Vitamine Hidrosolubile Vitamina B 13
VITAMINE HIDROSOLUBILE
VITAMINA B 13
CUPRINS
INTRODUCERE
CAPITOLUL 1. DATE DESPRE VITAMINE
1.1. Generalitati
1.2. Istoricul vitaminelor
1.3. Actiunea vitaminelor
CAPITOLUL 2. VITAMINA B
2.1. Generalitati
2.2. Clasificare
2.2.1. Vitamina B1(tiamina)
2.2.2. Vitamina B2 (riboflavina)
2.2.3. Vitamina B 3 (niacina)
2.2.4. Vitamina B 4 (adenina)
2.2.5. Vitamina B 5 (acidul pantotenic)
2.2.6. Vitamina B 6 (piridoxina)
2.2.7. Vitamina B 7 (biotina)
2.2.8. Vitamina B 8 (colina)
2.2.9. Vitamina B 9 (acidul folic)
2.2.10. Vitamina B 10 (acidul para-amino-benzoic)
2.2.11. Vitamina B 12(cobalamina)
CAPITOLUL 3. VITAMINA B13
3.1. Generalitãți
3.2. Proprietãți fizice
3.3. Proprietãți chimice
3.3.1. Formarea complexilor acidului orotic cu metale
3.3.2. Sinteze de ortoamide
3.3.3. Decarboxilarea acidului orotic
3.3.4. Esterificarea acidului orotic
3.4. Sinteze de acid orotic
3.5. Utilizãri
CAPITOLUL 4. PARTEA EXPERIMENTALÃ
4.1. Generalitãți
4.2. Mod de lucru
4.3. Instalația de laborator
4.4. Caracteristicile materiilor prime utilizate
4.5. Determinarea caracteristicilor fizico-chimice
4.6. Prelucrarea produsului finit prin recristalizare
CAPITOLUL 5. REZULTATE ȘI DISCUȚII
5.1. Sinteze efectuate
5.2. Obținerea intermediarului acidul 2,6-dicetopirimidin-4-acetic
5.2.1. Influența timpului de încălzire asupra randamentului
5.2.2. Influența temperaturii la obținerea acidului 2,6- dicetopirimidin – 4- acetic
5.3. Obținerea acidului orotic
5.3.1. Influența timpului de reacție asupra randamentului în acid orotic
5.3.2. Influența temperaturii de reacție
5.3.3. Influența raportului de reactanți
5.4. Influența recristalizării asupra randamentului de reacție
5.5. Caracterizarea produsului finit
5.6. Concluzii
CONCLUZII GENERALE
BIBLIOGRAFIE
INTRODUCERE
O alimentație echilibrată, ce asigură o viață sănatoasă trebuie să includă toate substanțele necesare unei bune funcționări a organismului în proporțiile și combinațiile cerute de către indivizi: proteine, grăsimi, hidrați de carbon, fibre și apă, căci citandu-l pe Socrate: “mâncăm ca să trăim și nu trăim ca să mâncăm”.
Vitaminele sunt substanțe organice necesare creșterii și bunei funcționări a organismului, pe care organismul le fabrică în cantitate insuficientă pentru a-și acoperi nevoile (vitaminele B6, B8, D, K) sau pe care nu le poate sintetiza [1].
Vitaminele sunt substanțele de care organismul are nevoie deoarece: contribuie la fabricarea enzimelor necesare digestiei, absorbției și metabolismului, controlează regenerarea celulară.
Legumele, fructele, precum și multe alte produse alimentare sunt indispensabile alimentației omului contemporan. În procesul preparării și conservării se pierde, din păcate, o mare parte din valoarea nutrițională de bază și din conținutul de vitamine și minerale.
Organismul hrănit corespunzător se dezvoltă mai bine, acumulează mai mult și tratează stressul cu mai multă ușurință.
Este necesar de subliniat faptul că trăim în vremuri în care condițiile de viață se deteriorează constant, pline de influențe nefaste, obiceiuri proaste privind alimentația, activitatea fizică, fumatul și consumul de alcool. Sănatatea este extrem de vulnerabilă, astfel încât păstrarea ei devine imposibilă, chiar și cu o dietă echilibrată. Cu toate acestea, toată lumea poate profita de suplimentele alimentare cu multivitamine și minerale, adecvate tuturor categoriilor de vârstă.
Pentru procesele biochimice care au loc în organism sunt esențiale cantități determinate de vitamine și minerale [2].
Vitaminele trebuie deci aduse prin alimentație sau, în lipsă, prin medicamente. Toate sunt conținute în laptele matern, dar nu întotdeauna în cantități suficiente (vitamina K, în special, trebuie să facă obiectul unei suplimentări medicamentoase sistemice la naștere).
Dacă avem un regim echilibrat, atunci acesta furnizează toate vitaminele și elementele nutritive de care avem nevoie, dar există carențe care trebuie compensate prin administrarea de vitamine și substanțe minerale sintetizate în laborator.
În era tehnologiei de înaltă performanță, a utilizării E-urilor și a organismelor modificate genetic, numai prin informare continuă vom putea să ne asigurăm singuri un adevărat standard ridicat de viață și poate vom reuși chiar să depășim limitele fiziologice ale speranței de viață.
CAPITOLUL 1. DATE DESPRE VITAMINE
1.1. Generalitati
Vitaminele sunt factori alimentari cu structură organică indispensabili pentru metabolism, având funcție de coenzime sau precursori ai coenzimelor. Deficitul vitaminic provoacă stări patologice caracteristice care pot fi corectate specific prin administrarea vitaminei corespunzătoare ca medicament [3].
Vitaminele reprezintă un grup de substanțe organice naturale, necesare organismului (deși în cantități mici), pentru realizarea în condiții optime a unor procese metabolice esențiale. Vitaminele, prin moleculele lor, nu eliberează energie și nu au nici roluri plastice, însă sunt esențiale în generarea acesteia [4]. Deoarece majoritatea vitaminelor nu pot fi sintetizate de către organism, acesta trebuie să le primească prin dietă (fie ca atare, fie sub formă de provitamine). Există 13 vitamine esențiale (lipsa lor afectează funcționalitatea normală a organismului): A, C, D, E, K, tiamina (B1), riboflavina (B2), niacina (B3), acidul pantotenic, biotina, vitamina B6, vitamina B12, acidul folic.
Funcțiile vitaminelor sunt complexe, incluzând aici:
funcție de hormoni sau hormon-like (vitamina D);
antioxidanți (vitamina E);
rol în creșterea și diferențierea tisulară (vitamina A).
Vitaminele sunt grupate în două categorii (această clasificare fiind utilă mai mult din punct de vedere nutrițional):
– liposolubile (A, D, E, K), acestea depozitându-se în țesuturi liposolubile și în ficat ;
– hidrosolubile (C, P, B) pe care organismul le folosește imediat, altfel se pierd prin urină. Singura vitamină hidrosolubilă ce poate realiza depozite este vitamina B 12 (la nivel hepatic), aceste depozite menținându-se ani de zile.
Vitaminele liposolubile sunt solubile în lipide și insolubile în apă, iar utilizarea (digestia și absorbția lor) depinde de capacitatea organismului de a procesa lipidele alimentare [5].
Vitaminele hidrosolubile se absorb în proporții mari din tubul digestiv, însă au nevoie de prezența acidului clorhidric în sucul gastric. Excesul lor este eliminat urinar, organismul nerealizând, cu o singură excepție, deja amintită, depozite (în caz de insuficiențe, carențele lor apar foarte repede).
Vitaminele hidrosolubile sunt cele din complexul B și vitamina C. Funcțiile lor sunt în general de a asista enzimele importante implicate în producția de energie din carbohidrați și grăsimi. Nu sunt depozitate în organism în cantități mari, deci este necesar aportul lor frecvent. Carențele de vitamine hidrosolubile afectează cel mai mult țesuturile care "cresc" sau au un metabolism rapid cum ar fi pielea, sângele, tractul digestiv și sistemul nervos. Sunt instabile în prezența căldurii și procesul de preparare al hranei afectează cantitatea de vitamine disponibile din mâncare.
Vitaminele au fost inițial denumite prin litere. Ulterior, odată cu elucidarea structurii lor chimice au primit și nume științifice.
Vitaminoidele sunt factori biochimici fără funcții enzimatice, incluși în trecut printre vitamine; din această categorie fac parte bioflavonoizii sau vitaminele P, colina, acidul pangamic, acidul alfa-lipoic și vitaminele F.
Necesarul de vitamine depinde de vârsta, activitatea fizică, felul dietei, valoarea metabolismului. Necesarul este crescut la copii, la femeile insărcinate și la cele care alăptează [4]. Deficitele vitaminice se datoresc aportului insuficient, tulburărilor de absorbție intenstinală, tratamentului îndelungat cu antibiotice pe cale orală.
Simptomele precoce ale stărilor de hipovitaminoză sunt obișnuit nespecifice și minore. Profilaxia se face printr-o alimentație bogată, echilibrată, eventual cu suplimentarea vitaminelor sub formă de preparate polivitaminice.
Pentru anumite vitamine deficitul se manifestă în cadrul unor entități clinice caracteristice, care pot îmbrăca forme severe. Principalele boli prin deficit vitaminic la om sunt: beri-beri, scorbutul, pelagra, keratomalicia și rahitismul, care impun tratamentul vitaminic specific cu doze relativ mari [6].
Există și cazuri rare de dependență vitaminică, de natură genetică, relativ la unele vitamine din complexul B și la vitamina D.
Vitaminele sunt bine suportate în doze terapeutice. Supradozarea poate provoca tulburări severe în cazul vitaminelor liposolubile.
1.2. Istoricul vitaminelor
Alimentele sau insuficiența lor au schimbat lumea. Istoria relevă suferințele oamenilor, bolile și nenorocirile înregistrate de-a lungul mileniilor din cauza insuficienței alimentelor.
Deși de-a lungul istoriei medicii cercetători au încercat să descopere legătura dintre maladii și tradițiile concrete de alimentație, teoria despre insuficiența alimentară, ca sorginte a diferitelor boli, nu a fost acceptată pe de-a-ntregul până la sfârșitul secolului al XIX-lea.
Până atunci a predominat opinia conform căreia boli de tipul scorbutului, beri-beri, pelagrei, și rahitismului, pe care medicina contemporană le clasifică drept consecințe ale avitaminozei, sunt determinate de infecții necunoscute sau de toxine alimentare [6].
Fiecare boală, precum și deficitul de vitamine care o provoacă, are un loc aparte în istoria medicinii.
Avitaminozele clasice:
Boala beri-beri: deficitul vitaminei B1 (tiaminei):
Această boală, cu exotica denumire de beri-beri afectează un număr mare de sisteme ale organismului. Insuficiența neuronală și musculară, determinată de insuficiența tiaminei în hrană, provoacă simptome variate: de la dureri și slăbiciuni până la paralizie și distrofie.
Insuficiența tiaminei poate provoca greață, vomă, peristaltică redusă a intestinelor și constipații. Avitaminoza profundă de tiamină poate cauza chiar și moartea. Până în 1890 somitățile medicale ale vremii nu au acceptat ideea că insuficiența unor substanțe în alimentație ar putea cauza moartea, când medicul danez Christian Eichamann a descoperit legătura dintre maladia beri-beri și folosirea orezului decorticat în alimentație. Zece ani mai târziu colegul său Gerrit Griyns a demonstrat că boala poate fi prevenită, adăugând coaja de orez în alimente.
Pelagra (scorbutul alpin): deficitul vitaminei PP (acidul nicotinic):
Această boală este răspandită în cazul oamenilor care folosesc porumb ca aliment de bază. Deși toate boabele conțin acid nicotinic, oamenii nu pot asimila această vitamină din bob. Deficitul acidului nicotinic provoacă nu numai apariția iritațiilor solzoase pe piele, inflamarea și hiperemia limbii, inflamarea mucoasei intestinelor și diareea, dar și dereglări grave ale sistemului nervos [6]. Deficitul acidului nicotinic în alimentație este înregistrat și în prezent în unele regiuni ale Asiei și Americii de Sud, unde porumbul constituie alimentul de bază al meniului zilnic.
Scorbutul (boala Barlow): deficitul vitaminei C (acidul ascorbic):
Scorbutul are faima celei mai cunoscute boli clasice, aparută în urma deficitului de vitamine. Descoperirea medicului flotei britanice, James Linde, făcută în anul 1753, că citricele (lămâile) și zarzavaturile previn apariția scorbutului, este apreciată chiar și de istorici.
Simptomele acestei boli apar pe neobservate. Debutul bolii este marcat de stări de moleșeală, oboseală, irascibilitate, apoi apar hemoragiile și inflamațiile gingivale, cad dinții, apar vânătăi și în sfârșit hemoragii generale care pot fi fatale. Toate acestea au loc din cauza că vitamina C are rol capital în formarea colagenului, principalul component proteic al țesutului conjunctiv, fără de care corpul “se dezmembrează”. Dacă în organism este o cantitate insuficientă de vitamina C, colagenul, necesar pentru construirea și menținerea str moartea, când medicul danez Christian Eichamann a descoperit legătura dintre maladia beri-beri și folosirea orezului decorticat în alimentație. Zece ani mai târziu colegul său Gerrit Griyns a demonstrat că boala poate fi prevenită, adăugând coaja de orez în alimente.
Pelagra (scorbutul alpin): deficitul vitaminei PP (acidul nicotinic):
Această boală este răspandită în cazul oamenilor care folosesc porumb ca aliment de bază. Deși toate boabele conțin acid nicotinic, oamenii nu pot asimila această vitamină din bob. Deficitul acidului nicotinic provoacă nu numai apariția iritațiilor solzoase pe piele, inflamarea și hiperemia limbii, inflamarea mucoasei intestinelor și diareea, dar și dereglări grave ale sistemului nervos [6]. Deficitul acidului nicotinic în alimentație este înregistrat și în prezent în unele regiuni ale Asiei și Americii de Sud, unde porumbul constituie alimentul de bază al meniului zilnic.
Scorbutul (boala Barlow): deficitul vitaminei C (acidul ascorbic):
Scorbutul are faima celei mai cunoscute boli clasice, aparută în urma deficitului de vitamine. Descoperirea medicului flotei britanice, James Linde, făcută în anul 1753, că citricele (lămâile) și zarzavaturile previn apariția scorbutului, este apreciată chiar și de istorici.
Simptomele acestei boli apar pe neobservate. Debutul bolii este marcat de stări de moleșeală, oboseală, irascibilitate, apoi apar hemoragiile și inflamațiile gingivale, cad dinții, apar vânătăi și în sfârșit hemoragii generale care pot fi fatale. Toate acestea au loc din cauza că vitamina C are rol capital în formarea colagenului, principalul component proteic al țesutului conjunctiv, fără de care corpul “se dezmembrează”. Dacă în organism este o cantitate insuficientă de vitamina C, colagenul, necesar pentru construirea și menținerea structurii țesutului conjunctiv, devine mai puțin rezistent [6]. Acest țesut, depreciat, se rupe ușor, fapt ce are repercusiuni în primul rând asupra vaselor sanguine care se fisurează și sângerează.
Rahitismul: deficitul vitaminei D (calciferolului):
Incă din antichitate copiii sufereau de rahitism, boala în urma căreia are loc deformarea oaselor. Rahitismul apare ca o consecință a două deficite specifice: deficitul de vitamina D în alimentație și deficitul de raze solare. Acestea acționează asupra unor substanțe din epiderma omului și provoacă astfel activarea vitaminei D.
Deficitul de vitamina D în alimentație poate fi o consecință a foamei, a sărăciei extreme sau a unor restricții tradiționale în meniu. Deficitul de raze solare este caracteristic persoanelor ce locuiesc în regiunile nordice, unde ziua este foarte scurtă pe perioada iernii, iar hainele groase, care ii apară de frig, nu permit nici puținelor raze solare să ajungă până la piele. În forma naturală, vitamina D se găsește numai în produsele de origine animală. În cantități mai mari calciferolul este conținut în ficat, unt, gălbenuș de ou și în peștele gras, precum scrumbia, scrumbia albastră, somonul, batogul și în grăsimea extrasă din ficatul de pește.
La mijlocul sec al XVIII-lea medicii au ajuns la concluzia că rahitismul poate fi prevenit și tratat prin adăugarea în alimentație a unturii de batog. Gustul unturii de pește este foarte neplăcut, și numai grație introducerii vitaminei D în alimentație și expunerii organismului uman la o cantitate sporită de raze solare, în prezent copiii și adolescenții evită administrarea permenentă a unturii de pește.
1.3. Actiunea vitaminelor
Energia de care avem nevoie ca să clipim din ochi, să mișcăm degetele, să respirăm, precum și necesitatea de a respira, mânca, dormi, toate acestea depind de o serie de interacțiuni chimice importante, care au loc în organismul omului. Fiecare dintre aceste reacții chimice, care ne prezintă pe noi drept o minune a naturii, este condiționată de substanțe auxiliare, numite enzime. Enzimele accelerează reacțiile [5].
Organismul nostru este compus în întregime din proteine, grăsimi, hidrați de carbon, vitamine, substanțe minerale etc.
Reacțiile chimice, accelerate de enzime și coenzime, vitamine și substanțe minerale, de obicei vizează diferite structuri chimice, transformând o moleculă în alta. Principalele vitamine care participă la aceste reacții, în calitate de coenzime, sunt:
biotina,vitamina B12,
acidul folic,
acidul nicotinic,
pantotenatul,
vitamina B6,
riboflavina,
tiamina.
Reacțiile de oxido-reducere au un rol important pentru oameni deoarece sunt esențiale în procesul de îmbătrânire.
Fiecare organ, fiecare țesut, fiecare proteină, enzimă sau celulă din corpul uman este compusă din atomi. Atomii corpului nostru se află în stare de echilibru sau sunt electroneutri. Electronii sunt particule cu sarcină negativă, care se rotesc în perechi în jurul nucleului sau centrului atomic, format din particule cu sarcină pozitivă sau fără sarcină. Dacă toți atomii din organismul nostru ar fi în permanență în stare de echilibru electric, nu am putea trăi. Viața noastră depinde de producerea energiei în urma mișcării electronilor și atomilor de la o moleculă la alta. Astfel de reacții se numesc reacții de oxido-reducere și au loc în fiecare celulă, în structurile ei interne numite mitocondrii.
În urma procesului de oxidare, electronul cedat sau pierdut încalcă echilibrul electric al moleculei și, astfel, transformă molecula în așa numitul radical liber. Odată apărut, radicalul liber devine foarte activ din punct de vedere chimic. Apariția unui radical liber declanșează un lanț de reacții biochimice.
Formarea radicalilor liberi, totuși, nu este intotdeauna spre binele nostru. Acțiunea nocivă a unor elemente chimice, a razelor solare, a ozonului, a fumului de tutun, a adaosurilor alimentare și a oxigenului se explică prin formarea radicalilor liberi, care accelerează îmbătrânirea organismului și apariția multor boli.
Tot mai mult se confirmă supoziția că distrugerea țesuturilor de către radicalii liberi este forța motrice a multor boli, începând cu artrita și terminând cu cataracta, afecțiunile sistemului cardiovascular sau cancerul. În mod frecvent radicalii liberi atacă ADN, care conține codul genetic al fiecărei celule și păstrează toată informația care ne permite să existăm.
Pe de o parte, radicalii liberi acționează, evident, ca elemente distructive, iar pe de altă parte este tot atât de evident faptul că au o mare importanță pentru sănătate. Funcționare normală a sistemului imunitar depinde de radicalii liberi [3].
Fără radicalii liberi, folosiți ca armă, forța distrugătoare a luptătorilor imuni va fi nulă și vom fi lipsiți de minimă apărare în fața oricărei infecții. Pentru a ne proteja sau a reduce la minimum acțiunea nefavorabilă a radicalilor liberi ne vom folosi de vitaminele și substanțele minerale corespunzătoare și în doze satisfăcătoare. Întrucât procesele de distrugere a celulelor au, de regulă, un caracter oxidant, vitaminele și mineralele se numesc antioxidanți. Indiferent de rolul utilizării vitaminelor în combaterea îmbătrânirii și maladiilor, numai vitaminele, singure nu pot proteja organismul de consecințele unui mod nesănătos de viață.
Macrocomponenții sunt componenții de bază ai alimentației, adică proteinele, carbohidrații și grăsimile. Toate alimentele sunt compuse din diferite cantități de proteine, carbohidrați și grăsimi, care formează terenul pe care evoluează vitaminele și substanțele minerale numite microcomponenți.
Având o dietă sănătoasă, atunci vitaminele și substanțele minerale pe care le adăugăm la structura de bază a alimentației vor fi de un mare folos [7].
CAPITOLUL 2. VITAMINA B
2.1. Generalitati
Vitamina B este un complex de mai multe vitamine. Numele său se datorează faptului că se credea la un moment dat că este o singură vitamină, precum vitamina C sau vitamina D. Pentru că cercetările ulterioare au arătat că este de fapt un complex de vitamine diferite care, prin coincidență, coexistă în aceleași mâncăruri, numele a devenit, gradat, mai puțin folosit, fiind înlocuit de termenul mai generic vitaminele B, complexul vitamina B sau de numele specific al fiecărei vitamine componente.
Vitaminele care aparțin grupului B-complex sunt: B1 (tiamina), B2 (riboflavina), B3 (niacina și niacinamida), B6 (piridoxina), B12 (cobalamina), acidul folic, acidul pantotenic, biotina, colina, inositolul și PABA (acidul para-aminobenzoic). Deși fiecare vitamină B are rolul său unic din punct de vedere biologic și proprietățile sale specifice, totuși, ca grup, aceste substanțe nutritive au multe în comun, ele fiind luate deseori ca o singură entitate. Mai mult chiar, vitaminele B acționează împreună și multe dintre ele sunt găsite în aceleași alimente.
