Bài giảng Vitamin tan trong nước

VITAMIN TAN TRONG NƯỚC
VITAMIN B1 = THIAMIN
pyrimidin thiazol
Nhaân pyrimidin hay metadiazin
• laø dò voøng 6 caïnh coù 2 N ôû vò trí 1, 3 (meta).
CAÁU TRUÙC
•Trong vitamin B1 thì pyrimidin mang
• + nhoùm - CH3 ôû vò trí 2
+ nhoùm amin baäc I ôû vò trí 4
N
N
N
 5
S
1
 2
3
4
5
6
1
2
3 4
5
2
Cl-
+
CH3
CH2CH2OHH3C
CH2
43
2
1
6
5
3
1 N
S
N
N NH24
Nhaân thiazol: laø thiofen coù N ôû vò trí 3. 
•Thiofen laø dò voøng löu huyønh coù 5 caïnh. 
Trong vitamin B1 thì thiazol mang
+ nhoùm - CH3 ôû vò trí 4
+ nhoùm β-hydroxy etyl laø 1 alcol baâïc I ôû vò trí 5
Caàu - CH2 - noái 2 nhaân vôùi nhau ôû vò trí 3 cuûa thiazol vaø 5 
cuûa pyrimidin, 
• ñaây laø phaàn khoâng beàn cuûa phaân töû.
5
2
Cl-
+
CH3
CH2CH2OHH3C
CH2
43
2
1
6
5
3
1 N
S
N
N NH24
Nhaân pyrimidin
- Vò trí 2
. nhoùm - CH3 hoaëc - C2H5 thì coù hoaït tính, 
LIEÂN QUAN CAÁU TRUÙC - TAÙC DUÏNG
. khi laø nhoùm butyl thì phaân töû coù hoaït tính ñoái khaùng.
5
2
Cl-
+
CH3
CH2CH2OHH3C
CH2
43
2
1
6
5
3
1 N
S
N
N NH24
- Vò trí 4
. nhoùm - NH2 ôû daïng töï do laø heát söùc caàn thieát
vì neáu laø daïng theá nhö nhoùm metylamino - NH CH3
thì gaàn nhö hoaït tính bò huûy boû.
. neáu thay NH2 baèng nhoùm OH
thì coù hoaït tính khaùng vitamin.
- ÔÛ vò trí 2 vaø 4: neáu ñoåi ngöôïc laïi: 2-metyl, 4-amino
(caáu truùc cuûa vitamin thaønh 2-amino, 4- metyl )
thì phaân töû khoâng coù hoaït tính.
5
2
Cl-
+
CH3
CH2CH2OHH3C
CH2
43
2
1
6
5
3
1 N
S
N
N NH24
Caàu noái metylen:
- neáu 2 nhaân thiazol vaø pyrimidin noái tröïc tieáp vôùi
nhau khoâng qua nhoùm naøy hay 
- neáu caàu noái goàm 2 nhoùm metylen
thì phaân töû cuõng khoâng coù taùc duïng.
5
2
Cl-
+
CH3
CH2CH2OHH3C
CH2
43
2
1
6
5
3
1 N
S
N
N NH24
Nhaân thiazol
- Vò trí 2: carbon phaûi ôû traïng thaùi töï do
neáu gaén - CH3 , - C2H5 thì phaân töû seõ maát hoaït tính.
- Vò trí 4: phaûi coù daây carbon ngaén
khi nhieàu hôn 3C thì phaân töû maát hoaït tính nhöng
khoâng chuyeån thaønh khaùng vitamin.
5
2
Cl-
+
CH3
CH2CH2OHH3C
CH2
43
2
1
6
5
3
1 N
S
N
N NH24
-Vò trí 5: phaûi laø daïng β-hydroxyetyl, alcol baäc I ñeå deã
ete hoùa hoaëc este hoùa tao thaønh daïng palmitat, 
stearatnhöng quan troïng nhaát laø phosphat hay coøn
goïi laø cocarboxylase laø coenzym cuûa nhieàu loaïi
enzym xuùc taùc caùc quaù trình chuyeån hoùa trong cô theå. 
Neáu laø daïng α vaø alcol baäc II thì taïo thaønh hôïp chaát
khoâng coù taùc duïng.
5
2
Cl-
+
CH3
CH2CH2OHH3C
CH2
43
2
1
6
5
3
1 N
S
N
N NH24
- Thay nhaân thiazol baèng nhaân pyridin thì ñöôïc
pyrithiamin hay pyrianeurin laø chaát khaùng vitamin B1.
- Hydro hoùa nhaân thiazol thaønh thiazolin thì phaân töû
khoâng coù taùc duïng.
