении образуется бесцветное, соединение лейкофлавин – восстановленная форма рибофлавина. Окисленная форма – рибофлавин – желтого цвета.

Добавление к раствору рибофлавина концентрированной со­ляной кислоты и металлического цинка приводит к восстановле­нию рибофлавина.

Рибофлавин Лейкофлавин

Ход работы: В пробирку налить 1,5 мл 0,025%-ного раствора рибофла­вина и 1 мл концентрированной НС1, а затем опустить кусочек металлического цинка. Наблюдается бурное выделение пу­зырьков водорода и постепенное окрашивание раствора в розо­вый цвет, затем происходит обесцвечивание жидкости. Если жидкость остается красной, то необходимо добавить еще кусочек металлического цинка.

Реакция рибофлавина с азотнокислым серебром

Нейтральные или слабокислые растворы рибофлавина (рН=6,5-7,2), реагируя с азотнокислым серебром, дают соединение, окрашенное в розовый и красный цвет, (образуется промежуточ­ный продукт восстановления рибофлавина - родофлавин).

Ход работы: К 1 мл раствора рибофлавина добавляют 0,5 мл раствора азотнокислого серебра. Появляется розовое или красное окра­шивание (интенсивность окраски зависит от концентрации рибоф­лавина в растворе).

ВИТАМИН В₆

Известны три вещества, обладающие свойствами витамина В₆: пиридоксол, пиридоксаль и пиридоксамин. Все они являют­ся производными пиридина.

Фосфорилированные производные пиридоксина (фосфопири-доксаль и фосфопиридоксамин) в виде коферментов участвуют в реакциях переаминирования и декарбоксилирования аминокислот. Отсутствие в пище витамина В₆ приводит к заболеванию кожи -дерматит.

Реакция витамина В₆ с хлорным железом

Ход работы: К 2,5 мл 5%-ного раствора пиридоксола прибавить 0,5 мл 5%-ного раствора хлорного железа и встряхнуть, жидкость окрашивается в красный цвет вследствие образования комплексного соединения типа фенолята железа.

ВИТАМИН С

Аскорбиновая кислота по химической природе - окислен­ное производное шестиатомного спирта сорбита. Диенольная группа обуславливает способность витамина С легко под­вергаться окислению с одновременным восстановлением других соединений. При окислении аскорбиновая кислота дает дегидроаскорбиновую кислоту, сохраняющую витаминную ценность.

Дегидроаскорбиновая кислота - неустойчивое соединение и при восстановлении снова переходит в аскорбиновую кислоту. Благодаря этой способности витамин С принимает активное участие в окислительно-восстановительных процессах в организме, являясь активатором или ингибитором ряда ферментных систем.

Отсутствие в пище витамина С вызывает заболевание, известное под названием цинги или скорбута.

Качественные реакции на витамин С основаны на его способности легко вступать в окислительно-восстановительные реакции, и восстанавливать, например, метиленовую синь, 2,6-дихлорфенолиндофенол, гексоциано-(III) феррат калия, нитрат серебра и др.

Взаимодействие с метиленовой синью.

Ход работы: К 1 мл сока капусты в пробирке прибавляют 1 мл 0,01%-ного раствора метиленовой сини, перемешивают и закры­вают пробкой для предохранения от соприкосновения с кислоро­дом воздуха. Пробирку помещают в термостат при 37-40 ^◦С. Через некоторое время жидкость в пробирке обесцвечивается за счет восстановления метиленовой сини в бесцветную лейкоформу и образования дегидроаскорбиновой кислоты. Если затем бесцветный раствор метиленовой сини энергично встряхнуть, не препятствуя поступлению воздуха в пробирку, то раствор вновь приобретает синий цвет.

Реакция с гексациано-(III) ферратом калия

Аскорбиновая кислота, окисляясь, восстанавливает гексациано-(III) феррат калия К₃[Fе(CN)₆] до гексациано-(II) феррата калия К₄[Fе(CN)₆], который с ионом железа в степени окисления +3 образует в кислой среде гексациано-(II)феррат железа (берлинскую лазурь Fe₄[Fe(CN)₆]₃):

Ход работы: К 1 мл сока капусты прибавляют 2 капли раствора гидроксида калия, 2 капли раствора гексациано-(III) феррата калия и энергично встряхивают содержимое пробирки. Затем в пробирку добавляют 6-8 капель 10%-ного раствора соляной кислоты и 1-2 капли раствора хлорида железа (III), выпадает синий (или зе­леновато-синий) осадок берлинской лазури.