Vitaminele B sunt utilizate cu rol de coenzime (componente-cheie ale enzimelor) în aproape orice parte a organismului. Ele sunt esențiale în menținerea sănătății sistemului nervos, a pielii, părului, ochilor, ficatului și a cavității bucale, precum și pentru păstrarea unui bun tonus muscular în tractul gastrointestinal.
Vitaminele B dau de asemenea energia necesară metabolismului carbohidraților, grăsimilor și proteinelor. Deși vitaminele B nu sunt substanțe nutritive cu efecte clare de antiîmbătrânire, totuși ele sunt implicate în prevenirea unei întregi varietăți de probleme legate de inaintarea în vârstă.
Vitaminele B sunt, de asemenea, asociate în multe privințe stresului.
Pot juca, de asemenea, un rol în funcționalitatea sistemului imunitar. Potrivit studiilor efectuate pe animale, când sunt administrate cantități mari, toate vitaminele B îmbunătățesc sistemul imunitar. Acest fapt nu este datorat numai faptului că vitaminele B acționează asupra globulelor albe din sânge sau anticorpilor, ci și datorită faptului că ele sunt o parte a enzimelor care alcătuiesc acești componenți ai sistemului imunitar.
Cercetări recente sunt axate pe utilizările vitaminelor B6, B12 și a acidului folic în tratamentul homocisteinemiei, simptom datorat existenței unei cantități mari de acid amino-homo-cisteinic în sânge [7], [8]. Această disfuncționalitate, uneori prezentă în rândul persoanelor vârstnice și datorată deficiențelor acestor vitamine, reprezintă un factor de risc pentru afecțiunile cardiovasculare și nu numai.
Un simptom similar, homocisteinuria – care reprezintă o disfuncționalitate ereditară a metabolismului – netratat, poate cauza moartea în perioada târzie a copilariei sau în cea incipientă a adolescenței și poate fi tratată cu ajutorul vitaminelor B 6, B 12 și acid folic [11].
Afecțiunile clasice recunoscute ale carenței vitaminelor B individuale includ beri-beri (tiamina) și pelagra (niacina). Totuși, carența unei singure vitamine B este rară; oamenii au mai degrabă tendința de a prezenta carențe multiple, ducând astfel la diagnosticarea mai dificilă a carenței nesimptomatice.
Cercetarea descoperă permanent funcții noi ale vitaminelor B și din ce în ce mai multe utilizări clinice ale suplimentelor cu vitaminele B. De exemplu, rolul cel mai bine fundamentat în funcționarea sistemului nervos a făcut ca mulți specialiști să utilizeze doze cu conținut ridicat în ușurarea simptomelor psihiatrice ca depresia medie, anxietatea, nervozitatea și slăbirea memoriei. Mai mult, deficiențele specifice de vitamina B s-au constatat ca fiind asociate afecțiunilor psihiatrice cum ar fi schizofrenia, depresia, fazele delirante și anxietatea [10].
Luând în considerare nivelul scăzut de toxicitate al vitaminei B complex chiar și în cazul dozelor mari, este cert că suplimentarea pare să fie demna de a fi luată în considerare.
2.2. Clasificare
2.2.1. Vitamina B1(tiamina)
Vitamina B1(tiamina) este o vitamină solubilă în apă. Formula chimică și cea structurală este prezentată în figura 1.
Figura 1. Formula tiaminei (Vitamina B1)
Câteva dintre proprietățile acestei vitamine [12] sunt prezentate în continuare :
pulbere incoloră, miros caracteristic ;
masa molară: 337,27 g·mol−1;
punct de topire: 248 °C (se descompune) ;
solubilitate bună în apă.
Necesarul zilnic de vitamina B1 este de 1,0–1,2 mg.
Ĩn organism are rol în metabolismul glucidelor și este coenzimă în reacțiile de decarboxilare.
Cea mai mare parte a tiaminei din alimente se pierde prin fierbere. Se găsește în grăunțe, bob, și semințe, carne, ficat, drojdie de bere, alune.
Insuficiența acestei vitamine duce la pierderea poftei de mâncare, hipotonie intestinală, depresie emoțională sau mentală, astenie, nervozitate, slăbirea memoriei, insensibilitate. Sindromul clasic al insuficienței se numește beri-beri.
2.2.2. Vitamina B2 (riboflavina)
Vitamina B2 (riboflavina) este o vitamină hidrosolubilă, iar formula chimică este prezentată în figura 2. Formula structurală și 3D este prezentată în figura 3.
Figura 2 Formula chimică a riboflavinei (Vitamina B 2)
Figura 3. Formula structurală și 3 D a riboflavinei
Proprietățile vitaminei B2 sunt :
Formulă chimică: C17H20N4O6 ;
Masa moleculară: 376,369 g/mol ;
Pulbere de culoare galbenă; (vezi figura 4)
Solubilitate: Apă ; (solutie galbenă ;vezi figura 4);
Punct de topire: 290 °C (dec.) [12].
Doza zilnică este : (bărbat adult) 1,7 mg/zi ; (femeie adultă) 1,6 mg/zi.
Riboflavina (E 101 dă culoare produselor alimentare ) cunoscută și sub numele de vitamina B 2, este o formă ușor de absorbit de micronutrienți, cu un rol cheie în menținerea sănătății la oameni și animale.
Figura 4. Pulbere de riboflavină și o soluție de riboflavină.
Este prezentat spectrul fluorescent al riboflavinei în figura 5.
Figura 5. Spectrul fluorescent al riboflavinei
Vitamina B2, cunoscută și sub denumirea de riboflavină, are un rol determinant în reglarea respirației celulare, în procesul de fixare a fierului în hemoglobină, în sinteza proteinelor, precum și în catabolismul lipidelor și glucidelor. Ea grăbește reacțiile din organism și este necesară pentru producerea de globule roșii în sânge. Toate acțiunile care suprasolicită organismul, precum și dezvoltarea fizică, au nevoie de un aport suplimentar de vitamina B2.
Această vitamină este rezistentă la căldură, dar foarte sensibilă la lumină și pH-ul alcalin – ea poate dispărea parțial în apa de fierbere a alimentelor.
Este utilizată pentru a întări unele produse alimentare. Se folosește în alimentele pentru copii, cereale pentru micul dejun, paste făinoase, sosuri, brânză topită, băuturi din fructe, produse din lapte îmbogățit, și unele băuturi energizante. În ceea ce privește apariția și surse de vitamina B2, extractul de drojdie este considerat a fi foarte bogat în vitamina B2.
Cereale boabe conțin concentrații relativ scăzute de vitamina B2, și de aceea în unele țări făină albă este îmbogățită prin adăugarea de vitamine.
Se găsește în ouă, carne, pește, ficat și lactate.
Au fost dezvoltate diferite procese biotehnologice pentru biosinteza riboflavinei, pe scară industrială folosindu-se diferite microorganisme, inclusiv ciuperci filamentoasă, cum ar fi : Ashbya gossypii, Candida famata si Candida flaveri, precum bacterii (ammoniagenes Corynebacterium și Bacillus subtilis).
Insuficiența se manifestă prin depresie, lezarea mucoasei bucale, dermatită seboreică, cu solzi în regiunea nasului, gurii și pe tot corpul, senzații de usturime pe organele genitale la bărbăți și femei, fotosensibilitatea ochilor și chiar formarea cataractei, amețeală.
2.2.3. Vitamina B 3 (niacina)
Vitamina B3 (niacina) este o vitamină solubilă în apă, cunoscută și sub numele de acid nicotinic. Formula chimică și structurile sunt prezentate în figura 6.
Figura 6. Formula chimică și structurile niacinei (Vitamina B 3)
Proprietățile [12] sunt următoarele:
Formula moleculară: C 6 H 5 NO 2 ;
Masa molară: 123.11 g/mol ;
Punct de topire: 236.6 °C, 510 K, 458 °F;
Punct de fierbere: se descompune ;
Solubilitate : apa.
Este un derivat de piridină, cu o grupare carboxil (COOH), în poziția 3. Alte forme de vitamina B3 includ amida corespunzătoare, nicotinamidă ( "niacinamide"), în cazul în care gruparea carboxil a fost înlocuită de o grupare amidică (CONH), precum și mai multe amide complexe și o varietate de esteri.
Denumirea de niacină, nicotinamidă, precum și de vitamina B 3 sunt adesea folosite alternativ pentru orice membru al acestei familii de compuși, din moment ce au aceeași activitate biochimică.
Ficatului poate sintetiza niacina plecând de la triptofan (aminoacizi).
Biosinteza este redată mai jos: Triptofan → Niacină
Se găsește în ficat, arahide, cereale integrale, germenii de cereale, drojdia de bere, tărâțe, gălbenușul de ou, carnea de găină și broccoli.
Insuficiența acestei vitamine în organism se intâlnește extrem de rar datorită răspândirii largi a acesteia în alimente.
Dozele farmacologice ale niacinei (1,5 – 6 g pe zi), conduc la efecte secundare, cum ar fi înroșirea pielii, mâncărimi, piele uscată, erupții cutanate, indigestie și toxicitate hepatică.
2.2.4. Vitamina B 4 (adenina)
Vitamina B 4 (adenina) este o substanță vitaminoasă, care are formula chimică prezentată în figura 7 și structura chimică și formula 3 D în figura 8. Adenina este un derivat de purină.
Figura 7. Formula chimică a adeninei (Vitamina B4)
Figura 8. Structura și formula 3 D a adeninei (Vitamina B4)
Proprietățile vitaminei B4 sunt următoarele:
Formula moleculară: C5H5N5 ;
Masa moleculară: 135.13 g/mol;
Temperatura de topire: 360–365 °C.
Metabolismul purinei implică formarea de adenină și guanină. Ambii sunt derivați din inozin monofosfat de nucleotide (IMP), care este sintetizată printr-o cale complexă folosind amino acizi ( glicină, glutamina, și acid aspartic) [12].
Se găsește în ouă, ficat, boabe de soia, fulgii de ovăz, conopidă, varză, arahidele.
Insuficiența acestei vitamine în organism se manifestă prin intoleranța la grăsimi, hipertensiune, creștere lentă, ulcere gastrice, dereglarea ritmului cardiac, insuficiența renală și hepatică.
2.2.5. Vitamina B 5 (acidul pantotenic)
Vitamina B 5, acidul pantotenic a fost numit astfel după cuvântul grec "pantoten", ce semnifică "peste tot". În natură, acest acid este omniprezent. În grupa vitaminelor solubile în apă și sintetizate de plantele verzi și multe alte microorganisme, vitamina B 5 este cea care ajunge în țesuturile animalelor ce le consumă, mai ales în ficat.
În figura 9 este reprezentată structura acidului pantotenic.
Această vitamină este necesară pentru a susține viața (substanțe nutritive esențiale).
Acidul pantotenic este necesar pentru a forma coenzima-A (CC), și este esențial în metabolismul și sinteza de carbohidrați, proteine și grăsimi. Din punct de vedere chimic, este o amidă între D-pantoat și beta-alanină.
Figura 9. Structura acidului pantotenic (Vitamina B5)
Insuficiența acestei vitamine în organism se întâlnește extrem de rar datorită răspândirii largi a acesteia în alimente.
Mici cantități de acid pantotenic se regăsesc în aproape toate produsele alimentare. Cantități mari se găsesc în cereale, legume, ouă, carne, și lăptișor de matcă.
2.2.6. Vitamina B 6 (piridoxina)
Vitamina B 6 (piridoxina) este o vitamină solubilă în apă, cu formula chimică prezentată în figura 10. Structura chimică se bazează pe un inel piridinic, cu substituenții hidroxil, metil și hidroximetil.
Figura 10. Formula chimică a piridoxinei (Vitamina B 6)
Proprietățile piridoxinei [12] sunt:
aspect: solid incolor ;
masa molară: 169,18 g/mol;
punct de topire: 156–159 °C;
solubilitate în apă: în raport de 120 g/l (20 °C) .
Necesarul zilnic de vitamină este de 1,6–1,8 mg. Supradozarea apare la cantități >500 mg/zi.
Piridoxina ajută la echilibrarea nivelelor de sodiul și potasiu, precum și la producerea globulelor roșii din sânge. Este legată de sănătatea cardiovasculară, de imunitatea față de cancer și ajută la combaterea formării homocisteinelor. Lipsa de piridoxină poate cauza anemie, leziuni ale nervilor, convulsii, probleme ale pielii, precum și leziuni în cavitatea bucală.
O sursă foarte bună de piridoxină este fructul dragon din Asia de Sud-Est [13]. Piridoxina nu se găsește în mod normal în plante și plantele nu sunt principala sursă din această vitamină.
Acesta poate fi utilizată pe cale orală, ca o tabletă, capsulă, sau soluție. Poate fi, de asemenea, utilizata ca spray nazal sau injectabilă, atunci când este sub formă de soluție.
Aportul zilnic de vitamina B 6 este de până la 200 mg pe zi la adulți. Vitamina B 6 poate provoca tulburări neurologice, cum ar fi pierderea de senzație în picioare și dezechilibru, dacă este luată în doze mari (200 mg sau mai mult pe zi) pe o perioadă lungă de timp. Toxicitatea vitaminei B 6 poate deteriora nervii senzoriale, care conduc la amorțeală la nivelul mâinilor și picioarelor, precum și dificultăți de mers.
Se găsește în ficat, boabe de soia, banane, carne de vită și de pasăre, ton, rinichi, somon.
Insuficiența acestei vitamine în organism se manifestă prin anemie, pierderea poftei de mâncare, stări de greață, ulcerațiile cavității bucale, stări de amețeală, de amorțire, somnolență, oboseală, stare generală proastă.
2.2.7. Vitamina B 7 (biotina)
Vitamina B7 (biotina) are formula chimică prezentată în figura 11 și structura prezentată în figura 12. Este o vitamină solubilă.
Figura 11. Formula chimică a biotinei ( Vitamina B7)
Figura 12. Structura chimică a biotinei ( Vitamina B7)
Proprietățile biotinei [12] sunt :
Formula moleculară : C10H16N2O3S ;
Masa molară : 244.31 g mol −1 ;
Aspectul : Ace albr cristaline;
Punct de topire :232-233 °C ;
Solubilitate în apă 22 mg/100 mL .
Surse naturale: gălbenuș de ou, creier, inimă, ficat, legume cu frunze verzi, drojdie.
Ea intervine în producerea energiei necesare vieții celulare. Biotina este necesară pentru creșterea celulară, producția de acizi grași, precum și în metabolismul grăsimilor și aminoacizilor.
Absența sa provoacă căderea părului, rărirea genelor și sprâncenelor. De asemenea, se poate observa inflamarea pielii din jurul orificiilor nazale și a unghiilor. Albușul de ou crud se opune absorbției acestei vitamine și favorizează apariția carențelor.
2.2.8. Vitamina B 8 (colina)
Vitamina B 8 (colina) e un alt membru al familiei B complex și acționează ca agent de emulsionare a grăsimilor.
Se găsește în drojdia de bere, conopidă, ciuperci, carne de pui, ouă, fasole și mazăre uscată.
Cooperează la prelucrarea lipidelor și colesterolului. Ajută la transmiterea impulsurilor nervoase, mai cu seamă a celor cu rol în procesul memoriei, contribuie la eliminare toxinelor din organism. Are efect calmant și e folosită ca adjuvant în tratamentul bolii Alzheimer.
2.2.9. Vitamina B 9 (acidul folic)
Vitamina B 9 (acidul folic) are formula chimică prezentată în figura 13 și structura prezentată în figura 14.
Figura 13. Formula chimică a acidul folic (Vitamina B9)
Figura 14. Structura chimică a acidul folic (Vitamina B 9)
Propritățile acidului folic [12] sunt:
Formula moleculară: C19H19N7O6 ;
Masa molară : 441.4 g mol −1 ;
Aspectul: pulbere cristalină galben-portocaliu;
Punct de topire: 250 °C (523 K), decomp. ;
Solubilitate în apă: 0.0016 mg/ml (25 °C);
Aciditate: (pKa)1 : 2.3, (pKa)2 : 8.3 .
Se găsește în morcovi, varză crudă, sparanghel, spanac, fasole verde, gătite rapid și în laptele de vacă. Este de asemenea prezentă în carne, ouă și ficat.
Favorizează creșterea părului și previne ateroscleroza.
Împreună cu colina participă la biosinteza fosfolipidelor, componente esențiale ale membranei celulei nervoase. Ca urmare, este absolut indispensabilă transmiterii influxului nervos și, deci, activității cerebrale. Are și un efect calmant pronunțat.
Avitaminoza de acid folic provoacă profunde tulburări în formarea și maturarea eritrocitelor și leucocitelor. Apare anemia severă.
2.2.10. Vitamina B 10 (acidul para-amino-benzoic)
Vitamina B10 (acidul para-amino-benzoic sau PABA) contribuie la metabolismul fierului și la formarea hematiilor (globulelor rosii).
În figura 15 este prezentată formula chimică și structura 3 D a vitaminei B10 (acidul para-amino-benzoic).
Figura 15. Formula chimică și structurile acidul para-amino-benzoic (Vitamina B10)
Proprietățile acidului para-amino-benzoic 6 [12] sunt următoarele :
Formula moleculară: C7H7NO2 ;
Masa molară: 137.14 g mol −1 ;
Aspectul : Cristale albe
Densitatea : 1.374 g / ml
Punct de topire : 187–189 °C ;
Solubilitate în apă: 1 g/170 ml (25°C) 1 g/90 ml (90 ° C).
Industrial, acidul para-amino-benzoic se obține prin două metode:
reducerea acidului 4-nitrobenzoic și
degradarea Hoffman a monoamidei acidului tereftalic [14].
Sare de potasiu a acidul para-amino-benzoic este utilizată ca un medicament împotriva afecțiunilor cutanate fibroase. Este, de asemenea, ocazional, utilizat în formă de pastile de către persoanelor care suferă de sindromul intestinului iritabil.
Acidul para-amino-benzoic este utilizat ca și supliment nutrițional, fiind folosit împotriva oboselii, iritabilității, depresie, eczemelor umede, rigidizării premature a pielii, depigmentării pielii.
Sursele alimentare de acid para-amino-benzoic includ ficatul, drojdia de bere (și berea nefiltrata), rinichii, melasa, si cerealele integrale.
2.2.11. Vitamina B 12(cobalamina)
Vitamina B12 (cobalamina) este o vitamină solubilă în apă, se găsește numai în produsele de proveniență animală.
Formula chimică și structura vitaminei B12 sunt prezentate în figura 16.
Figura 16. Formula chimică și structura cobalaminei (vitamina B12)
Proprietățile cobalaminei sunt :
Stare de agregare: solidă;
Solubilitate: Apa (puțin solubilă) ;
Punct de topire: 392 C
Doza zilnică este de : (bărbat adult) 2 μg/zi; (femeie adultă) 1,5 μg/zi
Top of Form
Bottom of Form
Vitamina B12 se găsește numai în produsele alimentare de origine animală [10]. Sursele alimentare includ : pește, produse lactate, organe de animale (în special ficat și rinichi), ouă, carne de vită și de porc.
Constituie cel mai puternic factor antianemic cunoscut până în prezent. Vitamina B12 participă la înmulțirea celulelor, proces comun tuturor celulelor vii. Ținând cont chiar și numai de acest fapt, se poate aprecia importanța acestei vitamine pentru sănătate.
Este de remarcat importanța deosebită a vitaminei pentru țesuturile care se înmulțesc intens: celulele sângelui, celulele pielii și celulele mucoasei intestinale [14].
Vitamina B12 joacă rol de coenzimă în cadrul unor procese metabolice.
Insuficiența acestei vitamine se manifestă prin anemie, deranjamente ale tractului intestinal, oboseală, depresie [15] stări de amețeală, dureri de cap, amorțire și alte disfuncții nervoase [16].
CAPITOLUL 3. VITAMINA B13
3.1. Generalitãți
Această vitamină, cunoscută și sub numele de acid orotic, este eficientă în special în afecțiuni hepatice, protejează flora intestinală, previne îmbătrânirea prematură și este folosită ca adjuvant în scleroza multiplă.
Cele mai bune surse de vitamina B13 le găsim în diverse lactate precum iaurt, chefir și zer, în toate legumele rădăcinoase și în drojdia de bere.
Vitamina B13 este folosită ca ingredient în produsele cosmetice. În combinație cu vitaminele din complexul B, vitamina B13 contribuie și la formarea globulelor roșii. Semnificativ este faptul că în acidul orotic se găsesc și unele minerale: magneziu, potasiu și calciu.
Din punct de vedere chimic acid orotic este un compus heterociclic și un acid, este, de asemenea, cunoscut sub numele de acid pirimidincarboxilic. Acidul orotic a fost considerat a fi o parte din complexul de vitamine B, și a fost numit de aceea vitamina B13, dar în prezent este cunoscut faptul că acidul orotic nu este o vitamină, dar este în schimb fabricat în organism cu ajutorul florei intestinale.
3.2. Proprietãți fizice
Acidul orotic vitamina B 13 este un compus heterociclic acid , este cunoscut și ca acid pirimidin carboxilic (acid Uracil-6-carboxilic).
Formula chimică este :
Formula structurală este prezentată în figura 17.