- Caùc este deã bò thuûy phaân vaø coù taùc duïng nhö thiamin 
nhöng vöõng beàn hôn vaø thôøi gian taùc duïng laâu hôn.
5
2
Cl-
+
CH3
CH2CH2OHH3C
CH2
43
2
1
6
5
3
1 N
S
N
N NH24
HOÙA TÍNH
1. Coù tính chaát cuûa alcol
do mang caùc nhoùm β hydroxyetyl ôû nhaân thiazol neân
coù theå este hoùa vôùi acid palmitic, stearic, hydrocloric, 
nitric.
ñoàng phaân hoùa
S
H3C
H3C CH2CH2OH
S
N
NH2
N
N
CH2 CH2
H3C
N
N NH2
CH3 CH3
N
 CH2CH2OH
N
NH2
N
N
CH2
CHO C
ONa
CH2CH2OH
thiamin daïng baz
+
Na+OH-
pseudo bazthiazolium hydroxyd
môû voøng thiazol
 HO
Cl -
2. Phaûn öùng vôùi taùc nhaân mang tính kieàm
thiamin chuyeån thaønh daïng baz vôùi ñoàng phaân
pseudo-baz roài môû voøng thiazol.
khoâng coøn hoaït tính
3. Oxy hoùa trong moâi tröôøng kieàm
chuyeån sang daïng pseudo-baz roài khöû nöôùc vaø ñoùng
voøng taïo thaønh thiocrom khoâng coøn taùc duïng sinh
hoïc.
 CH2CH2OH
N CH3
N
NH3C S
THIAMIN S
S
- H2O
CH2
H3C
N
N
 CH2
N
N
 CH2CH2OH
kali fericyanid
1/2 O2
HO
N
 CH2CH2OH
 CH3
NH2
N
NH3C
daãn xuaát oxy hoùapseudobaz
thiocrom
SO
N
H2
4. Taùc duïng cuûa chaát khöû
do nitô cuûa thiazol ôû daïng amoni baäc IV
Na2S2O4
CH2CH2OH
CH2
H3C NH2
N
N
N
N NH2H3C
CH2
N
+
S
 CH3
S
 CH3N
CH2CH2OH
VITAMIN B2
benzen pteùridin flavin = benzo - 6,7 pteùridin
 (pyrimido - pyrazin)
ortodiamin alloxan alloxazin iso alloxazin phenylen
CAÁU TRUÙC
Vitamin B2 coù caáu truùc nhaân flavin
Nhaân flavin ñöôïc taïo thaønh do söï ngöng tuï giöõa
ortodiamin phenylen vôùi alloxan.
9
10
N
N
N
N
1
2
3
45
 6
7
8
N
N
N
N
1
2
3
45
 6
7
8
H
N
N
NH
N O
O
I II IIII II III
O
N
N
NH
N O
 H
O
 O
HO
N
N O
NH2
 NH2
Caáu truùc cuûa vitamin B2
Caáu truùc iso-alloxazin ñöôïc theá
- ôû vò trí 7 baèng nhoùm metyl
- ôû vò trí 8 baèng nhoùm metyl,
- ôûû vò trí 10 baèng nhoùm ribose. 
9
8
7
6 5
4 3
1
H3C
 H3C
CH2 (CHOH)3 CH2OH
H
N
N
N
N
O
10 O
2
LIEÂN QUAN CAÁU TRUÙC - TAÙC DUÏNG
Vò trí 3: phaûi laø - NH ñeå coù theå phosphoryl hoùa.
Vò trí 7 vaø 8: neáu boû nhoùm metyl hoaëc thay nhoùm
metyl baèng nhoùm etyl hay clorid thì phaân töû khoâng
coù taùc ñoäng.
9
8
7
6 5
4 3
1
H3C
 H3C
CH2 (CHOH)3 CH2OH
H
N
N
N
N
O
10 O
2
* Vò trí 10: phaûi laø nhoùm D-ribityl.
Ribitol laø 1 alcol (goàm 3 nhoùm alcol baäc II vaø 1 nhoùm
alcol baäc I) daãn xuaát cuûa ribose (ñöôøng 5 carbon).
Neáu thay D-ribityl baèng 1 hydrocarbon khaùc nhö laø
nhaân benzen thì phaân töû khoâng coù taùc ñoäng.
* Neáu thay nhaân III (pyrimidin) baèng nhaân benzen seõ
laøm giaûm söï taêng tröôûng ôû chuoät nhaét do coù taùc ñoäng
khaùng vitamin.