Figura 17. Formula structurală
Formula moleculară : C5H4N2O4
Masa moleculară : 156.10
Temperatura de topire: 345-346 ºC
Acidul orotic este puțin solubil în apă, până la 1,7 g/l și încărcat negativ, chiar și în condiții puternic acide, din cauza delocalizării sarcinii negative a grupării carboxil de către inelul pirimidinic în prezența a două grupe hidroxil în structură. Constantele protonice, ale entalpiei și entropiei sunt redate în tabelul 1.
Este incompatibil cu agenți oxidanți puternici.
Tabelul 1. Constante protonice
Strucura moleculară și cristalină a acidului orotic a fost determinată de Takusawaga și Shimada. Molecula de acid orotic este legată de molecule de uracil și timină. Diferite studii pe aceste tipuri de molecule au fost efectuate prin spectroscopie vibrațională [17]. Formulele structurale ale celor trei molecule sunt prezentate în figura 18.
Figura 18. Formulele structurale
Pentru a stabili corelații mai generale între aciditatea și bazicitatea unei molecule de hidrogen și capacitatea sa de aderență, sunt calculate energiile complexului acid orotic-apă. Scopul acestor calcule este de a compara structurile geometrice și energiile uracilului, tiaminei și ale complexului acid orotic-apa, și pentru a discuta despre acești parametrii în funcție de bazicitatea atomilor de oxigen O și a donorilor de protoni ale grupării NH.
Figura 19. Structuri optimizate pentru complecșii A, B, C și D între acidul orotic și apă
Figura 19 indică structura moleculară a moleculelor studiate și prezintă patru structuri ciclice ale complexului acid orotic-apă împreună cu parametrii geometrici intramoleculari.
Rezultatele cele mai interesante obținute până în prezent pe baza studiilor teoretice arată că ciclurile complexe stabile dintre acidul orotic și o moleculă de apă se formează pe atomul de O având o afinitate mai mică de protoni, și gruparea NH având cea mai mare aciditate [17].
Structura electronică a acidului orotic, geometria conformațională a fost studiată de numeroși cercetători [18].
Acidul orotic are unele probleme structurale care ar trebui să fie analizate [19]. Una din probleme este posibila orientare sin și anti a grupării carboxilice (figura 20) .
Figura 20. Structurile sin și anti ale acidului orotic
Astfel preferința conformațională a acidului orotic și bariera pentru rotația internă a inelului –COOH ar trebui studiate in plus. Analiza Fourier pentru această barieră este necesară pentru a înțelege originea sa.
Acidul orotic poate exista în 5 forme enolice diferite (figura 21).
Figura 21. Formele posibile ale acidului orotic
Geometria moleculară a acidului orotic este pe deplin optimizată folosind tehnica de reducere la minimum a gradientului. Minimul global privind suprafața energiei potențiale este caracterizat în fiecare caz ca având norma gradientului 0. Tabelul 2 și 3 prezintă geometriile optimizate ale acidului orotic și uracilului.
Tabelul 2. Parametrii geometrici ai acidului orotic
Tabelul 3. Parametrii geometrici ai uracilului
Experimental s- a dovedit că grupările carboxilice sunt orientate sin. Acest lucru ar sugera posibilitatea hidrogenului de a adera între un atom de oxigen de la carbonil și H 7 legat de N 1. Acest lucru este posibil, deoarece distanța dintre H 7-O 13 este de 2,24 Å, tipic pentru legăturile de hidrogen.
Tabelul 4 arată rezultatele calculate pentru configurațiile sin și anti ale acidului orotic.
Tabelul 4. Valorile energetice ale configurațiilor sin și anti
Acidul orotic poate fi derivatizat, pentru a putea fi determinat analitic [20]. Agenții de derivatizare pot fi: un derivat de alchil, ester trimetilsilan, etc. Evaluarea se face gaz cromatografic. Gaz cromatograful este cuplat cu un spectrometru de masă.
Spectrul de masă al derivatului trimetilsilanic cu acid orotic este prezentat în figura 22.
Figura 22. Spectrul de masă al derivatului trimetillsilanic cu acid orotic
3.3. Proprietãți chimice
3.3.1. Formarea complexilor acidului orotic cu metale
Chimia coordinativă a acidului orotic a fost un domeniu de cercetare asiduu studiat [21].
Structura 3 D a acidului orotic este prezentată în figura 23.
Figura 23. Stuctura 3D a acidului orotic
Acidul orotic ocupă o poziție unică în biologie, fiind singurul precursor eficient în biosinteza bazelor pirimidinice din acizii nucleici. S-a stabilit că în timpul acestor procese prezența ionilor unor metale este necesară, mai ales în timpul fosforilsilării acidului orotic. Complecșii acidului orotic cu metalele sunt aplicate pe scară largă în medicină. Complecșii orotat de platina, paladiu [22], și nichel au fost folosiți ca agenți terapeutici pentru cancer [23].
Acidul orotic acționează ca un diacid în soluție apoasă, cu funcția acidă localizată pe gruparea carboxilică și pe atomul de azot 3 [24].
Forma monobazică, hidrooratată, pare a fi forma predominantă în complex. Geometria acidului orotic și a lantanului III au fost optimizate cu ajutorul programului gaussian 03. Folosind geometria moleculară optimizată s-au efectuat calculele pentru teoria densității funcționale (DFT) privind modurile vibraționale armonice.
Derivați de tip bis(ciclohexilamino) ciclohexilaminobis(orotat–N,O) cuprat (II) dehidratat [(C6H15N)2[Cu(C5H2N2O4)2(C6H14N)] · 2H2O au fost preparați și caracterizați prin analiză elementală, spectroscopie FT-IR și UV–Vis, analiză termică și difracția cu raze X [25], [82].
Pentru sinteza complexului s-a utilizat reacția dintre sarea de sodiu a acidului orotic în soluție apoasă și nitratul de lantan III ( La (NO3) 3 · 6H2O), în raport molar de 2:1.
Formarea complexului poate fi reprezentată de următoarele ecuații:
Unde:
HOA = C5N2O4H4
OA = C5N2O4H3-
Structura moleculară a acidului orotic este similară cu structura obținută prin difracție cu raze X. Molecula de acid orotic are o structură plană (figura 23). Geometria moleculară a acidului orotic a fost optimizată; minimele globale de la suprafața potențialului de energie au fost caracterizate și identificate. Grupările carboxil par să aibă o orientare –sin, orientare care este specifică în faza solidă a acidului orotic [25].
Acidul orotic, de obicei, acționează ca un ligand dianionic chelatic la un ion de metal, prin gruparea carboxil și atomul de azot adiacent, deși în complexele obținute, un oxigen de la gruparea carboxil rămâne liber și acest mod de coordinare poate fi atribuit afinității mari a ionilor de lantan pentru oxigen.
Noul complex a fost caracterizat prin analiză elementală. Conținutul de ioni de metal a fost determinat după mineralizare.
Spectrul IR și RMN a confirmat natura complexului. Fundamentele vibraționale din spectrele IR și RMN prezentate în figura 24 și figura 25 au fost analizate prin compararea acestora cu cele din literatura de specialitate [26].
Figura 24. Spectrul IR al acidului orotic și al complexului cu lantan III
Figura 25. Spectrul RMN al acidului orotic și al complexului cu lantan III
În figura 26 este prezentată geometria optimizată a complexului acid orotic lantan.
Figura 26. Geometria optimizată a complexului acid orotic-lantan
Au fost sintetizați complecși ai acidului orotic cu cobaltul bivalent, cupru bivalent și nichel. Complecșii au formula generală MCl2(H2O)3(H3Or), unde M = Co(II), Ni(II) și [CuCl2(H2O)(H3Or)3].H2O. Ei au fost caracterizați prin analiză elementală, analiză spectrală și analiză termică (TG, DTG și DTA).
În tabelul 6 sunt prezentate principalele benzi de absorbție caracteristice complecșilor acidului orotic cu nichelul, cuprul și cobaltul, iar tabelul 5 prezintă principalele date analitice ale substanțele sintetizate.
Tabelul 5. Date analitice
Tabelul 6. Benzi caracteristice din spectrul FT- IR al complecșilor metalelor cu acidul orotic
Măsurătorile fizice indică că acidul orotic este ligandul și se leagă de metal prin gruparea carbonil.
Acest lucru sugerează structurile complecșilor repezentați în figura 27.
Figura 27. Structurile complecșilor
Din datele obținute după analiza termică ordinea stabilității termice a complecșilor formați este următoarea : Co(II) (1220C) > Cu(II) (770C) > Ni(II) (660C) [27].
Sunt obținuți și alți complecși ai acidului orotic cu Co(II), Ni(II), Fe(III), Cu(II), și Cd(II) [28].
Acești compușii au fost caracterizați spectral și au fost descompuși termic. S-a realizat o comparație între datele spectrale IR ale ligandului, acid orotic și cele ale complecșilor cu metale (tabelul 7).
Tabelul 7. Principalele benzi din spectrul IR al acidului orotic comparativ cu complecși metalici
Investigația teoretică a structurii electronice a complecșilor de metale a fost studiată prin metode computaționale.
Studiile teoretice s-au realizat plecând de la un prim grup de complecși ai cobaltului și ai nichelului cu o singură moleculă de acid orotic, pentru fiecare metal. Cea de-a două categorie cuprinde complecșii cu cupru, cadmiu, fier și două molecule de acid orotic ca ligand necesar procesului de chelatizare.
Astfel, din cauza dimensiunii relativ mari ale compleșilor studiați în special, cele de Fe (III) și Cu (II), procesul de optimizare a geometriei se realizează în două etape : forma ceto sau una din formele sale enolice.
Teoretic, s-a dovedit stabilitatea relativă a formei ceto față de cea enolică nu numai în fază gazoază, dar și în soluție [19].
Cu toate acestea, diferența de energie nu este atât de mare pentru a exclude complet posibilitatea de tautomerizare ceto-enolică în anumite condiții.
Acidul orotic este un ligand care formează complecși prin legarea chelatică (metalul se leagă coordinativ de acidul orotic), prin intermediul atomului de N1 și un atom de oxigen din gruparea carbonilică adiacentă.
Atât forma ceto cât și forma enolică N1 pot forma astfel de legături în ambele cazuri, formându-se un inel de cinci atomi.
Figura 28 prezintă caracteristicile geometrice ale complexului nichel-acid orotic. În rezultatele obținute prin calcule, se arată că, complexul beneficiază de o geometrie distorsionată octaedrică cu două molecule de H2O, ocupând poziția axială și alte două sunt coplanare cu fracțiuni orotice.
Modificările geometrice sunt observate în orotați. Astfel, legăturile dintre atomii C2, N1 și N1, C6 arată o scurtare la complexarea cu ioni de Ni. Această scurtare se extinde la toate legăturile din inelul orotic (cu excepția atomilor C5, C6).
Figura 28. Parametri geometrici structurali optimizați și densitatea electronică pentru acidul orotic și complecșii săi
Acidul orotic este un ligand dibasic în legăturile din complecșii de Co(II) și de Ni(II) și monobasic pentru restul de complecși [29]. Stereochimia complecșilor studiați a fost stabilită prin analize spectrale electronice și susceptibilitate magnetică.
Structura moleculară și cristalină a unui complex al acidului orotic cu nichelul [Ni(HOr)(NH3)2(H2O)2], a fost determinată cu ajutorul difracției de raze X și metodelor spectroscopice [30], [31].
Complexul este un sistem monoclinic cristalizat de culoare albastră. Atomul de nichel este chelatizat cu acidul orotic ca și ligand, legăturile fiind realizate la atomul de oxigen carboxilic și atomul de azot (N1) din nucleul uracilic. Atomul de azot din ionul de amoniu și atomul de oxigen din molecula de apă sunt situate în planul moleculei.
Celelalte molecule de apă și de amoniu sunt complet distorsionate octaedric în jurul nichelului.
Sunt determinate spectrul IR și Raman, iar geometria moleculei, vibrațiile caracteristice din spectre sunt comparate cu cele determinate prin calcule, folosind metode speciale pentru determinarea densității funcționale.
Structura moleculară și numerotarea atomilor din complex este prezentată în figura 29.
Atomul de nichel este chelatizat cu acidul orotic ca ligand prin deprotonarea atomului de oxigen din gruparea carboxilică (O1) și prin deprotonarea atomului de azot (N1) din nucleul de uracil.
Unul din atomii de azot din amoniu (N5) este situate în plan cu planul moleculei și în trans cu azotul din poziția 1 (N1), în timp ce un atom de oxigen din apă (O7) este în trans cu atomul de oxigen (O1). Două molecule sunt axiale : apa (O6) și amoniacul (N4), complet distorsionate octaedral în jurul atomului de nichel. În complex, există legături de hidrogen puternice între atomul de oxigen carbonilic (O2) ( ligand orotic) și coordinative cu moleculele de apă (O7), (O7)–(H7)(H2). . .(O2) distanța este egală cu 2.656(2)A˚.
Trebuie subliniat faptul că este o specie mononucleară, în contrast cu complexul polimeric [Ni(HOr)(NH3)(H2O)2]n [32].
Figura 29. Structura moleculară a Ni(HOr)(NH3)2(H2O)2
Figura 30 ilustrează structura unui dimer centrosimetric de [Ni(HOr) (NH3)2(H2O)2], în care două molecule de complex se leagă prin legături de hidrogen aproape liniare N3–H3. . .O2a.
Figura 30. Dimerul complexului de Ni(HOr)(NH3)2(H2O)2
Legăturile de hidrogen sunt reprezentate prin liniile punctate.
Datele experimentale pentru lungimile de undă și unghiuri au fost comparate cu cele obținute teoretic, prin calcule.
Este subliniat faptul că atomul de oxigen carbonilic exociclic (O2) este implicat în legături de hidrogen bifurcate, după cum se vede în figura 31.
Figura 31. Aranjamentul complexului de nichel într-o celulă
Datele experimentale ale benzilor de absorbție în IR și Raman, precum și frecvențele teoretice IR (cm-1) și Raman ale complexului [Ni(HOr)(NH3)2(H2O)2] sunt prezentate în tabelul 8.
Tabelul 8. Datele experimentale și teoretice ale spectrelor IR și Raman
Figura 32 ilustrează datele experimentale ale spectrului FT-IR și Raman ale complexului [Ni(HOr)(NH3)2(H2O)2], începând cu 3750 până 600 cm-1.
Figura 32. Comparație între datele experimentale ale spectrului FT-IR și Raman al complexului [Ni(HOr)(NH3)2(H2O)2] în regiunea 3750–600 cm-1.
S-au obținuți complecși ai acidului orotic și cu potasiu [K(µ5-H2Or)(µ-H2O)]n(H3Or]n, care au fost caracterizați prin analiza elementală, spectroscopie FT-IR și difracție cu raze [33]. De asemenea se cunosc complecși ai acidului orotic cu sodiu, structura fiind asemănătoare cu cei ai potasiului [34].
Prin reacția orotatului de amoniu cu soluție apoasă de K2S2O8 se obțin complecși , sub formă de cristale roz pal.
Analizele cristalografice relevă faptul că complexul acidului orotic cu potasiu are o structură polimerică tridimensională. În plus acidul orotic acționează ca un ligand pentacovalent [figura 35].
Figura 33. Cristalul complexului [K(H2Or)(H2O)]n
Unitatea asimetrică include monomerul [K(H2Or)(H2O)]. Cationul potasiu are șapte legături coordinative și este traversat de atomii de O(2) ai grupării carboxil , grupării carbonil (O(3), O(4)) și ligand apa (vezi figura 33).
Complexul este un ansamblu supramolecular prin legături de hidrogen între liganzii orotici. Liganzii orotici sunt reciproc interconectați între ei prin alte legături de hidrogen de tipul N–H _ _ O și O–H _ _ O (figura 34).
Atomii de azot N1 și N2 sunt implicați în legături de hidrogen, cu atomii de oxigen din grupările carboxilice și carbonil din liganzii orotici vecini.
Aranjamentul atomilor de oxigen din grupărilor carboxilice și carbonilice dau naștere la un inelul de nouă membrii R22 (9).
Figura 34. Legăturile de hidrogen și geometria complexului [K(H2Or)(H2O)]n
Se pot obține complecși de tip aducți ai acidului orotic (2,6-dioxo-1,2,3,6-tetrahidropirimidin-4-carboxilic) cu argint, potasiu și rubidiu, compuși caracterizați prin difracție de raze X [35].
Cristalele de bis(O,O',O"-hidroorotato)diargint dihidrat (1) au o structură polimerică care este bazată pe dimeri. Se formează legături de hidrogen. Cristalele de KC5H3N2O4 au o structură lamelară.
În figura 35 este prezentată structura cristalului complex de argint cu acid orotic dihidratat.
Figura 35. Structura cristalului complex cu argint
Acidul 5-hidroxiorotic dihidrat (acidul 5-hidroxi-2,6-dioxo-1,2,3,6-tetrahidropiridimin-4-carboxilic) reacționează cu săruri de galiu formând un complex cu formula (CH3)2NH2[Ga(LH2)2(DMF)2]. H2O. 0.4 DMF. În figura 37 sunt prezentate legăturile de hidrogen care apar.
Prin analiza cristalografică cu raze X se constată că anionul [Ga(LH2)2(DMF)2]- are structură octaedrică (figura 36).
`
Figura 36. Structura anionului complexului
Figura 37. Interacțiunile legăturilor de hidrogen în complexul [Ga(LH2)2(DMF)2] –
Structura lamelară adoptată de complexul [(CH3)2NH2[Ga(LH2)2(DMF)2]. H2O este prezentată în figura 38.
Figura 38. Structura lamelară adoptată de complex
Rezultate recente au relevat faptul că sărurile acidului orotic pot promova solubilizarea de Ga (III) în procesele fiziologice în funcție de pH, oferind astfel posibilitatea acumulării din prezentul ion de metal în țesuturile biologice și influența acesteia asupra biodisponibilității [36].
Au fost preparați o serie de complecși ai acidului orotic (H3OA) cu săruri de uraniu [UO2]2+, vanadiu [VO]2+ și zirconiu [ZrO]2+ . Complecșii au formula [M(C5H3N2O4)2(H2O)2] (H2O)n unde M =[UO2]2+, [VO]2+, [ZrO]2+, n = 1, 6, 3.
Acești complecși bisorotați (H2OA)-1 au fost sintetizați și caracterizați prin analiza elementală, conductivitate molară și metode spectrale (UV–VIS, spectroscopie de masă, 1H NMR și IR), și tehnici de analiză termică (TG and DTG) [23].
În tabelul 9 sunt prezentate caracteristicile fizice și analitice ale substanțelor obținute.
Tabelul 9. Caracteristicile fizice și analitice ale substanțelor
În figura 39 sunt prezentate structurile posibile ale complecșilor., iar spectrele IR sunt prezentate în figura 40.
Figura 39. Structurile complecșilor de (a) uranil(II), (b) vanadil (II) și (c) zirconil (II) orotat
Figurile 41 și 42 prezintă spectrul electronic al acidului orotic și a compușilor sintetizați, respectiv spectrul RMN al compusului cu uraniu.
Figura 40. Spectrul IR al : (A), acidului orotic ; compușilor (B), uranil(II); (C),vanadil (II); și (D), zirconil (II).
Figura 41. Spectrul electronic al acidului orotic și al complecșilor
Figura 42. Spectrul RMN H1 al complexului uranil (II) orotat
În figura 43 este prezentată imaginea scanată electronic de un microscop electronic.
Figura 43. SEM al complexului uranil (II) orotat
Din analiza termică sunt determinați parametrii cinetici pentru toți complecșii obținuți.
3.3.2. Sinteze de ortoamide
Grupare 6-carboxi sau 6-carboxamidă poate fi favorizat sau defavorizată de legăturile anti-glicozidice conformere .
Acidul orotic permite realizarea unor comparații cu privire la efectul de substituție la atomii C5 , C6.
Orotamida care conține acid nucleic peptidic (PNA) se obține prin sinteza de monomeri individuali, care sunt încorporați discret într-un oligomer [37]. Acest traseu începe cu acidul orotic (5) și orotatul de metil (6) obținându-se randamente excelente prin esterificarea Fischer.
Tratarea orotatului de metil cu un exces mic de nucleofili cu N conduce la amidă sau hidrazone (44 a-d, Figura 44).
Figura 44. Metoda de sinteză de orotamide conținând PNA
O a doua abordare, care s-a dovedit de succes este sinteza de metil orotat PNA monomer. Acest monomer va fi încorporat în oligomeri PNA prin sinteză convențională (sinteză de peptide în fază solidă)) și poate fi convertit la acid orotic sau la orotamidă în funcție de condițiile utilizate, pentru o conversie ridicată și eliberarea ulterioară din rășină (Figura 45)
S-au sintezat pirimidine ce poartă grupuri hidrofile sau hidrofobe. Trebuie evaluate proprietățile oligomerilor care încorporează astfel de monomeri modificați.
Figura 45. Sinteza de orotamidă acidului orotic conținând PNA
3.3.3. Decarboxilarea acidului orotic
Enzima decarboxilaza OMP(orotidine 5'-monofosfat), generează cu randament foarte mare, fără asistență de metale sau alți cofactori, acid orotic [31].
Decarboxilarea 1-metilorotatului în apă este demonstrată prin implicarea monoanionului.
Pentru a măsura gradul în care randamentul de decarboxilare neenzimatică ale derivaților orotați ar putea fi îmbunătățită se încearcă scoaterea lor din apă cu solvent, înlocuindu-se fracțiunea decarboxilazei OMP (orotidine 5'-monofosfat), cu substituenți care vor permite introducerea în cantități mici a unor solvenți polari.
Când sarea de tetrabutilamoniu a 1-ciclohexilorotatului este transferată din apă la o serie de solvenți dipolari aprotici, randamentul procentul de decarboxilare crește semnificativ, variind cu capacitatea relativă a fiecărei solvent de ai elibera; pe substrat acționează în calitate de donator de protoni.
Aceste constatări sunt în concordanță cu opinia că separarea substratului de apa, din solvent poate contribui, într-o măsură limitată, la creșterea randamentului de produse decarboxilate.
3.3.4. Esterificarea acidului orotic
Acidul orotic este utilizat pentru obținerea unor compuși organici de tip acid metilorotic și respectiv acidul 1,3-dimetilorotic prin metoda iradierii [38].
Acidul orotic se poate esterifica, trecând în ester metilic, cu ajutorul diazometanului [20].
Reacția acidului orotic cu un exces de diazometan dă naștere la esterul metilic al acid 1,2,3,6-tetrahidro-1,3-dimetil-2,6- dioxo-4-pirimidin carboxilic( tri-Me-OA).
Reacția este următoarea :
În spectrul de masă al triesterului metilic format (tri-Me-OA) se află două picuri m/z de 198 și de 82, care corespund ionului molecular și ciclului pirimidinic (figura 46). Picurile mici apar la m/z 139 și 167, care corespund ionilor [M–COOCH3]+ și [M–OCH3]+.
Figura 46. Spectrul de masă al derivatului metilat al acidului orotic
Obținerea esterului butilic al acidului orotic se realizează prin reacția acidului cu butanolului în prezența clorurii de acetil.
Spectrul de masă al esterului butlic prezintă un ion dominant la m/z 68 , care corespunde ciclului pirimidinic.
Ionul m/z 212 corespunde ionului molecular. Ionii m/z 139 și 157 pot fi atribuiți structurilor [M–OC4H9]+ și [M–C4H7]+.
Ionul m/z 57 corespunde lui [C4H9]+ și semnalul de la m/z 41 ionului obținut din m/z 68 prin eliminarea moleculei neutre de HCN (−27) .
În figura 47 este prezentat spectrul de masă al esterului butilic al acidului orotic.
Figura 47. Spectrul de masă al esterului butilic
3.4. Sinteze de acid orotic
Diverse metode sunt deja cunoscute pentru producerea de acid orotic [39],[40]. Aceste metode cunoscute includ condensarea sării de sodiu a esterului oxalilacetic cu uree, metodă ce dă rezultate relativ bune de acid orotic, respectiv sinteza clorometil uracilului din clorură de cloracetoacetil (preparat din clor și dicetene), și uree, ulterior supusă oxidării [41]. Aceste metode prezintă o serie de neajunsuri. De exemplu, manipularea dificilă a materialelor inițiale, cum ar fi dicetena, accesibilitatea redusă a reactivilor implicați, etc.
Condensarea hidantoinei (imidazolidin-2,4-diona), la poziția 5 cu compuși carbolnilici, duce la 5-alchiliden hidantoină.
O metodă simplă și economică pentru obținerea acidului orotic este reacția cu acid glioxilic. Metoda este caracterizată prin faptul că hidantoina sau derivații N 1 acilați, sunt condensați cu acidul glioxilic în soluție alcalină pentru a forma o sare de carboximetilen hidantoină. Sarea este transformată, cu sau fără izolare, în soluție alcalină, prin intermediul rearanjării intramoleculare (transpozițîa) sării acidului orotic și izolarea prin acidulare din aceasta a acidului orotic liber.
Se poate condensa, în loc de hidantoina acilată, dacă este nevoie și nitril hidantoina acilată.
Se lucrează în prezență de baze de obicei anorganice, cum ar fi hidroxidul de sodiu, hidroxidul de potasiu, amoniac, sau bazele organice, cum ar fi piridina și piperidină. Solventul utilizat este preferabil apa, deoarece acidul glioxilic este ușor solubl în apă.
În cazul hidantoinei acilate este utilizat un pH de 7.2 – 8.5. Utilizarea de compuși, care nu sunt acilați necesită menținerea unui pH mai mare de 10.
Metoda se efectuează la temperatura camerei (18° C) și temperatura de reflux a amestecului de reacție. În funcție de condițiile de temperatură utilizate și reactivitatea hidantoinei folosite, durata de reacție variază de la aproximativ o oră pentru la câteva sute de ore.
De exemplu, cu un pH de 7,5, la o temperatură de reacție de 30° -50°C și o durată lungă de reacție (100 la 200 de ore) reacția decurge doar până la formarea de produse intermediare carbometilenice, caz în care produsele respective pot fi izolate în formă de săruri, deoarece sărurile nu sunt solubile în soluția de reacție.. Prin acidulare, cu acid clorhidric sau acid sulfuric pot fi obținuți compușii liberi.
Raportul molar al reactanților (acidul glioxilic : hidantoină ) utilizat este de 1: 1. Pot fi utilizate și raporturi molare de la 2 : 1 – 1 : 2 [41].
Acizii care rezultă liber pot fi recristalizați, dacă este necesar, dintr-un solvent adecvat. Hidantoina utilizată ca compus inițial, sau derivații nitrilici pot fi acilați la atomul de azot prezent în poziția 1. Radicali acil, în general, conțin de la 2 atomi de carbon la 10 atomi de carbon, în radicalul acil.
Prin încălzire unei soluții apoasă de acid aspartic și de uree, acid carbamilaspartic este primul format și apoi molecula este ciclizată la acid dihidroorotic (DHO), cu pierderi de apă. Soluția apoasă de acid dihidroorotic DHO este iradiată cu o lampă de tungsten și randamentele în acidul orotic cresc. Are loc o fotodehidrogenare a moleculei. Această cale de formare a acidul orotic este similară cu cea de obținere a moleculei, prin biosinteză [42].
Acidul orotic, a fost sintetizat prin utilizarea acidului DL-aspartic. Acesta din urmă a fost preparat din malonatul de etil. Mecanismului de reacție este o rearanjare alcalină a 5 – (carboximetiliden)-hidantoinei la acidul orotic [43].
Astfel, acidul malonic brut era tratat cu etanolul absolut și acid sulfuric concentrat. Amestecul este încălzit la reflux, pe apă baie timp de patru ore și apoi evaporat în vacum la temperatura camerei, la jumătate din volum și apoi amestecul este extras cu eter. Se spală cu soluție de bicarbonat de sodiu 5 %; este uscat peste clorură anhidră de calciu. Eterul este scos prin distilare fracționată.
Malonatul de etil este transformat în formilaminomalonat, care se condensează cu etilcloroacetat. Produsul era hidrolizat la acidul DL aspartic, care a fost transformat în acidul orotic prin intermediul acidului DL ureidosuccinic, în 5 – (carboximetil) hidantoină.
O altă metodă de obținere a acidului orotic este ceea care pleacă de la acidul citric. Acesta se condensează cu uree, în prezența acidului sulfuric concentrat, obținându-se acidul 2,6-dicetopirimidin-4-acetic. Intermediarul prin oxidare cu bicromat de sodiu, în acid sulfuric trece în acidul orotic (vitamina B13).
Reacțiile sunt:
3.5. Utilizãri
Acidul orotic și sărurile sale joacă un rol important în sistemele biologice, ca precursori ai nucleotidelor pirimidinice și se găsesc în celulele și fluidele din corpul multor organisme vii. Acești compuși sunt aplicați în medicină ca biostimulatori ai proceselor de schimb ionic în organism [44].
Acidul orotic (vitaminb13) este fabricat de către organismul de către flora intestinală. Acidul orotic (vitaminb13) facilitează transportul de minerale în membranele celulelor din organism, făcând, astfel aceste minerale optime, biodisponibile [45].
În figura 48 este prezentată o imagine a acidului orotic.
Figura 48. Imagine a acidului orotic
Sărurile sale, cunoscute sub numele de orotați, sunt folosite uneori ca transportatori de minerale, în unele suplimente alimentare, pentru a crește biodisponibilitatea acestora. Orotatul de litiu este cel mai frecvent utilizate în acest mod.
Este cunoscut faptul că acidul orotic are o influență puternică privind regenerarea celulelor geriatrice, mai ales celulele hepatice și ale tractul gastro-intestinal. Acest lucru poate explica rolul său important în geriatrie.
Este folosit pentru a preveni complicații hepatice legate de îmbătrânirea prematură. Găsit în mod natural în zer și legume rădăcinoase, cum ar fi sfecla, napi, și morcovii, acidul orotic este ușor de distrus de apă și soare.
Deficitul de vitamina B13 poate cauza afecțiuni ale ficatului, degenerarea celulelor, îmbătrânirea prematură.
În plus, acidul orotic este un operator de transport pentru o mulțime de minerale în celule, care sunt importante pentru efectele anticancerigene , este vorba și de sărurile cu platină și paladiu (II) [22].
Complecșii acidului orotic cu diverse metale (uraniu, vanadiu, zirconiu) sunt testați în ceea ce privește activitatea antibacteriană [23].
Este scanată in vitro activitatea antibacteriană asupra bacteriilor E. Coli și Salmonella (Gram negative bacteria) și Bacillus subtillis și Staphylococcus aureus (Gram positive bacteria). Activitatea este determinată prin măsurarea diametrului zonei de locuire a bacteriilor. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 10 .
Este determinată influența ionilor centrali ale complecșilor în activitatea antibacteriană împotriva organismelor testate Gram pozitiv și Gram negativ. De asemenea, rezultatele arată că complecșii au o activitate sporită în comparație cu acidul orotic în sine. Acest lucru este demonstrat în special împotriva bacteriilor.
Activitatea crește în ordinea:
[UO2] 2+ > [VO]2+ > [ZrO]2+
Tabelul 10. Activitatea antibacteriană a acidului orotic și ai complecșilor
Acidul orotic este recunoscut ca fiind un tratament eficace pentru SM (scleroza multiplă) și este eliminat sub numele de "calciu orotat" (un factor esențial de creștere la șobolani). Surse bune sunt legumele rădăcinoase și zerul. Vitamina B13 este utilizată în principal pentru metabolizarea de acid folic și vitamina B12.
Este folosit ca ingredient cosmetic, în medicină, ca un supliment pentru hrana animalelor și în cercetări biochimice.
Acidul orotic este folosit în tratarea furajelor pentru animale. Pentru realizarea unei amestec între furaje și acid au fost studiate diverse metode. Una dintre ele presupune realizarea unui amestec al acidului orotic cu ciclodextrine și apoi amestecarea lor cu furajele.
Un compus bioactiv acționează în funcție de forma de administrare (solidă sau lichidă), în consecință, biodisponibilitatea sa pot fi influențată [46]. Pentru a rezolva această problemă, metoda cea mai utilizată este complexarea cu ciclodextrine (CD).
Ciclodextrinele sunt oligozaharide ciclice, cu o suprafață hidrofobă externă și o suprafață interioară hidrofilă. Există diferite tipuri de CD-uri, în funcție de numărul de unități glucopiranozice [b-șapte, etc] (figura 49 a). Ele sunt capabile de a forma sisteme mai solubile.
Figure 49. (a) β-Ciclodextrine
Caracterizarea structurală a furajelor combinate pentru includerea de vitamina B13 (acidul orotic) cu ciclodextrină (b-CD), preparate prin diferite metode a fost efectuată prin utilizarea spectroscopie FTIR, difracție de raze X și DSC [47]. Datele FTIR sunt comparate cu modelarea moleculară teoretică a acestor arhitecturi supramoleculare (figura 50).
Figura 50. Modelarea moleculară de vitamina B13 cu ciclodextrine
Cantități excesive de acid orotic sunt de obicei găsite în OTC (transcarbamilase ornitină) și, deseori, în aciduria argininosuccinică. Compuși ai acidului orotic au fost folosiți și testați în tratarea malariei [48].
Drum liber al acidul orotic (OA) este cunoscut pentru că intră în celule, prin simpla scurgere (difuziune), prin intermediul membranelor celulare, mai degrabă decât prin transportarea în mod activ. Dar, procesul de difuzie este un proces relativ ineficient, care este limitat. Prin contrast, uracilul, un compus aproape identic cu acidul orotic, (are în minus numai gruparea carboxilică) este preluat în mod eficient de către un transportator de proteine, care se leagă de moleculele de uracil și îl trece în celulă. Acest transportator pare să fie specific pentru uracil sau molecule similare, care sunt neacoperite, dar nu pentru acidul orotic.
Deși acidul orotic oficial nu mai este considerat o vitamină, în urmă cu peste 40 de ani, a promovat creșterea economică, proprietățile vitaminei fiind importante atunci când a fost adăugată în alimentația animalelor de laborator.
Interacțiunile specifice dintre purină și bazele pirimidinice sunt una dintre pietrele de temelie ale biologiei moleculare. Acidul orotic și sărurile sale joacă un rol important în sistemele biologice ca precursori de nucleozide pirimidinice [ 18], [49] și se găsesc în celulele, fluidele corpului și a multor organisme vii. Acești compuși sunt aplicați în medicină ca biostimulatori de procese de schimb ionic în organisme. Există, de asemenea, un interes mare în ceea ce privește rolul acidul orotic referitor la protecția produselor alimentare și la cercetare [81].
Acidul orotic (6-carboxiuracil, vitamin B13) este un compus cheie implicat în biosinteza bazelor pirimidinice din acizi nucleici în organismele vii. În ultimii zece ani, acidul orotic și complecșii săi au atras atenția mai ales în medicină [50]. Ei sunt folosiți în tratarea sindromurilor asociate cu deficitul de calciu, magneziu, zinc și fier [33].
Ambele, vitamina B13 și orotatul de magneziu au efecte benefice în profilaxia și tratamentul bolilor cardiace. Au fost realizate numeroase studii pentru a demonstra efectul puternic asupra recuperării funcționale a inimii recent supusă infarctului, de către acțiunea acidului orotic [51],[52].
Mai mult, acidul orotic [53], complecșii de acid orotic și liganzi diaminociclohexanici (DACH) cu ioni de platină (II) și de paladiu (II) au fost investigați în calitate de agenți potențiali împotriva cancerului.
Acidul orotic este al patrulea intermediar în calea de sinteză a pirimidinei, care începe cu formarea fosfatului de carbamoil din glutamină, dioxid de carbon, și două molecule de APT [54]. Carbamoil fosfatul este sintetizat de către carbamoil fosfat sintetaza II , enzima citosolică larg distribuită în întreg organismul, și care formează un complex de multienzime cu două enzime ale biosintezei pirimidinice. Enzima este menționată ca CPS II, care se distinge de CPS I, o enzimă prezentă în mitocondrie și care este esențială pentru ciclul ureei, limitându-se aproape în exclusivitate la ficat, cu o activitate scăzută în rinichi, mucoasa intestinală și leucocite. (figura 51)
Figura 51. Relația dintre ciclu și prima etapă a biosintezei pirimidinei
În timpul formării de acid orotic condensează fosfatul de carbamoil cu aspartamul, în prezența enzimei aspartat transcarbamilasă. Această enzimă este situată pe fața exterioară a membranei interioare mitocondrial, spre deosebire de alte enzime care sunt citozolice [55].
Schema de formare a acidului orotic este prezentată în figura 52.
Figura 52. Schema de formare a acidului orotic
Acidul orotic este convertit în nucleotide sale cu PRPP. OMP (orotidine 5'-monofosfat), este transformat secvențial în alte nucleotide pirimidinice. Toate transformările sunt prezentate în figura 53.
Figura 53. Transformarea în nucleotide
Controlul sintezei nucleotidelor pirimidinice la om este exercitată în primul rând la nivel de citoplasmatice CPS II. Există doar o singură sinteza carbamoil fosfat de bacterii, deoarece acestea nu au mitocondrii. Carbamoil fosfatul, astfel, participă la o cale ramificată în aceste organisme care duce la nucleotide pirimidină sau arginină.
Deoxiribonucleotidele pentru sinteza ADN-ului sunt formate din difosfați ribonucleotide (la mamifere și E. coli). Un difosfat de bază (BDP) este redus la poziția riboză 2 ' utilizarea de proteine, tioredoxin și enzimei reductazei nucleozidici difosfat. Tiioredoxinul are două grupări tiolice , care sunt oxidate la o disulfidă în timpul procesului. Transformările posibile sunt prezentate în figura 54.
Figura 54. Transformările în deoxinucleotide
Rezultatul este o tehnică de echilibru adecvată a deoxinucleotidelor pentru sinteza ADN-ului.
Aditivii alimentari și sursele de nutrienți adăugate la produsele alimentare conțin orotat de magneziu, de zinc, de calciu, de crom, de cupru, de fier, de mangan, de potasiu, etc. Sunt adăugați în scopuri nutriționale ca o sursă de magneziu, de zinc, calciu, crom, etc. și de colină în produsele alimentare. Ei completează biodisponibilității acestor cationi din aceste surse [49].
Suplimentarea acidului orotic la dietele cu cazeină, dar nu și la proteinele din ou, proteinele din soia sau glutenul de grâu, duce la creșterea ornitino-carbamoiltransferazei. Studiile realizate au fost concepute pentru a compara suplimentarea acidul orotic la dieta care conțin cazeină cu alte diete care conțin proteine de ou, proteine de soia, gluten de grâu.
Au fost studiate diferențele obținute în combinațiile de acid orotic în diverse diete, efectul asupra nivelurilor lipidelor serice hepatice și TTPM și activităților alanin-aminotransferazei. Conținutul de lipide totale hepatice a fost semnificativ mai mare la șobolani hrăniți printr-o dietă cu cazeină comparativ cu cei hrăniți cu proteine de ou, proteine de soia, gluten de grâu și diete completate cu acid orotic. În acest caz colesterol, fosfolipidele au avut niveluri mai ridicate la șobolani hrăniți cu cazeină suplimentată cu acid orotic.
În concluzie, deși suplimentele de acid orotic la fiecare din cele patru diete cauzează acumularea de lipide în ficatul șobolanilor [56], suplimentarea de acid orotic la dieta cu cazeină, a dus la leziuni hepatice, deoarece nu au existat diferențe semnificative în activitățile enzimatice serice printre șobolani hrăniți [57],[58].
Acidul orotic apare, în special în sectorul laptelui de la rumegătoare. Cele mai mari cantități fiind găsite în laptelui animalelor care au un deficit de arginină și uridin-5'-monofosfat. În laptele de vacă se găsesc cantități de 20-100 mg / l, ceva mai mari în laptele capră și laptele de oaie.
Acidul orotic este sintetizat in situ, de la fosfatul de carbamoil și acid aspartic, prin acidul dihidroorotic. Acesta este apoi transformat în orotidin-5'-fosfat (OMP) și în uridin-5'-monofosfat [24],[59].
Figura 55. Sinteza de obținere
Studii ulterioare de nutriție la om și animale au arătat că agricultura ecologică are un efect asupra vitamina B 12, în sensul că acidul orotic pare să aibă un efect direct asupra metabolismului de acid folic.
Corpurile noastre produc acid orotic ca intermediar în fabricarea bazele uracil pirimidinice, citozinei, și timinei [60]. Împreună, aceste pirimidine constituie jumătate din bazele necesare pentru ARN / ADN, cealaltă jumătate provin din bazele purină, adenină și guanină, care sunt sintetizate în mod independent de agricultura ecologică.
Fosforibozil-enzimă orotat (OPRTase), care se găsește în organisme, variind de la drojdie la om, este responsabilă pentru catalizarea primul pas în transformarea acidul orotic în uridin. Ea face acest lucru prin facilitarea fixării unui grup de riboză, plus fosfat acid orotic. Rezultatul net este formarea unei molecule numit OMP (orotidine 5'-monofosfat), care, la rândul său, este precursorul imediat la UMP (uridin 5'-monofosfat)..
Acidul orotic are o toxicitate acută redusă în doze repetate. Acidul orotic induce acizii grași din ficatului de la șobolan, dar nu și în alte specii testate. Nu există date privind toxicitatea la reproducere și asupra dezvoltării ci numai date irelevante privind genotoxicitatea [26], [61].
Mai multe studii au arătat că administrarea de doze repetate de acid orotic la șobolani promovează formarea de tumori inițiate de diverse substanțe cancerigene cunoscute. 0,5 și 0,2 % în regim alimentar de acid orotic are un efect de promovare a bolii, în timp ce 0,1 % în dieta nu a avut efect, în intervalul de timp de testare (până la 20 de săptămâni).
Astfel într-un studiu realizat de Robinson [62], s-a arătat că introducerea de 1 % acid orotic în dieta aplicată la șobolani cauzează grăsimi la nivelul ficatului, deteriorarea metabolismul și scăderea raportul purină : pirimidină, în termen de 7 zile. S-a observat că acidul orotic este unul dintre factorii care cauzează cancerul de ficat [63]. De asemenea, s-a raportat că acest acid aduce daune AND-ului la șobolan și inhibă sinteza ADN-ului [64].
Tulburări metabolice pot fi detectate prin analiza concentrației de acid orotic eliminat din organism prin excreția renală. Aceasta metodă este des utilizată în medicină.
Deoarece excreția renală de acid orotic este foarte eficientă și valorile urinare integrează schimbările în timp, măsurătorile de acid orotic sunt mult mai importante în urină [65] decât în plasmă. Nivelurile anormal de ridicate de acid orotic în căile urinare au fost găsite în condiții care evocă hiperamonaemia și acumularea de carbamoil fosfat intramitocondrial [66].
Măsurătorile de acid orotic în urină au fost efectuate folosind o masă capcană de ioni. Aceste măsurători pot fi realizate și electrochimic, prin utilizarea unui electrod de argint [67]. Într-o parte selectată a spectrului de masă, un vârf dominant în mod clar identifică metaboliții, în timp ce fragmentarea în capcana de ioni permite să se distingă între compușii cu mase identice fără a mai fi nevoie de separarea cromatografică. Spectrul de absorbție al acidului orotic în regiunea ultravioletă este caracterizat de o bandă de absorbție în jurul a 280 nm.
Studiile arată că excreția de acid orotic normal este de aproximativ jumătate în timpul foametei din cauza unei rate reduse de producție.
Farmacologia acidului orotic nu a fost studiată intensiv, însă s-a arătat că administrarea intravenoasă a acidului orotic la om cauzează excreția urinară promptă de orotați și urați. S-a mai remarcat de asemenea faptul că acidul orotic administrat pe cale orală nu a reușit să crească excreția urinară.
Ingestia de 6 g acid orotic pe zi, timp de 4-7 zile a condus la scăderi statistice semnificative a colesterolului și a lipidelor plasmatice.
Acidul orotic este prezent doar în urme în urină umană normală, dar excrețiile sale pot crește în mod semnificativ în unele boli patologice cum ar fi un deficit de ornitin carbamiltransferaza, o anomalie a ciclului de uree.
Ciclul de uree este un sistem principal al corpului de eliminare a deșeurilor de azot produse de metabolismul proteinelor. Numai atomii de azot derivați din amoniac și aspartat sunt destinate pentru acest ciclu. Manifestările de reducere sau eșec în sinteza ureei sunt: hiperamonaemia și excreția urinară a orotatului. O metodă sensibilă pentru a detecta chiar și creșterile ușoare de acid orotic clinic este metoda cromatografică cuplată cu spectroscopia de masă [68].
Există numeroase studii care încearcă să determine cantitatea de acid orotic din produsele lactate.
Acizii organici cei mai importanți din brânză Tulum au fost evaluați prin HPLC.
Acizii organici principali din brânză Tulum au fost lactic, acetic, citric, acizi propionic și formic. Acizii piruvic, uric și orotic au fost găsiți în proporție mai mică în timp ce acidul butiric nu a fost detectat în probe [69]. Rezultatele sunt prezentate în figura 56.
Figura 56. Cromatograma unui eșantion de brânză Tulum extras și analizat (picuri 1 = formic, 2 = piruvic, 3 =lactic, 4 = orotic, 5 = acetic, 6 = citric, 7 = uric, 8 = propionic și 9 = butiric acid)
Prezența acizilor organici este, în principal legate de intensitatea fermentație bacteriană, care a avut loc în timpul de maturare.
Brânza din lapte crud a fost caracterizată printr-un conținut crescut de acid propionic și acid acetic Nu există tehnici standard în producția de brânză Tulum în Turcia. Compoziția microbiologică a acestui sortiment de brânză depinde de calitatea laptelui crud, procedura de producție, condițiile de depozitare și de timp.
Prin metoda cromatografică HPLC a fost determinată concentrația de acid orotic din laptele crud comparativ cu concentrația de acid orotic din iaurtul obținut prin fermentație [70],[71].
Acidul orotic a fost determinat și în laptele praf [72].
Au fost investigate concentrațiilor de acid orotic nîn laptele matern de la mame fumătoare și nefumătoare [73].
Nivelurile de acid orotic în lapte au fost determinate prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC), cu o coloană C18 și detector de raze UV în conformitate cu metoda descrisă [74 -75].
Fumatul poate, să crescă nivelul de acid orotic prin afectarea căii de biosinteză a ciclurilor pirimidinice.
Laptele matern este privit ca un aliment perfect pentru un copil. Acesta accelerează dezvoltarea copilului și sporește rezistența la boli. Laptele matern conține factori de creștere diferiți, cum ar fi hormoni, enzime, vitamine, nucleozide și nucleotide, împreună cu aminoacizi esențiali, acizi grași și toate celelalte substanțe care sunt necesare pentru dezvoltarea ochilor și creierului. [76].
Unul dintre urmelor de substanțe în laptele matern este acidul orotic găsit sub formă de anioni orotați [62]. Cantitatea de acid orotic, care este un intermediar în biosinteza pirimidinică, în laptele rumegătoarelor "este mai mare în comparație cu alte mamifere” [77-78].
Componentele laptelui matern variază în funcție de alimentele luate de către mamă. Fumatul are o influență negativă asupra volumului laptelui matern, și asupra creșterii copiilor.
Tutunul și fumul conțin de la metale grele la nicotină și derivați de nitrozamine. De asemenea, s-a demonstrat că fumatul joacă un rol important în dezvoltarea unor boli, cum ar fi cele ale cavității bucale, laringelui, boli coronariene, leucemie și este un factor care contribuie la dezvoltarea cancerului de plămâni, pancreas, etc.
În plus, rata de avorturi, copiii născuți morți, prematuritate la fumători este mult mai mare decât la nefumători și se observă că serina, prolina, acid alfa-aminobutiric, leucina și în special nivelurile de arginină la fumători sunt mult mai mici decât la nefumători. Dietele cu arginină determina un deficit de creștere a sintezei endogene ale concentrațiilor de acid orotic [79],[80].
Pe de altă parte, este un fapt cunoscut că metalele grele scad sau inhibă activitatea unor enzimelor. Una dintre ele este uridin-5'-monofosfat (UMP) și derivați ai acestuia.
Tabelul 11 prezintă caracteristici ale laptelui matern de la mame fumătoare și nefumătoare.
Tabelul 11. Caracteristicile laptelui matern la mame fumătoare
și nefumătoare
Figure 58. Conținutul de acid orotic în laptele matern
După cum se arată în figura 58, laptele de la mame fumătoare au o concentrație medie de 3.92 ± 0.20 µg/ml, în timp ce acela al mamelor nefumatătoare are o concentrație mai mică, 1.66 ± 0,15 µg/ml, de acid orotic. Apare o creștere semnificativă a nivelului de acid orotic în laptele mamelor fumătoare.
Creșterea nivelului de acid orotic în laptele mamelor fumătoare poate fi datorită unei scăderi în activitatea a UMP (uridin-5'-monofosfatului). Activitatea UMP (uridin-5'-monofosfatului) poate fi, de asemenea, inhibată de nicotină, metale grele și derivați nitrozamine care se găsesc în fumul de țigări. Pe de altă parte, deficiență în nivelul de arginină și creșterea secreției endogene pot fi responsabile pentru creșterea nivelul de acid orotic. Fumatul afectează procesul de biosinteză pirimidinic, care conduce la o creștere a nivelului de acid orotic. [73].
CAPITOLUL 4. PARTEA EXPERIMENTALÃ
4.1. Generalitãți
Vitamina B13 este cunoscută și sub denumirea de acid orotic, acid pirimidincarboxilic sau acid uracil-6-carboxilic.
Din punct de vedere chimic este un compus heterociclic ce conține doi atomi de azot în ciclu (ciclu se numește pirimidinic).
Este singurul precursor eficient în biosinteza bazelor pirimidinice din acizii nucleici, și prezintă numeroase aplicațiiel ca atare sau sub forma unor complecși cu diferite metale, în medicină, în industria cosmetică, etc.
Dintre numeroasele metode de obținere, s-a ales cea care utilizează acidul citric ca materie primă [83]. Această metodă este accesibilă din punct de vedere al reactivilor și al modului de lucru în laborator.
Metoda constă în două etape:
prima ceea de obținere a indermediarului , adică a acidului 2,6 dicetopirimidin-4-acetic, iar
cea de-a doua etapă este transformarea intermediarului în vitamina B13 (acid orotic).
Reacțiile care au loc sunt prezentate mai jos :
– Reacțiile din prima etapă :
– Reacția din a doua etapă:
În sintezele realizate în laborator s-a urmărit obținerea acidului 2,6-dicetopirimidin-4-acetic și a acidului orotic.
La obținerea intermediarul (acidul 2,6-dicetopirimidin-4-acetic) s-a urmărit :
Influența timpului de încălzire;
Influența temperaturii .
La obținerea vitaminei B13 (acid orotic ) sintezele realizate au urmărit :
Influența timpului de reacție ;
Influența temperaturii de reacție;
Influența raportului de reactanți.
La produșii de reacție obținuți s-a urmărit influența recristalizării asupra randamentului de reacție.
4.2. Mod de lucru
A. Obținerea acidului 2, 4-dicetopirimidin-4-acetic
La 27 ml acid sulfuric concentrat răcit la -10°C, se adaugă 6 g acid citric (în porțiuni mici). Temperatura se menține sub 0°C, timp de 20 de minute. După aceea se adaugă la început jumătate din cantitatea de 6 g de acid citric și 6 g uree. Se agită bine 10 min., apoi se adaugă restul din amestec. Se încălzește la 80°C timp de 30 de min. Se răcește și se toarnă în 100 g gheață pisată. Se lasă la frigider 2 zile. Cristalele depuse se filtrează. Se recristalizează din 30 ml de apă fierbinte.
B. Obținerea acidului orotic (vitamina B13)
La un amestec de 5 g bicromat de sodiu, 40 ml apă și 7,6 g acid sulfuric concentrat încălzit la 60°C se adaugă 2,8 g acid pirimidin acetic. Se ridică temperatura la 75°C și se menține timp de o oră.
După răcire precipită acidul orotic brut.
Se recristalizează din apă.
4.3. Instalația de laborator
Pentru prima variantă de sinteză, la obținerea acidului 2,4-dicetopirimidin -4- acetic se folosesc instalațiile prezentate în figurile 1, 2.
Figura 1. Instalația de obținere a acidului
2, 4 –dicetopirimidin -4 – acetic
Instalația este compusă din:
– pahar Berzelius
– sistem de răcire (creuzet + gheață)
– termometru
Figura 2. Instalația de perfectare a reacției
Instalația din figura 2 este compusă din:
– balon de sticlă
– refrigerent ascendent
– sistem de încălzire
Filtrarea acidului 2, 4 –dicetopirimidin – 4- acetic se realizează pe o instalație de filtrare la vid – pânie Büchner, prezentată în figura 3.
Figura 3. Instalație de filtrare la vid
Obținerea acidului orotic se realizează într-o instalație identică cu cea prezentată în figura 4, iar filtrarea acidului orotic după răcire se face prin filtrare la vid, instalație prezentată în figura 3.
Instalația din figura 4 este compusă din:
– balon de sticlă;
– refrigerent ascendent;
– sistem de încălzire (baie de apă);
– termometru.
Figura 4. Instalația obținerea acidului orotic
4.4. Caracteristicile materiilor prime utilizate
Materiile prime folosite in sinteze sunt prezentate în tabelul 1 și tabelul 2. Au fost utilizate substanțe solide : acid citric, uree, acid 2,4-dicetopirimidin-4-acetic și bicromat de sodiu. De asemenea s-a utilizat și acid sulfuric concentrat.
Tabelul 1. Caracteristicile materiilor prime folosite la obținerea intermediarului, acidul 2, 4 –dicetopirimidin -4- acetic
Tabelul 2. Caracteristicile materiilor prime folosite la obținerea acidului orotic
4.5. Determinarea caracteristicilor fizico-chimice
A. Determinarea temperaturii de topire
Temperatura (punctul ) de topire este o constantă fizică importantă pentru compușii organici solizi (p.t.). Se exprimă în grade Celsius (˚C). Este temperatura la care solidul se transformă în lichid la presiunea de 1 atm. Pentru substanțele pure, transformarea se face brusc, intervalul de temperatură fiind foarte îngust.
Temperatura de topire se folosește pentru caracterizarea compușilor, pentru determinarea purității acestora și la identificarea compușilor organici. Temperatura de topire este influențată de impurități, cu care substanța pură formează amestecuri eutectice [84,85].
Orice impuritate scade temperatura de topire a compusului.
Determinarea punctului de topire în laborator a fost realizată prin trei metode diferite . Aceste metode sunt prezentate în continuare:
a) Pentru a determina punctul de topire a unui solid organic se ia o mică probă de compus.
Proba se va introduce într-un tub capilar de sticlă. Cristalele se introduc în tubul închis, mărunțite astfel încâ să se obțină o coloană de solid.
Figura 5 prezintă aparatul pentru măsurarea punctului de topire.
Măsurarea temperaturii se face cu un aparat de determinare a punctului de topire ce cuprinde:
balon de sticlă greu fuzibil cu gât lung
termometru
dop de cauciuc
clemă
stativ
Figura 5. Aparat pentru măsurarea punctului de topire
Balonul de sticlă este umplut cu circa 2/3 cu H2SO4, glicerină sau ulei siliconic. Se introduce termometrul fixat cu ajutorul unui dop de cauciuc. Termometrul trebuie să prezinte rezervorul de mercur în întregime imersat în lichid și să nu atingă fundul balonului.
Se scoate cu grijă termometrul și se fixează capilara cu proba, de termometru astfel încât proba să fie în dreptul rezervorului de mercur.
Termometrul se introduce cu mare atenție în baie. Se încălzește lent balonașul cu ajutorul unui bec de gaz, iar temperatura nu trebuie să crească cu mai mult de 2-3˚C/minut. În momentul topirii se observă cum cristalele se ”strâng” și apoi se transformă rapid într-un lichid limpede care formează menisc în tubul capilar. Acesta este momentul de citire a temperaturii indicată de termometru, care reprezintă temperatura de topire.
Pentru o nouă determinare, aparatul se răcește, și apoi se începe o nouă determinare.
b) A doua metodă pentru determinarea punctului de topire folosește un
microscopul Böetius. Aceasta este o metodă uzuală de determinare a punctului de topire. Microscopul Böetius este prezentat in figura 6.
Determinarea punctului de topire presupune prelevarea cristalelor de probă pe o lamelă curată și mărunțirea acestora cu o alta. Proba aflată între cele două lamele, se așază pe placa de încălzire, apoi se așează inelul de fixare a poziției probei, inelul mare de protecție. Se luminează probă, se reglează claritatea imaginii și se fixează în obiectiv imaginea dorită a cristalelor. Cristalele sunt distribuite uniform în câmpul microscopic. Se fixează viteza de încălzire a plăcii cu ajutorul reostatului, astfel încât viteza de încălzire să fie minimă.
Se pornește încălzirea și se urmărește comportarea cristalelor, în același timp având posibilitatea urmăririi temperaturii în câmpul din partea stângă a obiectivului. Se notează temperatura minimă la care are loc prima modificare a aspectului cristalelor, apoi temperatura la care se observă începutul topirii în masă a cristalelor, temperatura la care se topește marea masă a cristalelor observate, respectiv temperatura la care se topește și ultima parte solidă din probă.
Temperatura de topire (intervalul de topire) va fi domeniul de la temperatura minimă și maximă a topirii în masă. Valorile celelalte ale temperaturii vor da indicații asupra purității probei, respectiv a tipului de impurității existente în probă.
Figura 6. Microscopul Böetius
c) O altă metodă de determinare a punctului de topire, se poate face folosind aparatul „ Melting Point Meter ” KRS-P1, de la firma Krüss Optronic GmbH.
Brațul permite vizualizarea probelor. Capul optic se poate roti în orice direcție și de asemenea se poate fixa drept pe aparat pe timpul transportului și al depozitării. Lentilele se pot focaliza pentru reglarea imaginii probei. Vizualizarea probelor este îmbunătățită cu ajutorul unui sistem integrat de iluminare și mărire a imaginii 8x.
Microprocesorul digital rezoluție 0,1 ˚C permite o încălzire rapidă a probelor și un control precis al temperaturii ( elimină astfel folosirea termometrelor cu mercur ). Momentul în care temperatura din cuptor s-a stabilizat este indicată cu 3 bip-uri sonore, pentru introducerea probelor. Camera de încălzire este din aluminiu, și permite utilizarea în condiții de siguranță și curățenie mult superioare față de băile de ulei. Figura 7 prezintă acest aparat.
Figura 7. Aparat pentru determinarea punctului de topire „ Melting Point Meter ” KRS-P1, de la firma Krüss Optronic GmbH
B. Determinarea temperaturii de fierbere
Un lichid se află în echilibru cu vaporii săi, presiunea exercitată de vaporii de deasupra lichidului (numită presiune de vapori) depinzând numai de valoarea temperaturii.
Creșterea temperaturii determină și o creștere a presiunii de vapori. Dacă aceasta devine egală cu presiunea totală exercitată la suprafața lichidului, lichidul începe să fiarbă, adică se vaporizează prin intermediul unor bule formate în toată masa.
Temperatura de fierbere a unui compus poate fi definită ca temperatura la care presiunea de vapori a acestuia este egală cu presiunea exercitată.
Instalația utilizată este formată dintr-un balon cu fund rotund, de care este așatașat un refrigerent descendent. Se atașează un termometru pentru a citi temperatura de fierbere.
Se încălzește proba introdusă în balon cu ajutorul unui sistem de încălzire (cuib de încălzire). Lichidul se colecteză într-un pahar Berzelius.
Termometrul se fixează pe gâtul central al refrigerentului astfel încât rezervorul de mercur să fie în dreptu brațului lateral. Termometrul are rolul de a măsura temperatura vaporilor care sunt condensați de refrigerent.
Se continuă încălzirea pentru colectarea compusului atât timp cât temperatura vaporilor rămâne constantă. Aceasta este temperatura (punctul) de fierbere a compusului.
O instalație de distilare la presiune atmosferică folosită pentru determinarea temperaturii de fierbere este prezentată în figura 8.
Figura 8. Instalație de distilare
C. Determinarea densității
Densitatea este o fizică caracteristică fiecărei substanțe în stare pură.
Densitatea este dată de raportul între masă și volum indiferent dacă este vorba de gaze, lichide sau solide:
unde : ρ – densitatea , kg .m -3
m – masa , kg
V- volum , m3
Densitatea depinde de temperatură și de presiune; creșterea primei duce la o mărire a volumului și la o scădere a densității iar creșterea celei de-a doua duce la o scădere a volumului și la o creșterea densității.
Influența temperaturii și a presiunii este mult mai pregnantă la gaze decît la lichide și la solide.
Raportul dintre densitatea absolută și densitatea unui mediu de referință poartă denumirea de densitate relativă :
unde: d – densitate relativă
ρ – densitatea, kg .m -3
ρref – densitate de referință , kg .m -3
Ca mediu de referință este utilizat cel mai adesea apa la temperatura de 200C.
a) Determinarea densității lichidelor pe cale picnometrică se realizează prin cîntărirea unui volum cunoscut și bine determinat de lichid.
Pentru aceasta sunt folosite așa numite picnometre care sunt vase de sticlă cu un volum cunoscut care sunt umplute cu grijă cu lichid pînă la zona calibrată și pe urmă cîntărite (figura 9).
Figura 9. Picnometru de sticlă
b) Determinarea densității pe cale areometrică este folosită pentru determinarea densității lichidelor.
Areometrele , denumite și hidrometre (densimetre), sunt niște corpuri cilindice plutitoare etanșe din sticlă sub forma unui fus , îngreunate în partea de jos cu niște bile mici din plumb astfel încât să plutească totdeauna în poziție verticală cu gâtul în sus. În partea gâtului există o scară gradată interioară etalonată in unități de densitate [85].
Dat fiind faptul că densitatea depinde de temperatură, valoarea densității rezultată dintr-o măsurătoare efectuată la altă temperatură decât cea recomandată trebuie corectată cu un factor de temperatură.
În acest scop concomitent cu măsurarea densității trebuie efectuată totdeauna și o măsurare a temperaturii mediului lichid analizat.
Densimetrul se introduce în substanța de analizat și el se va cufunda mai mult sau mai puțin, funcție de densitatea lichidului. Densimetrele se etalonează cu ajutorul unor lichide cu densități cunoscute. Pe gâtul densimetrului este trecută densitatea corespunzătoare unei anumite adâncimi de cufundare.
Se spală densimetrul și se usucă. Lichidul a cărei densitate vrem să o determinăm se introduce într-un cilindru curat și se aduce la temperatura dorită. Densimetrul se ține de capătul superior al tubului și se introduce în lichid. Cufundarea în lichid se face lent (astfel încât să nu fie udat deasupra diviziunii la care se va face citirea).
Se dă drumul tubului numai când se simte că densimetrul plutește. Citirea se face după ce densimetrul a încetat să oscileze.
În figura 10 este prezentat un desimetru.
Figura 10. Densimetru
D. Spectroscopia IR
O moleculă poate suferi, prin absorbția unui foton și în funcție de energia acestuia, trei feluri de schimbări sau variații ale energiei ei:
variație a energiei de rotație,
variație a energiei de vibrație și
variație a energiei electronice.
Fiecare moleculă posedă niveluri energetice de rotație, de vibrație și electronice proprii, caracterizate prin numere cuantice. Fiecare tranziție între două niveluri energetice, diferite prin numerele lor cuantice, determină apariția unei linii, în spectrul de absorbție al moleculei. Liniile spectrale se contopesc apărând în spectru benzi de absorbție.
O tranziție de vibrație nu poate fi realizată niciodată singură, ci este totdeauna însoțită de tranziții de rotație, manifestându-se fiecare printr-o linie spectrală. Din cauza numărului lor mare și a apropierii lor în spectru ele se contopesc sub forma benzilor caracteristice ale spectrelor în infraroșu, aceste spectre fiind spectre de vibrație – rotație [86].
Aparatele cu care se studiază spectrele sunt de diferite tipuri :
spectroscopul are o scară gradată cu ajutorul căreia se pot identifica și măsura diferite lungimi de undă ale radiațiilor luminoase ,
spectrograful înregistrează fotografic;
spectrofotometrul înregistrează electronic intensitățile componentelor spectrale Interpretarea riguroasă a spectrelor este posibilă la structuri simple, considerând molecula ca o împreunare de mai mulți oscilatori compuși fiecare din doi atomi legați covalent între ei.
Pe baza anumitor considerații mecanice se prevede că o moleculă compusă din n atomi, poate efectua 3n – 6 vibrații (sau 3n – 5, adică o frecvență în plus, dacă molecula este liniară). Fiecare din aceste vibrații are o frecvență proprie și poate fi excitată de radiații infraroșii de o frecvență determinată. Fiecărei frecvențe observate i se atribuie în spectru o anumită vibrație a moleculei. Există vibrații de întindere, simetrică și antisimetrică și vibrații de deformație (Figura 11).
Figura 11. Tipuri de vibrații
ν, se produc în lungul legăturii care suferă alungire și scurtare.
Acestea pot fi la rândul lor simetrice (în cazul în care ambele legături se alungesc sau se scurtează în același timp și respective asimetrice (una din legături se scurtează în timp ce cealaltă se alungește).
Vibrațiile de deformare, notate cu δ, implică modificări ale unghiurilor dintre legături. Vibrații de deformare sunt simetrice fiind echivalente (degenerate) și vibrațiile de deformare asimetrice.
Un spectru IR (schematizat în Figura 12) se prezintă sub forma unei diagrame înfățișând benzile de absorbție într-un system de coordonate care conține:
Pe abscisă este înregistrată o mărime care caracterizează energia: În sistemele mai vechi se obișnuia înregistrarea lungimii de undă λ, limitele în care se încadrează absorbțiile pentru moleculele organice fiind 2,5-25 μ (sau 2500-25000 nm; comparați cu domeniul UV-viz, 100-800 nm). Sistemul obișnuit înregistrează pe abscisă numărul de undă (valoarea reciprocă a lungimii de undă) măsurat în cm-1. Limitele spectrului sunt 400 cm-1 (corespunzător valorii λ = 25 μ = 25.10-4 cm) și 4000 cm-1 (corespunzător valorii λ = 2,5 μ = 2,5. 10-4 cm ).
Pe ordonată se înscrie intensitatea absorbției redată fie ca Absorbție caz în care benzile au vârfurile orientate în sus (A, Figura 12) fie ca Transmisie, caz în care benzile au vârfurile îndreptate în jos ( B, Figura 12)
Figura 12. Reprezentarea spectrelor IR
O bandă de absorbție IR este caracterizată prin valoarea exactă a numărului de undă (măsurat în mod obișnuit cu o precizie de 0,1 cm-1) și o caracterizare aproximativă a intensității absorbției: se folosesc prescurtări de felul f.i. (foarte intensă), i (intensă), m (medie); s (slabă), v (variabilă).
Spectroscopia în infraroșu servește pentru identificarea substanțelor și verificarea purității lor. Fiecare substanță posedă un spectru caracteristic deosebit de al oricărei alte substanțe, cu ajutorul căreia poate fi ușor recunoscută. Prin măsurarea intensității unei benzi din spectrul unei substanțe se poate determina concentrația ei în amestecuri cu alte substanțe.
Prin compararea spectrelor unui număr mare de substanțe s-a stabilit că fiecare tip de legătură se manifestă prin una sau mai multe benzi, ce nu sunt decât puțin influențate de ceilalți atomi sau celelalte legături din moleculă. Spectrele în infraroșu pot deci servi pentru a recunoaște prezența anumitor atomi și a naturii legăturilor dintre ei într-o moleculă.
E. Spectroscopie RMN
Spectrometria de rezonanță magnetică nucleară de proton constituie, fără îndoială, metoda care oferă cele mai interesante informații pentru stabilirea structurii compușilor organici. Furnizând informații despre tipurile și numărul de atomi de hidrogen, despre conexiunile între ei, se conturează întreaga structură și –adeseori stereochimia moleculei [86].
Dintre toate metodele fizice, rezonanța magnetică nucleară (RMN) este aceea care oferă cea mai bogată și completă informație structurală asupra compușilor organici. Spre deosebire de spectroscopia IR, în RMN practic toate semnalele sunt interpretabile relativ ușor, iar spre deosebire de spectroscopia electronică metoda RMN oferă mult mai multe informații
Dezvoltată prin analogie cu rezonanța electronică de spin, rezonanța magnetică nucleară de înaltă rezoluție, aplicată inițial pentru studiul protonilor și extinsă ulterior pentru o serie de alți nuclizi: , , 31P, 17O etc., a devenit în prezent cea mai importantă metodă de studiu a structurii, configurației compușilor organici [85].
În cazul spectrometriei RMN protonice se utilizează drept solvenți compuși ce nu conțin protoni, cum ar fi: CCl4; CS2; CDCl3; etc.
Spectrul RMN este curba absorbției de energie radiată (radiații electromagnetice) de către nucleele probei, în funcție de câmpul magnetic aplicat sau în funcție de frecvență
În momentul plasării probei în câmpul magnetic, circulația electronilor de legătură este modificată, în sensul că, în conformitate cu principiul acțiunii și reacțiunii, ei încep să se miște astfel încât să genereze un câmp magnetic opus ca sens câmpului exterior H. Apare astfel un efect de ecranare diamagnetică, care diminuează câmpul exterior ce pătrunde până la nucleul respectiv. În mod evident ecranarea diamagnetică este proporțională cu denumirea de electroni din jurul nucleului respectiv, densitatea condiționată de anturajul chimic, de efectele atrăgătoare sau respingătoare de electroni etc. La creșterea câmpului exterior, vor apărea pe rând semnale pentru diferite tipuri de nuclee, în funcție de gradul lor de ”ecranare”.
Într-un spectru RMN (figura 13) nucleele mai puternic ecranate dau semnale la câmp mai mare comparativ cu nucleele mai puțin ecranate.
Figura 13. Spectrul RMN.
Diferența valorilor câmpurilor magnetice de rezonanță sau a frecvențelor de rezonanță în funcție de vecinătățile structurale se numește deplasare chimică. Deplasarea chimică indică poziția din spectrul a semnalului fiecărui nucleu. Ea poate fi definită în mod absolut prin exprimarea mărimii câmpului sau frecvenței. Exprimarea se face fie în diferențe de câmp magnetic la frecvențe fixă, fie în diferențe de frecvențe la câmp magnetic fix.
După cum s-a amintit și mai sus standardul uzual este de cele mai multe ori, atât pentru 1H-RMN cât ți pentru 13C-RMN, tetrametilsilanul (CH3)4Si (prescurtat TMS), care are un semnal unic (al celor patru atomi de carbon, respectiv al celor 12 protoni echivalenți) ce apare la extremitatea de câmp magnetic maxim a spectrului (nuclee foarte ecranate) (fig. 5.5). TMS se dizolvă de obicei în probă (standard intern) fiind inert din punct de vedere al reactivității chimice și foarte volatil, el se poate îndepărta ușor odată cu solventul, permițând recuperarea probei practic pure.
Semnalul standardului (TMS) este considerat ca origine și se definește în raport cu acesta o mărime numitǎ deplasare chimicǎ (δ) conform relației
în care :
δ CH3 – deplasarea chimică pentru gruparea CH3 ,
HTMS și HCH3 – intensitățile câmpului magnetic la care se produce rezonanța pentru TMS și CH3
După cum se observǎ, deplasarea chimicǎ este un număr adimensional. Acesta fiind foarte mic se amplifică cu 106, obținându-se astfel valori situate, de regulǎ, între 0 și 14. Din cauza acestei amplificări cu un milion, se poate atribui și o unitate de măsură pentru deplasarea chimicǎ : parte pe milion (ppm).
4.6. Prelucrarea produsului finit prin recristalizare
Pentru purificarea acidul 2, 4 –dicetopirimidin -4- acetic și a vitaminei brute obținute se folosește operația de recristalizare, care constă în trecerea unui solid în soluție (sau topitură) urmată de o cristalizare. Dacă prin acest procedeu se purifică un singur component, operația se numește recristalizare simplă.
Operația de recristalizare impune următoarele faze:
Dizolvarea substanței într-o cantitate minimă de solvent la cald. Dacă soluția este colorată, ea se poate decolora prin adăugarea de cărbune animal
Filtrarea soluției la cald cu îndepărtarea impurităților mecanice sau impuritățile insolubile
Cristalizarea substanței prin răcirea soluției
Filtrarea cristalelor din soluție
Spălarea cristalelor pe filtru cu o cantitate mică de solvent
Uscarea cristalelor în vederea îndepărtării urmelor de solvent.
Filtrarea la cald se face printr-o pâlnie obișnuită, în prealabil încălzită și prevăzută cu un filtru creț, prezentată în figura 14 (a). Sau se poate realiza prin utilizarea unei pâlnii cu manta de încălzire prezentată în figura 14 (b).
(a) (b)
Figura 14. Aparatură pentru filtrare la cald
Cristalizarea substanței se face prin răcirea soluției, la apa de la robinet și sub continuă agitare.
Filtrarea substanței cristalizate se face la vaccum, pe o pâlnie Büchner sau Hirsch, folosind ca placă filtrată hârtia de filtru. Apoi se spală de 2-3 ori cu cantități mici de solvent rece și se absorb bine la trompă de vid ultimele urme de solvent.
Produsul filtrat se trece pe o sticlă de ceas și se usucă. Uscarea se poate face fie pe baia de apă, fie în etuve termoreglabile, fie în exicatoare de vaccum bine vidate în funcție de punctul de topire al substanței [88].
CAPITOLUL 5. REZULTATE ȘI DISCUȚII
5.1. Sinteze efectuate
Pentru obținerea vitaminei B13 s-au efectuat în laborator mai multe sinteze. In primul rând a fost obținut intermediarul de reacție și anume acidul 2, 4 –dicetopirimidin -4 – acetic.
Condițiile de lucru utilizate la aceasta sinteză sunt prezentate în tabelul 3.
Tabelul 3. Condiții de sinteză la obținerea acidului 2, 4 –dicetopirimidin -4 – acetic
S-au efectuat cu intermediarul obținut mai multe sinteze de obținere a vitaminei B13, iar condițiile de lucru sunt prezentate în tabelul 4.
Tabelul 4. Condiții și recepturi utilizate la sinteza vitaminei B13
5.2. Obținerea intermediarului acidul 2,6-dicetopirimidin-4-acetic
5.2.1. Influența timpului de încălzire asupra randamentului
S-a lucrat conform modului de lucru prezentat în subcapitolul 5.2.1. Raportul molar acid citric : uree utilizat este de 1 : 1,61
Temperatura de răcire : -8 °C, iar timpul de agitare, după adăugarea ½ din amestecul de acid citric, uree este de 10 min.
Acidul sulfuric se folosește în amestecul de reacție într-o concentrație de 3 % (moli) față de amestecul de reacție.
Temperatura de perfectare a reacției este de 80 °C.
In tabelul 5 sunt prezentate condițiile de lucru și rezultatele obținute.
Tabelul 5. Condiții de reacție
În figura 15 este prezentată variația randamentului funcție de timpul de încălzire.
Figura 15. Variația randamentului în funcție de timpul de încălzire
Se constată că odată cu creșterea timpului de reacție (este vorba de timpul strict de perfectare a reacției), crește și randamentul în acid 2,6-dicetopirimidin-4-acetic, dar această creștere nu este spectaculoasă. Randamentele nu depășesc 44 %.
În cealaltă sinteză se va folosi variația în care timpul de încălzire este de 30 min. La această valoare randamentul este de 30 %.
5.2.2. Influența temperaturii la obținerea acidului 2,6- dicetopirimidin – 4- acetic
Raportul molar acid citric : uree utilizat în cele 3 sinteze este de 1: 0,61. Temperatura de adăugare a acidului citric, respectiv acid citric + uree este de – 8 – 10 °C.
Concentrația acidului sulfuric utilizat este de 99 %. Se folosește acid sulfuric concentrat într-o proporție de 0,3 % (moli) calculat, față de amestecul de reacție. Datele experimentale sunt prezentate în tabelul 6.
Tabelul 6. Condiții de reacție și date experimentale obținute
Rezultatele obținute sunt reprezentate în figura 16.
Figura 16. Variația randamentului funcție de temperatura de reacție
Se constată că randamentul crește odată cu creșterea temperaturii de perfectare a reacției de obținere a acidului 2,6 –dicetopirimidin-4- acetic.
Creșterea este foarte mică, de la un randament de 30 % la un randament de 33%, la o creștere a temperaturii de lucru cu 20 °C.
Dacă se lucrează la temperaturi și mai ridicate, de 150 °C, randamentul de reacție scade, la 10,2%, ceea ce inseamnă că are loc o descompunere a produsului de reacție obținut.
Acidul 2,6-dicetopirimidin–4-acetic obținut în laborator a fost prelucrat prin filtrare (figura 17) și uscat.
Figura 17. Filtrare la vid
5.3. Obținerea acidului orotic
5.3.1. Influența timpului de reacție asupra randamentului în acid orotic
Pentru a urmări influența asupra randamentului, a timpului de reacție, s-au efectuat 3 sinteze de acid orotic. Condițiile de sinteză sunt prezentate în tabelul 7.
Tabelul 7. Condițiile de lucru și rezultatele obținute
Variația randamentului în acid orotic (vitamina B13) este prezentată în figura 18.
Figura 18. Variația randamentului funcție de durata de sinteză
Odată cu creșterea duratei de sinteză, crește și randamentul reacției de sinteză a vitaminei B13. La un timp de 120 de min se obține un randament de 72 % ; dar se observă, creșterea randamentului de la sinteza în care timpul de reacție a fost de 60 minute, la sinteza în care s-a lucrat la un timp dublu de reacție, adică 120 de minute, este mică, doar de 12 %.
Acest lucru ne ajută să utilizăm în continuare, un timp de sinteză doar de 60 de minute, ranadamentul fiind de 60 %.
Figura 19. Instalația obținerea acidului orotic
5.3.2. Influența temperaturii de reacție
Se lucrează cu un raport molar acid 2,6–dicetopirimidin-4- acetic și bicromat de sodiu de 1: 1,19. Temperatura de reacție variază de la 40 °C la 130°C.
Acidul sulfuric concentrat se utilizează intr-o concentrație de 0, 14 % ( moli) față de amestecul de reacție.
Durata de sinteză în toate rețetele efectuate este de 60 de minute.
Condițiile de lucru și rezultatele obținute sunt prezentate în tabelul 8.
Tabelul 8. Condițiile de lucru și rezultatele experimentale
Unde APA = acid 2,6–dicetopirimidin-4- acetic
În figura 20 este reprezentată grafic variația randamentului funcție de temperatura de lucru.
Figura 20. Variația randamentului funcție de temperatura de reacție
Se observă din grafic că la o temperatură mai mare de reacție randamentul scade, ceea ce presupune o descompunere a produsului de reacție. Dacă se lucrează la 75 °C randamentul în vitamina B 13 este de 60 %.
Figura 21. Acidul orotic brut obținut
5.3.3. Influența raportului de reactanți
S-au efectuat trei sinteze în care s-a variat raportul de reactanți acid 2,6 –dicetopirimidin-4- acetic și bicromat de sodiu de 1: 1,19 până la 1: 2,5.
Temperatura de reacție se menține aceeași în toate cele trei sinteze, și anume la 75 °C.
Concentrația de acid sulfuric concentrat este de 0,14 % (moli) față de amestecul de reacție.
Datele obținute sunt prezentate în tabelul 9.
Tabelul 9. Date experimentale
Unde APA = acid 2,6–dicetopirimidin-4- acetic
În figura 22 sunt reprezentate grafic datele experimentale obținute.
Figura 22. Variația randamentului funcție de variația raportului molar
Se constată că variația randamentului de reacție în funcție de variația raportului molar al reactanților este nesemnificativă.
S-au obținut randamente foarte apropiate, după ce s-a mărit raportul molar acid 2,6 –dicetopirimidin-4- acetic și bicromat de sodiu de 1: 1,19 până la 1: 2,5.
5.4. Influența recristalizării asupra randamentului de reacție
Atât acidul 2,6 –dicetopirimidin-4- acetic cât și vitamina B13 obținute din sinteze sunt prelucrate și purificate prin recristalizare.
Solventul de recristalizare în ambele cazuri este apa distilată.
Modul de lucru și instalația sunt prezentate în subcapitolul 5. 6.
Rezulatatele sunt prezentate în tabelul 10.
În figura 23 este prezentată operația de filtrare a acidului orotic recristalizat.
Figura 23. Filtrarea acidului orotic
Tabelul 10. Rezultate experimentale obținute
În figura 24 sunt reprezentate rezultatele experimentale.
Figura 24.Variația randamentului de recristalizare la compușii obținuți
Se observă că randamentul de recristalizare este mai mic la recristalizarea acidul 2,6 –dicetopirimidin-4- acetic față de vitamina B13. Acest lucru se poate datora timpului destul de scurt folosit la recristalizare.
5.5. Caracterizarea produsului finit
Compușii sintetizați au fost purificați prin recristalizare și au fost caracterizați din punct de vedere fizico-chimice.
Acidul 2,6 –dicetopirimidin-4- acetic este obținut sub forma de cristale albe.
Punctul de topire determinat după recristalizare este de 321 °C, față de punctul de topire determinat înainte de recristalizaer de 308 °C.
Vitamina B13 se prezintă ca un solid alb, sub formă de cristale, cu punctul de topire după recristalizare de 242 °C. Inainte de recristalizare punctul de topire a fost de 235 °C.
În figura 25 este prezentat acidul orotic obținut după recristalizare.
Figura 25. Acidul orotic după recristalizare.
Determinarea punctului de topire s-a realizat conform modului de lucru prezentat în subcap. 5.5.1.
Acidul orotic s-a introdus în capilare ( figura 26) și apoi a fost introdus în aparatul prezent în figura 7.
Figura 26. Capilară cu acid orotic
In figura 27 este prezentat spectrul IR al vitaminei B13.
Figura 27. Spectrul IR al vitaminei B13
Interpretarea spectrului IR al Vitaminei B13 (acid orotic) este prezentată în tabelul 11 [89].
Tabelul 11. Principalele benzi în spectrul IR al acidului orotic
In figura 28 este prezentat spectrul 1H RMN al acidului orotic (vitaminei B13).
Figura 28. Spectrul 1H RMN al acidului orotic
Spectrul a fost realizat la 89,56 MHz. Proba folosită: 0,044g : 0,5 mL DMSO.
În continuare este prezentată interpretarea spectrului 1HRMN [83], [89-91].
Pentru HD δ= 6,042 ppm (f.i) – singlet indică o grupă CH care nu are în vecinătate atomi de hidrogen
Pentru: HC δ= 6.9 ppm, – (H din legătura N-H, azotul din poziția 1)
Pentru: HB δ= 10,84 ppm, – (H din legătura N-H, azotul din poziția 3)
Pentru: Ha δ= 11.32 ppm, – singlet indică o grupă O-H din grupa COOH, care nu are în vecinătate atomi de hidrogen.
Spectrul de masă al acidului orotic este prezentat în figura 29. Temperatura de lucru a fost de 1900C.
Figura 29. Spectrul de masă al acidului orotic
În continuare este prezentată schema de fragmentare a acidului orotic și interpretarea spectrului de masă.
m/z 113(9,5%) m/z 68(100%)
Figura 30. Schema de fragmentare a acidului orotic
Picul corespunzător ionului molecular [M-COOH] apare la m/z 156. Picul maxim apare la m/z 68 și corespunde ionului [C3H2ON]+ . Picul mic apare la m/z 40 rezultă prin eliminarea moleculei neutre de CO (−28) din ionul m/z 68.
5.6. Concluzii
S-au efectuat sinteze pentru obținerea acidului 2,6 –dicetopirimidin-4- acetic. S-a urmărit influența timpului de încălzire și al temperaturii de reacție (perfectare) asupra randamentului de reacție.
S-a constatat că se obțin randamente de 30,9 % la un timp de reacție de 30 de minute și la o temperatura de perfectare a reacției de 80 °C.
În ceea ce privește sinteza vitaminei B13 s-a urmărit influența timpului de reacție, a temperaturii de reacție și a raportului de reactanți asupra randamentului.
Randament bun de 60,9 % s-a obținut când s-a lucrat la 75°C, 60 de minute și un raport acid 2,6 –dicetopirimidin-4- acetic și bicromat de sodiu de 1 : 1,19. Compușii obținuți au fost purificați prin recristalizare și caracterizați din punct de vedere fizico-chimic.
CONCLUZII GENERALE
Lucrarea de licență intitulată ,,VITAMINE HIDROSOLUBILE -VITAMINA B 13” cuprinde două părți: o parte teoretică și o parte experimentală.
Partea teoretică se referă la date de literatură despre vitamine, vitaminele care sunt compuși organici esențiali vieții, pe care organismul uman nu le produce în cantități suficiente și care trebuie, deci, procurați din surse externe. Se face referire în special la Vitamina B 13. Sunt descrise pe scurt toate vitaminelor B, formule chimice ale acestora, alimentele în care se găsesc.
Sunt prezentate proprietățile fizice, modul de acțiune, diverse metode de sinteză ale Vitaminei B 13, și ale derivaților acesteia. De asemenea sunt prezentate metodele moderne de analiză ale vitaminei și diverse proprietăți chimice. Sunt analizate efectele vitaminei și ale diverșilor derivați proveniți de la această vitamină.
Vitamina B13, cunoscută și sub numele de acid orotic, este eficientă în afecțiuni hepatice, protejează flora intestinală, previne îmbătrânirea prematură și este folosită ca adjuvant în scleroza multiplă.
Vitamina B13 (acidul orotic) ocupă o poziție unică în biologie, fiind singurul precursor eficient în biosinteza bazelor pirimidinice din acizii nucleici. În timpul acestor procese prezența ionilor unor metale este necesară, mai ales în timpul fosforilsilarea acidului orotic. Complecșii acidului orotic cu metalele (paladiu, nichel, argint, sodiu, potasiu, vanadiu, etc.) sunt aplicate pe scară largă în medicină.
Partea experimentală prezintă diversele sinteze realizate în laborator cu scopul obținerii, în primul rând a intermediarul de reacție și anume acidul 2, 4–dicetopirimidin-4–acetic și apoi a vitaminei B 13.
S-a urmărit obținerea unor condiții pentru realizarea unui randament cât mai bun în produs dorit.
La obținerea intermediarul de reacție și anume a acidul 2, 4 –dicetopirimidin-4–acetic s-a urmărit influența timpului de încălzire asupra randamentului, constatându-se că odată cu creșterea timpului de reacție (este vorba de timpul strict de perfectare a reacției), crește și randamentul în acid 2,6-dicetopirimidin-4-acetic. Această creștere nu este spectaculoasă, randamentele nu depășesc 44 %.
Se constată că randamentul crește odată cu creșterea temperaturii de perfectare a reacției de obținere a acidului 2,6 –dicetopirimidin-4- acetic, creșterea este foarte mică.
Creșterea duratei de sinteză duce la creșterea randamentul în vitaminei B13, iar la o temperatură mai mare de reacție randamentul scade, ceea ce se poate datora unei descompuneri a produsului de reacție.
Variația randamentului de reacție în funcție de variația raportului molar al reactanților este nesemnificativă, iar randamentul de recristalizare este mai mic la recristalizarea acidul 2,6 –dicetopirimidin-4- acetic față de vitamina B13.
Produsele obținute în laborator au fost purificate și analizate din punct de vedere fizico-chimic.
Lucrarea cuprinde și o parte bibliografică .
BIBLIOGRAFIE
[1] V. Medvețki,; Enciclopedia vitaminelor și a substanțelor minerale, Rovimed Publishers, București, 2002.
[2] E. Manolescu,; Farmacologie, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1984.
[3] F. Le Cren.; Vitamine si minerale pentru sanatate si longevitate. Antioxidantii, Ed.Polirom, 2006.
[4] M. Bouchard, ;Terapia prin vitamine; Editura Niculescu, Bucuresti, 2003.
[5] A.N.Cristea; Tratat de farmacologie, Ed. Medicală, București, 2005
[6] H.Walter Eddy; “The Vitamine Manual” Produced by Juliet Sutherland, Richard Prairie, Charles Franks and the Online Distributed Proofreading Team. 2005http://www.WorldLibrary.net
[7] W. Herrmann, J. Geisel, ; “ Vegetarian lifestyle and monitoring of vitamin B-12 status” ; Clinica Chimica Acta, 326, 47–59 (2002).
[8] P.Karla, H. Jinrong, L. Robert, , T.Tamuraa; ”Mid-pregnancy serum homocysteine and B-vitamin concentrations and fetal growth”; Nutrition Research 22, 1133–1141(2002).
[9] N. Yazdanpanah, M. Carola Zillikens, F. Rivadeneira, R. de Jong, J. Lindemans,; “Effect of dietary B vitamins on BMD and risk of fracture in elderly men and women. The Study “; Bone, 41, 987–994 (2007).
[10] K, Sato, K. Muramatsu, S. Amano; “ Application of vitamin B12-targeting site on Lactobacillus helveticus B-1 to vitamin B12 assay by chemiluminescence method”; Analytical Biochemistry 308, 1–4, (2002).
[11] K.K.Eaton, J.McLaren, A.Hunnisett; “Abnormal gut fermentation : Laboratory studies reveal deficiency of Bvitaminsm zinc,and magnesium”; J.Nutr. Biochem., 4 634-638,(1993).
[12] en.wikipedia.org/wiki/
[13] C.J. Abularrage, A.N.Sidawy, P.W.White, G.Aidinian, K.J.Dezee, J.M.Weiswasser;. “Effect of folic Acid and vitamins B6 and B12 on microcirculatory vasoreactivity in patients with hyperhomocysteinemia”;. Vasc endovasculare Surg.;41(4):339-45.( 2007).
[14] T. Maki, K. Takeda; "Orotic Acid and Derivatives" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim (2002).
[15] A.-M. Hvasa,, S. Juulb, L. Lauritzenc, , J. Ellegaard;” No effect of vitamin B-12 treatment on cognitive function and depression: a randomized placebo controlled study” Journal of Affective Disorders 81, 269–273 (2004).
[16] E. Barry, T. Tamura, A. Hammerc, A. Vuong; “ Blood homocysteine, folate and Vitamin B-12 concentrations in patients with epilepsy receiving lamotrigine or sodium valproate for initial monotherapy”; Epilepsy Research 64 , 161–166 (2005).
[17] A,K, Shabaan. ;” ElrobyElectronic structure of orotic acid II: Acidity, basicity, and interaction with water”; Journal of Molecular Structure: THEOCHEM 803 , 67–72 (2007).
[18] F. Peral, E. Gallego,;” Association of pyridine carboxylic acids and orotic acid in aqueous solution an ultraviolet study”, ; Journal of Molecular Structure,; 21( 9), 251-256 (1990).
[19] R. Hilal, Z.M. Zaky, S. A.K. Elroby, ;” Electronic structure of orotic acid; I. Geometry, conformational preference and tautomerism”; Journal of Molecular Structure (Theochem); 685, 35–42 (2004).
[20] R. Hušková , P. Barták, D. Friedecký, T. Adamb,;” Analytical derivatization–a tool for determination of orotic acid ”; Journal of Chromatography, B, 799, 303–309,(2004).
[21] D. Mentzafos, N. Katsaros, A. Terzis,; “ Synthesis and structure of bis(orotato)dioxouranium(VI) pentahydrate”; Acta Cryst.; C43, 1905-1908, (1987).
[22] P. Arrizabalaga, P. Castan, J. P. Laurent, ; “ Palladium(I1) Complexes of Orotic Acid and Derivatives: Multiplicity of their Binding Sites”; Journal of Inorgonic Biochemistty, 2, 15-224 ( 1984).
[23] M. S. Refat,;” Complexes of uranyl(II), vanadyl(II) and zirconyl(II) with orotic acid ‘‘vitamin B13’’: Synthesis, spectroscopic, thermal studies and antibacterial activity”; Journal of Molecular Structure; 842, 24–37(2007).
[24] W.Scholz, A.Wolf, W.Kunz, B.Willenbrock, C. Steffen, ; “ Effect of orotic acid on the generation of reactive oxygen and on lipid peroxidation in rat liver”; Toxicology; 66, 197-212, (1991).
[25] I. Kostova, N. Peica, W. Kiefer,;” Theoretical and spectroscopic studies of new lanthanum(III) complex of orotic acid ”; Vibrational Spectroscopy; 44, 209–219, (2007).
[26] E.Laconi, S.Vasudevan, C.S. Rao, P.M. Rao, S. Rajalakshmi, D.S.R. Sarma,; “ Studies on the effect of dietary orotic acid on mouse liver carcinogenesis induced by diethylnitrosamine”; Cancer Letters; 49, 67-71, (1990).
[27] Z. Okan, I.Yes¸ O. Halis, ; “ Novel cobalt(II), nickel(II) and copper(II) complexes of neutral orotic acid. Synthesis, spectroscopic and thermal studies”; Transition Metal Chemistry; 30, 992–997, (2005).
[28] H. Rifaat, Z.M. Zaky , S. A.K. Elroby; “Electronic structure of orotic acid III geometric feature and thermal properties of some transition metal orotic acid complexes”; Spectrochimica Acta , Part A, 63, 740–748, (2005).
[29] L.I. Xing, C. Rong, S. Dao-Feng, H. Mao-Chun, ; “Synthesis and Crystal Structure of [Ni(C5H2N2O4)(2,2΄-bipy)(H2O)2]·2H2O”; Chinese J. Struct. Chem.; 21, (4), 374~377,( 2002).
[30] K. Helios, A. Pietraszko, R. Wysokin, D. P. Strommen, D. Michalska ; “A novel complex of orotic acid (vitamin B13) with nickel, [Ni(HOr)(NH3)2(H2O)2]: Crystal structure, vibrational spectra and density functional study”; Vibrational Spectroscopy; 52, 1–9, (2010).
[31] C.A. Jr Lewis, R Wolfenden, ; “ Orotic acid decarboxylation in water and nonpolar solvents: a potential role for desolvation in the action of OMP decarboxylase”; Biochemistry; 48 (36), 8738-4, (2009).
[32] Mutikainen,; Finn. Chem. Lett. ; 193, (1985).
[33] O. Zafer Yesilel , G. Kastas, O. Buyukgungo, ;” The novel polymeric potassium complex with a new coordination mode of orotic acid [K(µ5-H2Or)(µ-H2O)]n: Synthesis and structural characterization”; Inorganic Chemistry Communications; 10, 936–939, (2007).
[34] G. S. Nichol, W. Clegg, ; “ Classical hydrogen bonding and weaker C–H_ _ _O interactions in complexes of uracil-5-carboxylic acid with the alkali metals”,; Polyhedron 25, 1043–1056 (2006).
[35] S. Bekiroglu, O. Kristiansson, ; “ Hydrogen-bonded neutral and anionic lamellar networks: structures of bis(O,O',O"-hydroorotato)disilver(I) dihydrate, potassium hydroorotate and rubidium hydroorotate. Ab initio calculations on orotic acid and the hydroorotate anion”; J. Chem. Soc., Dalton Trans.; 1330–1335, (2002).
[36] G. S. Papaefstathiou, S. Manessi, C. P. Raptopoulou, E. J. Behrman, T. F. Zafiropoulos, ; “ The first metal complex of 5-hydroxyorotic acid: dimethylammonium bis(N,N-dimethylformamide) bis(5-hydroxyorotato(-2))gallate(III)” ; Inorganic Chemistry Communications; 7, 69–72, (2004).
[37] R. H. E. Hudson, R. D. Viirre, Y. H. Liu, F.Wojciechowski,
A. K. Dambenieks,; “ Chemistry for the synthesis of nucleobasemodified
peptide nucleic acid”; Pure Appl. Chem., 76, (7–8), 1591–1598, (2004).
[38] E. Sztumpf, D. Shugar,; “ Preparation and proprieties of photoproducts of orotic acid analogues “; Photochemistry and Photobiology ; 4 (4), 719–733, (2008).
[39] F. Joseph, K.M. Herschel, ; “Synthesis of Orotic Acid from Aspartic Acid”; J. Am. Chem. Soc.; 69 (6), 1382–1384, (1947).
[40] S. I. Zavyalov, I. A. Mikhailopulo, V. I. Gunar, ; Synthesis of orotic acid from maleuric acid “; 14 (10 ), October, 1853-1854, (1965).
[41] P.Rambacher ; Patent 4062847 ; December 13, 1977.
[42] Y. Yamagata, K. Sasaki, O.Takaoka, S. Sano, K. Inomata, K. Kanemitsu, Y. ,Inoue, I. Matsumoto, ; ” Prebiotic synthesis of orotic acid parallel to the biosynthetic pathway.”; Orig Life Evol Biosph.; 20 (5), 389-99, (1990).
[43] B. W. Langley, ; “ The Synthesis of orotic acid -C14O2H ” ; Yale Journal of Biology and Medicine; 27 (11), 135-138, (1954).
[44] C. Jakobs, L. Sweetman, W. Nyhan, L. Gruenke, ; “J. Cymerman Craig ’ and Sybe K. Wadman d Stable isotope dilution analysis of erotic acid and uracil in amniotic fluid”; Clinica Chimica Acts, 143 , 123-133(1984).
[45] W.Windisch, A.Vikari, C. Hilz , ; “Homeostatic response of Zn metabolism to dietary Zn supplements from sulfate, gluconate, orotate, aspartate or histidine in 65Zn labeled nongrowing rats as a model to adult individuals”; Trace Elem Electrolytes, 20 (2), 125-133,(2003).
[46] S.E., Leucuta; Farmacocinetica și biodisponibilitatea în terapia medicamentoasă; Editura Medicală , Bucuresti 1989.
[47] Kacso, G. Borodi, S. I Fărcas, I. Bratu ; “Inclusion compound of vitamin B13 in b-Cyclodextrin. Structural investigations Processes in Isotopes and Molecules” IOP Publishing Journal of Physics: Conference Series 182, 1-4 (2009).
[48] [My paper]K.K. Seymour, SD Lyons, L Phillips, KH Rieckmann, RI Christopherson, ; “ [Hârtie mele]Cytotoxic effects of inhibitors of de novo pyrimidine biosynthesis upon Plasmodium falciparum “; Biochemistry; 3 ;33 (17), 5268-74, (1994).
[49] W.J. Visek, ; “ Nitrogen-stimulated Orotic Acid Synthesis and Nucleotide Imbalance ”; Cancer Research (Suppl.); 52, 2082-2084 (1992).
[50] A. F..Ashraf, M.H. Wasfy, M. Arief, S.Mahassen,; “ γ-Oxo Carboxylic Acids in Heterocyclic Synthesis, III.”; Verlag der Zeitschrift, 2002, www.znaturforsch.com. [consultat 10.04.2010].
[51] P.Ferdinandy, T.Fazekas, ; “Effects of orotic acid on ischaemic/reperfused myocardial function and glycogen content in isolated working rat hearts”;. Pharmacol Res.; 37 (2), 111-4 (1998).
[52] C. Munsch, J. F. Williamst, F. L. Rosenfeldt,; “The Impaired Tolerance of the Recently Infarcted Rat Heart to Cardioplegic Arrest: The Protective Effect of Orotic Acid”; J Mol Cell Cardio ,l21, 751-754 (1989).
[53] A. Denda, E. Laconi, P. M. Rao, S. Rajalakshmi, D.S.R. Sarma, ; “ Sequential histopathological analysis of hepatocarcinogenesis in rats during promotion with orotic acid “; Cancer Letters; 82, 55-64, (1994).
[54] H.M. Holden, J.B. Thoden, F.M. Raushel,; “ Carbamoyl phos- phate synthetase: an amazing biochemical odyssey from substrate to product “, ; Cell Mol. Life Sci.; 56 , (1999).
[55] P.Williams, ; Fapte Guta Carte A redacta, 2008.
[56] S. Mityazawa, S. Furuta, T.Hashimoto,; “Reduction of 3-Oxidation Capacity of Rat Liver Mitochondria by Feedingorotic acid”; Biochimica er Biophysics Acta, I I I 494-502 ( 1982).
[57] M. Morifuji, Y. Aoyama,; “ Dietary orotic acid affects antioxidant enzyme mRNA levels and oxidative damage to lipids and proteins in rat liver”; Journal of Nutritional Biochemistry 13, 403–410 (2002).
[58] Y. Aoyama, M. Wada, ;”Supplementation of orotic acid to the casein, but not to egg protein, soy protein, or wheat gluten diets, increases serum ornithine carbamoyltransferase activity”; J. Nutr. Biochem. 11:306 –310, (2000).
[59] M.H.Chen, B.L.Larson, ; “ Pyrimidine synthesis pathway enzymes and orotic acid in bovine mammary tissue ”; Journal of Dairy Science; 54 (6), 842-846, (2009).
[60] R. H. Hudson, R. D. Viirre, Y. H. Liu, F.Wojciechowski, A. K. Dambenieks,; “ Chemistry for the synthesis of nucleobasemodified peptide nucleic acid ”; Pure Appl. Chem.; 76, (7–8), 1591–1598, (2004).
[61] S.A. Eastmond, J.T. MacGregor, R,D. Slesinski .;”Trivalent Chromium: Assessing the Genotoxic Risk of an Essential Trace Element and Widely used Human and Animal Nutritional Supplement”;. Crit. Rev. Tox. 38 (3), 173-190 (2008)
[62] J.L.Robinson, ; “ Bovine milk orotic acid: variability and significance
for human nutrition ”; J. Sci. 63, 865 – 871, (1980).
[63] S. Manjeshwar, G. P. Coni, P. Coni, P. M. Rao, S. Rajalakshmi, D. S.R. Sarma,; “ Ribonucleotide reductase: a possible target for erotic acid induced mitoinhibition in normal hepatocytes in primary culture “; Cancer Lett.; 73, 149-154, (1993).
[64] A.Sheikh, A. Yusuf, E. Laconi, PM. Rao, ; “Effect of orotic acid on in vivo DNA synthesis in hepatocytes of normal rat liver and in hepatic focile nodules ”; Carcinogenesis; 14, 907– 912, (1993).
[65] C. Salerno, C. Crifo,; “ Diagnostic value of urinary orotic acid levels: applicable separation methods”; Journal of Chromatography B, 781 57–71(2002).
[66] J.L.Robinson, D.B.Dombrowski, ; “ Effects of orotic acid ingestion on urinary and blood parameters in humams ” ; Nutrition Research.; 3, 407-415, (1983).
[67] R.I.Tommaso, N.Donatella, R. Ciriello, A. Guerrieri, :”Pulsed electrochemical detection of orotic acid by an activated potential waveform at a gold working electrode following anion-exchange chromatography”; Journal of Chromatography, A, 1107, 130–138 (2006).
[68] G. Briand, M. Fontaine, F. Hottevart, D. Dillies, D. Dobbelaere, L. Vallee, N. Porchet, M. Lesieur, ; ” Quantitation of Orotic Acid in Urine Samples by Stable Isotope Dilution uSIS Mass Spectrometry: Diagnostic
and Exploration of OCT Deficiency GC/MS ”; Application Note; 72, 2003 ww.varianinc.com [consultat 19.03.2010].
[69] N. Dinkci, A. S. Akalın, S. Gönic, G. Ũnal, ; “ Isocratic Reverse-Phase HPLC for Determination of Organic Acids in Kargı Tulum Cheese ”; Chromatographia Supplement; 66, 845-849, (2007).
[70] S.Saidi, J.J. Wartheden; “Analysis and stability of orotic acid in milk”; Journal of Dairy Science; 72 (11),1999, 2900-2905.
[71] P.N.Khursheed, E.B.Fryer, H.C.Fryer, ; “ Effects of skim milk, skim milk yougurt, orotic acid, and uric acid on lipid metabolism in rats ”; J.Nutr. Biochem.; 1, 640-046, (1990).
[72] P.O. Okonkwo, J.E. Kinsella, ; “ Orotic acid in food milk powders”;
J.American Clinical Nutrition; 22 (8), 532-534, (1969).
[73] F Karatas, ; “ An investigation of orotic acid levels in the breastmilk of smoking and non-smoking mothers ”; European Journal of Clinical Nutrition; 56, 958 - 960, (2002).
[74] G.H.M. Counotte, ; “ Determination of orotate in ruminant milk by high performance liquid chromatography ”; J. Chromatogr.; 276, 423–426, (1983).
[75] P.Banditt, ; “ Determination of orotic acid in serum by highperformance
liquid chromatography ”; J. Chromatogr. B Biomed. Applic.; 660, 176 – 179, (1994).
[76] B. Koletzko, D.J. Aggett, J.G. Bindels, P.Bung, P.Ferre, A.Gil,; “ Growth, development and differentiation: a functional food science approach ”; Br. J. Nutr. (Suppl); 80, 5 – 45, (1998).
[77] L.A. Witting, ; “ Fatty liver induction in orotic acid fed rats ”; J. Lipid
Res.; 13, 27, (1972).
[78] M.F. Piccino, ; “ Human milk: nutritional aspects of a dynamic food ”; Biol. Neonate; 74, 84– 93, (1998).
[79] S.Vasudevan, , P.M. Rao ; “Perturbations of endogenous levels of orotic acid and carcinogenesis: effect of an arginine-deficient diet and carbamyl aspartate on hepatocarcinogenesis in the rat and the mouse”; Carcinogenesis; 15, 2497–2500, (1994).
[80] D. A. De-Souza, L. J. Greene, ; “ Pharmacological Nutrition After Burn Injury ”; The Journal of Nutrition; 128 (5), 797-803, (1998).
[81] F. Aguilar, UR Charrondiere, B. Dusemund, P. Galtier, J. Gilbert, DM Gott, S. Grilli, ; “ Orotic acid salts as sources of orotic acid and various minerals “; The EFSA Journal European Food Safety Authority; 1187, 1-25, (2009).
[82] O. Zafer Yeșilel, H. Pașaoğlu, K. Akdağ, O. Büyükgüngör, ; “ The first bis(orotato–N,O) complex: Synthesis, crystal structure, spectroscopic and thermal characterization of (chaH)2[Cu(HOr–N,O)2(cha)] · 2H2O (cha = cyclohexylamine and HOr = orotate(2−))”; Polyhedron;
26, (12), 2761-2766, (2007).
`[83] I. Cristea, ,; Chimie organică experimentală, Ed.Risoprint, Cluj Napoca, 2001
[84] A.M. Schoffstall.; B.A.Gaddis.; M.L.Druelinger,; Microscale and Miniscale Organic Chemistry Laboratory Experiments, ;The McGraw-Hill Companies, , 2000
[85] C.G.John, F.M. Stephen, ; Experimental Organic Chemistry, a miniscale and microscale approach, ; 3rd Ed., , 2002.
[86] M. Ion, M. L. Niculescu, V. I. R. Dumitriu, I. Fierascu, R. C. Florea, G., Bercu, C. Serban,; „Spectral analysis of original and restaurated ancient paper from a Romanian Gospel ”, ;Romanian Journal of Physics, 53, 781-791, (2008).
[87] S. Roșca, ; Introducere în chimia organică, Ed. FastPrint, București, 1997.
[88] R. Nuțiu, G. Preda, C. Bolcu, M. Albulescu, D. Modra, R. Iagher, C. Duda-Seiman, C. Pușcaș, ;Lucrări practice de chimie organică, Ed. Mirton, Timișoara, 2005.
[89] S.Mager,; Analiza structurală organică, Ed. Științifică și Enciclopedică, Bucuești, 1979.
[90] I. Grosu, S. Mager, M. Dărăbanțu,; Aplicații ale RMN în analiza structurală organică; Ed. Presa Universitară Clujeană, Cluj, 1996.
[91] N.Avram,; Introducere în spectroscopia RAMAN,; Ed. Facla, Timișoara, 1982.
BIBLIOGRAFIE
[1] V. Medvețki,; Enciclopedia vitaminelor și a substanțelor minerale, Rovimed Publishers, București, 2002.
[2] E. Manolescu,; Farmacologie, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1984.
[3] F. Le Cren.; Vitamine si minerale pentru sanatate si longevitate. Antioxidantii, Ed.Polirom, 2006.
[4] M. Bouchard, ;Terapia prin vitamine; Editura Niculescu, Bucuresti, 2003.
[5] A.N.Cristea; Tratat de farmacologie, Ed. Medicală, București, 2005
[6] H.Walter Eddy; “The Vitamine Manual” Produced by Juliet Sutherland, Richard Prairie, Charles Franks and the Online Distributed Proofreading Team. 2005http://www.WorldLibrary.net
[7] W. Herrmann, J. Geisel, ; “ Vegetarian lifestyle and monitoring of vitamin B-12 status” ; Clinica Chimica Acta, 326, 47–59 (2002).
[8] P.Karla, H. Jinrong, L. Robert, , T.Tamuraa; ”Mid-pregnancy serum homocysteine and B-vitamin concentrations and fetal growth”; Nutrition Research 22, 1133–1141(2002).
[9] N. Yazdanpanah, M. Carola Zillikens, F. Rivadeneira, R. de Jong, J. Lindemans,; “Effect of dietary B vitamins on BMD and risk of fracture in elderly men and women. The Study “; Bone, 41, 987–994 (2007).
[10] K, Sato, K. Muramatsu, S. Amano; “ Application of vitamin B12-targeting site on Lactobacillus helveticus B-1 to vitamin B12 assay by chemiluminescence method”; Analytical Biochemistry 308, 1–4, (2002).
[11] K.K.Eaton, J.McLaren, A.Hunnisett; “Abnormal gut fermentation : Laboratory studies reveal deficiency of Bvitaminsm zinc,and magnesium”; J.Nutr. Biochem., 4 634-638,(1993).
[12] en.wikipedia.org/wiki/
[13] C.J. Abularrage, A.N.Sidawy, P.W.White, G.Aidinian, K.J.Dezee, J.M.Weiswasser;. “Effect of folic Acid and vitamins B6 and B12 on microcirculatory vasoreactivity in patients with hyperhomocysteinemia”;. Vasc endovasculare Surg.;41(4):339-45.( 2007).
[14] T. Maki, K. Takeda; "Orotic Acid and Derivatives" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim (2002).
[15] A.-M. Hvasa,, S. Juulb, L. Lauritzenc, , J. Ellegaard;” No effect of vitamin B-12 treatment on cognitive function and depression: a randomized placebo controlled study” Journal of Affective Disorders 81, 269–273 (2004).
[16] E. Barry, T. Tamura, A. Hammerc, A. Vuong; “ Blood homocysteine, folate and Vitamin B-12 concentrations in patients with epilepsy receiving lamotrigine or sodium valproate for initial monotherapy”; Epilepsy Research 64 , 161–166 (2005).
[17] A,K, Shabaan. ;” ElrobyElectronic structure of orotic acid II: Acidity, basicity, and interaction with water”; Journal of Molecular Structure: THEOCHEM 803 , 67–72 (2007).
[18] F. Peral, E. Gallego,;” Association of pyridine carboxylic acids and orotic acid in aqueous solution an ultraviolet study”, ; Journal of Molecular Structure,; 21( 9), 251-256 (1990).
[19] R. Hilal, Z.M. Zaky, S. A.K. Elroby, ;” Electronic structure of orotic acid; I. Geometry, conformational preference and tautomerism”; Journal of Molecular Structure (Theochem); 685, 35–42 (2004).
[20] R. Hušková , P. Barták, D. Friedecký, T. Adamb,;” Analytical derivatization–a tool for determination of orotic acid ”; Journal of Chromatography, B, 799, 303–309,(2004).
[21] D. Mentzafos, N. Katsaros, A. Terzis,; “ Synthesis and structure of bis(orotato)dioxouranium(VI) pentahydrate”; Acta Cryst.; C43, 1905-1908, (1987).
[22] P. Arrizabalaga, P. Castan, J. P. Laurent, ; “ Palladium(I1) Complexes of Orotic Acid and Derivatives: Multiplicity of their Binding Sites”; Journal of Inorgonic Biochemistty, 2, 15-224 ( 1984).
[23] M. S. Refat,;” Complexes of uranyl(II), vanadyl(II) and zirconyl(II) with orotic acid ‘‘vitamin B13’’: Synthesis, spectroscopic, thermal studies and antibacterial activity”; Journal of Molecular Structure; 842, 24–37(2007).
[24] W.Scholz, A.Wolf, W.Kunz, B.Willenbrock, C. Steffen, ; “ Effect of orotic acid on the generation of reactive oxygen and on lipid peroxidation in rat liver”; Toxicology; 66, 197-212, (1991).
[25] I. Kostova, N. Peica, W. Kiefer,;” Theoretical and spectroscopic studies of new lanthanum(III) complex of orotic acid ”; Vibrational Spectroscopy; 44, 209–219, (2007).
[26] E.Laconi, S.Vasudevan, C.S. Rao, P.M. Rao, S. Rajalakshmi, D.S.R. Sarma,; “ Studies on the effect of dietary orotic acid on mouse liver carcinogenesis induced by diethylnitrosamine”; Cancer Letters; 49, 67-71, (1990).
[27] Z. Okan, I.Yes¸ O. Halis, ; “ Novel cobalt(II), nickel(II) and copper(II) complexes of neutral orotic acid. Synthesis, spectroscopic and thermal studies”; Transition Metal Chemistry; 30, 992–997, (2005).
[28] H. Rifaat, Z.M. Zaky , S. A.K. Elroby; “Electronic structure of orotic acid III geometric feature and thermal properties of some transition metal orotic acid complexes”; Spectrochimica Acta , Part A, 63, 740–748, (2005).
[29] L.I. Xing, C. Rong, S. Dao-Feng, H. Mao-Chun, ; “Synthesis and Crystal Structure of [Ni(C5H2N2O4)(2,2΄-bipy)(H2O)2]·2H2O”; Chinese J. Struct. Chem.; 21, (4), 374~377,( 2002).
[30] K. Helios, A. Pietraszko, R. Wysokin, D. P. Strommen, D. Michalska ; “A novel complex of orotic acid (vitamin B13) with nickel, [Ni(HOr)(NH3)2(H2O)2]: Crystal structure, vibrational spectra and density functional study”; Vibrational Spectroscopy; 52, 1–9, (2010).
[31] C.A. Jr Lewis, R Wolfenden, ; “ Orotic acid decarboxylation in water and nonpolar solvents: a potential role for desolvation in the action of OMP decarboxylase”; Biochemistry; 48 (36), 8738-4, (2009).
[32] Mutikainen,; Finn. Chem. Lett. ; 193, (1985).
[33] O. Zafer Yesilel , G. Kastas, O. Buyukgungo, ;” The novel polymeric potassium complex with a new coordination mode of orotic acid [K(µ5-H2Or)(µ-H2O)]n: Synthesis and structural characterization”; Inorganic Chemistry Communications; 10, 936–939, (2007).
[34] G. S. Nichol, W. Clegg, ; “ Classical hydrogen bonding and weaker C–H_ _ _O interactions in complexes of uracil-5-carboxylic acid with the alkali metals”,; Polyhedron 25, 1043–1056 (2006).
[35] S. Bekiroglu, O. Kristiansson, ; “ Hydrogen-bonded neutral and anionic lamellar networks: structures of bis(O,O',O"-hydroorotato)disilver(I) dihydrate, potassium hydroorotate and rubidium hydroorotate. Ab initio calculations on orotic acid and the hydroorotate anion”; J. Chem. Soc., Dalton Trans.; 1330–1335, (2002).
[36] G. S. Papaefstathiou, S. Manessi, C. P. Raptopoulou, E. J. Behrman, T. F. Zafiropoulos, ; “ The first metal complex of 5-hydroxyorotic acid: dimethylammonium bis(N,N-dimethylformamide) bis(5-hydroxyorotato(-2))gallate(III)” ; Inorganic Chemistry Communications; 7, 69–72, (2004).
[37] R. H. E. Hudson, R. D. Viirre, Y. H. Liu, F.Wojciechowski,
A. K. Dambenieks,; “ Chemistry for the synthesis of nucleobasemodified
peptide nucleic acid”; Pure Appl. Chem., 76, (7–8), 1591–1598, (2004).
[38] E. Sztumpf, D. Shugar,; “ Preparation and proprieties of photoproducts of orotic acid analogues “; Photochemistry and Photobiology ; 4 (4), 719–733, (2008).
[39] F. Joseph, K.M. Herschel, ; “Synthesis of Orotic Acid from Aspartic Acid”; J. Am. Chem. Soc.; 69 (6), 1382–1384, (1947).
[40] S. I. Zavyalov, I. A. Mikhailopulo, V. I. Gunar, ; Synthesis of orotic acid from maleuric acid “; 14 (10 ), October, 1853-1854, (1965).
[41] P.Rambacher ; Patent 4062847 ; December 13, 1977.
[42] Y. Yamagata, K. Sasaki, O.Takaoka, S. Sano, K. Inomata, K. Kanemitsu, Y. ,Inoue, I. Matsumoto, ; ” Prebiotic synthesis of orotic acid parallel to the biosynthetic pathway.”; Orig Life Evol Biosph.; 20 (5), 389-99, (1990).
[43] B. W. Langley, ; “ The Synthesis of orotic acid -C14O2H ” ; Yale Journal of Biology and Medicine; 27 (11), 135-138, (1954).
[44] C. Jakobs, L. Sweetman, W. Nyhan, L. Gruenke, ; “J. Cymerman Craig ’ and Sybe K. Wadman d Stable isotope dilution analysis of erotic acid and uracil in amniotic fluid”; Clinica Chimica Acts, 143 , 123-133(1984).
[45] W.Windisch, A.Vikari, C. Hilz , ; “Homeostatic response of Zn metabolism to dietary Zn supplements from sulfate, gluconate, orotate, aspartate or histidine in 65Zn labeled nongrowing rats as a model to adult individuals”; Trace Elem Electrolytes, 20 (2), 125-133,(2003).
[46] S.E., Leucuta; Farmacocinetica și biodisponibilitatea în terapia medicamentoasă; Editura Medicală , Bucuresti 1989.
[47] Kacso, G. Borodi, S. I Fărcas, I. Bratu ; “Inclusion compound of vitamin B13 in b-Cyclodextrin. Structural investigations Processes in Isotopes and Molecules” IOP Publishing Journal of Physics: Conference Series 182, 1-4 (2009).
[48] [My paper]K.K. Seymour, SD Lyons, L Phillips, KH Rieckmann, RI Christopherson, ; “ [Hârtie mele]Cytotoxic effects of inhibitors of de novo pyrimidine biosynthesis upon Plasmodium falciparum “; Biochemistry; 3 ;33 (17), 5268-74, (1994).
[49] W.J. Visek, ; “ Nitrogen-stimulated Orotic Acid Synthesis and Nucleotide Imbalance ”; Cancer Research (Suppl.); 52, 2082-2084 (1992).
[50] A. F..Ashraf, M.H. Wasfy, M. Arief, S.Mahassen,; “ γ-Oxo Carboxylic Acids in Heterocyclic Synthesis, III.”; Verlag der Zeitschrift, 2002, www.znaturforsch.com. [consultat 10.04.2010].
[51] P.Ferdinandy, T.Fazekas, ; “Effects of orotic acid on ischaemic/reperfused myocardial function and glycogen content in isolated working rat hearts”;. Pharmacol Res.; 37 (2), 111-4 (1998).
[52] C. Munsch, J. F. Williamst, F. L. Rosenfeldt,; “The Impaired Tolerance of the Recently Infarcted Rat Heart to Cardioplegic Arrest: The Protective Effect of Orotic Acid”; J Mol Cell Cardio ,l21, 751-754 (1989).
[53] A. Denda, E. Laconi, P. M. Rao, S. Rajalakshmi, D.S.R. Sarma, ; “ Sequential histopathological analysis of hepatocarcinogenesis in rats during promotion with orotic acid “; Cancer Letters; 82, 55-64, (1994).
[54] H.M. Holden, J.B. Thoden, F.M. Raushel,; “ Carbamoyl phos- phate synthetase: an amazing biochemical odyssey from substrate to product “, ; Cell Mol. Life Sci.; 56 , (1999).
[55] P.Williams, ; Fapte Guta Carte A redacta, 2008.
[56] S. Mityazawa, S. Furuta, T.Hashimoto,; “Reduction of 3-Oxidation Capacity of Rat Liver Mitochondria by Feedingorotic acid”; Biochimica er Biophysics Acta, I I I 494-502 ( 1982).
[57] M. Morifuji, Y. Aoyama,; “ Dietary orotic acid affects antioxidant enzyme mRNA levels and oxidative damage to lipids and proteins in rat liver”; Journal of Nutritional Biochemistry 13, 403–410 (2002).
[58] Y. Aoyama, M. Wada, ;”Supplementation of orotic acid to the casein, but not to egg protein, soy protein, or wheat gluten diets, increases serum ornithine carbamoyltransferase activity”; J. Nutr. Biochem. 11:306 –310, (2000).
[59] M.H.Chen, B.L.Larson, ; “ Pyrimidine synthesis pathway enzymes and orotic acid in bovine mammary tissue ”; Journal of Dairy Science; 54 (6), 842-846, (2009).
[60] R. H. Hudson, R. D. Viirre, Y. H. Liu, F.Wojciechowski, A. K. Dambenieks,; “ Chemistry for the synthesis of nucleobasemodified peptide nucleic acid ”; Pure Appl. Chem.; 76, (7–8), 1591–1598, (2004).
[61] S.A. Eastmond, J.T. MacGregor, R,D. Slesinski .;”Trivalent Chromium: Assessing the Genotoxic Risk of an Essential Trace Element and Widely used Human and Animal Nutritional Supplement”;. Crit. Rev. Tox. 38 (3), 173-190 (2008)
[62] J.L.Robinson, ; “ Bovine milk orotic acid: variability and significance
for human nutrition ”; J. Sci. 63, 865 – 871, (1980).
[63] S. Manjeshwar, G. P. Coni, P. Coni, P. M. Rao, S. Rajalakshmi, D. S.R. Sarma,; “ Ribonucleotide reductase: a possible target for erotic acid induced mitoinhibition in normal hepatocytes in primary culture “; Cancer Lett.; 73, 149-154, (1993).
[64] A.Sheikh, A. Yusuf, E. Laconi, PM. Rao, ; “Effect of orotic acid on in vivo DNA synthesis in hepatocytes of normal rat liver and in hepatic focile nodules ”; Carcinogenesis; 14, 907– 912, (1993).
[65] C. Salerno, C. Crifo,; “ Diagnostic value of urinary orotic acid levels: applicable separation methods”; Journal of Chromatography B, 781 57–71(2002).
[66] J.L.Robinson, D.B.Dombrowski, ; “ Effects of orotic acid ingestion on urinary and blood parameters in humams ” ; Nutrition Research.; 3, 407-415, (1983).
[67] R.I.Tommaso, N.Donatella, R. Ciriello, A. Guerrieri, :”Pulsed electrochemical detection of orotic acid by an activated potential waveform at a gold working electrode following anion-exchange chromatography”; Journal of Chromatography, A, 1107, 130–138 (2006).
[68] G. Briand, M. Fontaine, F. Hottevart, D. Dillies, D. Dobbelaere, L. Vallee, N. Porchet, M. Lesieur, ; ” Quantitation of Orotic Acid in Urine Samples by Stable Isotope Dilution uSIS Mass Spectrometry: Diagnostic
and Exploration of OCT Deficiency GC/MS ”; Application Note; 72, 2003 ww.varianinc.com [consultat 19.03.2010].
[69] N. Dinkci, A. S. Akalın, S. Gönic, G. Ũnal, ; “ Isocratic Reverse-Phase HPLC for Determination of Organic Acids in Kargı Tulum Cheese ”; Chromatographia Supplement; 66, 845-849, (2007).
[70] S.Saidi, J.J. Wartheden; “Analysis and stability of orotic acid in milk”; Journal of Dairy Science; 72 (11),1999, 2900-2905.
[71] P.N.Khursheed, E.B.Fryer, H.C.Fryer, ; “ Effects of skim milk, skim milk yougurt, orotic acid, and uric acid on lipid metabolism in rats ”; J.Nutr. Biochem.; 1, 640-046, (1990).
[72] P.O. Okonkwo, J.E. Kinsella, ; “ Orotic acid in food milk powders”;
J.American Clinical Nutrition; 22 (8), 532-534, (1969).
[73] F Karatas, ; “ An investigation of orotic acid levels in the breastmilk of smoking and non-smoking mothers ”; European Journal of Clinical Nutrition; 56, 958 - 960, (2002).
[74] G.H.M. Counotte, ; “ Determination of orotate in ruminant milk by high performance liquid chromatography ”; J. Chromatogr.; 276, 423–426, (1983).
[75] P.Banditt, ; “ Determination of orotic acid in serum by highperformance
liquid chromatography ”; J. Chromatogr. B Biomed. Applic.; 660, 176 – 179, (1994).
[76] B. Koletzko, D.J. Aggett, J.G. Bindels, P.Bung, P.Ferre, A.Gil,; “ Growth, development and differentiation: a functional food science approach ”; Br. J. Nutr. (Suppl); 80, 5 – 45, (1998).
[77] L.A. Witting, ; “ Fatty liver induction in orotic acid fed rats ”; J. Lipid
Res.; 13, 27, (1972).
[78] M.F. Piccino, ; “ Human milk: nutritional aspects of a dynamic food ”; Biol. Neonate; 74, 84– 93, (1998).
[79] S.Vasudevan, , P.M. Rao ; “Perturbations of endogenous levels of orotic acid and carcinogenesis: effect of an arginine-deficient diet and carbamyl aspartate on hepatocarcinogenesis in the rat and the mouse”; Carcinogenesis; 15, 2497–2500, (1994).
[80] D. A. De-Souza, L. J. Greene, ; “ Pharmacological Nutrition After Burn Injury ”; The Journal of Nutrition; 128 (5), 797-803, (1998).
[81] F. Aguilar, UR Charrondiere, B. Dusemund, P. Galtier, J. Gilbert, DM Gott, S. Grilli, ; “ Orotic acid salts as sources of orotic acid and various minerals “; The EFSA Journal European Food Safety Authority; 1187, 1-25, (2009).
[82] O. Zafer Yeșilel, H. Pașaoğlu, K. Akdağ, O. Büyükgüngör, ; “ The first bis(orotato–N,O) complex: Synthesis, crystal structure, spectroscopic and thermal characterization of (chaH)2[Cu(HOr–N,O)2(cha)] · 2H2O (cha = cyclohexylamine and HOr = orotate(2−))”; Polyhedron;
26, (12), 2761-2766, (2007).
`[83] I. Cristea, ,; Chimie organică experimentală, Ed.Risoprint, Cluj Napoca, 2001
[84] A.M. Schoffstall.; B.A.Gaddis.; M.L.Druelinger,; Microscale and Miniscale Organic Chemistry Laboratory Experiments, ;The McGraw-Hill Companies, , 2000
[85] C.G.John, F.M. Stephen, ; Experimental Organic Chemistry, a miniscale and microscale approach, ; 3rd Ed., , 2002.
[86] M. Ion, M. L. Niculescu, V. I. R. Dumitriu, I. Fierascu, R. C. Florea, G., Bercu, C. Serban,; „Spectral analysis of original and restaurated ancient paper from a Romanian Gospel ”, ;Romanian Journal of Physics, 53, 781-791, (2008).
[87] S. Roșca, ; Introducere în chimia organică, Ed. FastPrint, București, 1997.
[88] R. Nuțiu, G. Preda, C. Bolcu, M. Albulescu, D. Modra, R. Iagher, C. Duda-Seiman, C. Pușcaș, ;Lucrări practice de chimie organică, Ed. Mirton, Timișoara, 2005.
[89] S.Mager,; Analiza structurală organică, Ed. Științifică și Enciclopedică, Bucuești, 1979.
[90] I. Grosu, S. Mager, M. Dărăbanțu,; Aplicații ale RMN în analiza structurală organică; Ed. Presa Universitară Clujeană, Cluj, 1996.
[91] N.Avram,; Introducere în spectroscopia RAMAN,; Ed. Facla, Timișoara, 1982.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Vitamine Hidrosolubile Vitamina B 13 (ID: 124814)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.