9
8
7
6 5
4 3
1
H3C
 H3C
CH2 (CHOH)3 CH2OH
H
N
N
N
N
O
10 O
2
HOÙA TÍNH
leucoriboflavin (dihydro riboflavin)
1. Phaûn öùng vôùi caùc taùc nhaân khöû do heä thoáng oxy hoùa
- khöû
NH
NN
N
OH3C
H3C
CH (CHOH)3 CH2OH
O
-H2
+H2
O
CH (CHOH)3 CH2OH
H3C
H3C
NH
N O
N
N
2. Taùc ñoäng cuûa aùnh saùng
CH3
H3C
H3C
NH
N O
H
 (alloxazin)
lumichrom
lumiflavin
H3C
H3C
NH
N O
H3C
H3C
O
O
NH
N
pH = 7
pH > 7
hy
CH (CHOH)3 CH2OH
O
O
N
N
N
N
N
N
3. Taùc ñoäng cuûa kieàm
Töông kî lyù hoùa hoïc
Khoaûng pH beàn vöõng: 4,5 - 7.
Töông kî vôùi caùc dung dòch tieâm: P.A.S., lactase, dung 
dòch kieàm ñaëc bieät laø carbonat.
OC
 H2N
H2N
+
COOHN
N
H3C
 H3C
CH2 (CHOH)3 CH2OH
N
N
N
N
O
O
H
CH2 (CHOH)3 CH2OH
 H3C
H3C
O
VITAMIN B3
N N N N
 CONH2COOH
piperidin pyridin acid nicotinic nicotinamid
LIEÂN QUAN CAÁU TRUÙC - TAÙC DUÏNG
Caùc chaát coù caáu truùc töông töï nhö acid isonicotinic, 
acid picolinic khoâng coù taùc duïng. 
Chöùc amid ñöôïc theá baèng 2 nhoùm C2H5 thì trôû thaønh
dietylamid (coramin) coù taùc ñoäng baèng khoaûng 1/14 
vitamin PP. N N
COOH
COOH
acid nicotinic acid isonicotinic
Nhaân ñöôïc hydro hoùa 1 phaàn (guvacin) hay hoaøn
toaøn (acid nipeùcotic) thì phaân töû khoâng coù hoaït tính
vitamin nöõa.
 guvacin acid nipecotic
COOH
N
 COOH
N
VITAMIN B6
pyridoxol pyridoxal pyridoxamin
LIEÂN QUAN CAÁU TRUÙC - TAÙC DUÏNG
3 daïng pyridoxol, pyridoxal vaø pyridoxamin coù taùc
duïng töông ñöông.
Caùc ñoàng phaân cuûa pyridoxal (-CHO) vaø
pyridoxamin (- CH2NH2) mang nhoùm formyl (- CHO) 
vaø aminoetyl (- CH2CH2NH2) ôû vò trí 5 thay vì 4: khoâng
coù taùc duïng.
CH2NH2CHO
HOCH2
N CH3
OHOH
N CH3
HOCH2
CH2OH
HOCH2
N CH3
OH
HOÙA TÍNH
1. Do nhaân pyridin maø vitamin coù tính baz neân
+ coù theå ñònh löôïng baèng acid trong moâi tröôøng khan.
+ coù theå taïo muoái vôùi caùc acid
- vôùi acid hydrocloric taïo muoái hydroclorid deã tan 
laø daïng döôïc duïng, 
- vôùi acid silico- vonframic, phosphovonframic, 
sulfuric taïo keát tuûa coù theå aùp duïng ñeå ñònh löôïng.
. deã tham gia phaûn öùng theá ôû vò trí ortho hay para so 
vôùi nhoùm -OH naøy nhöng vò trí ortho thuaän lôïi hôn do 
coøn H chöa bò theá.
2. Do nhoùm - OH ôû vò trí 3:
. phaûn öùng taïo maøu: caùc pyridoxin coù tính acid yeáu coù
theå taïo muoái khi taùc duïng vôùi caùc muoái khaùc. Vôùi
FeCl3 taïo muoái phöùc coù maøu ñoû.
. taùc duïng vôùi 2,6-dicloroquinon clorimid cho maøu xanh.
O
Cl
Cl
Cl + N CH3H
HOH2C
CH2OH
OH Cl
Cl
N
OH
CH2OH
HOH2C
N CH3ON
3. Taùc duïng vôùi caùc muoái diazoni taïo phaåm maøu azoic, 
maøu khoâng beàn neân chæ ñöôïc duøng ñeå ñònh tính, 
neáu muoán ñònh löôïng thì phaûi cho theâm caùc ion kim
loaïi thích hôïp ñeå taïo ra phöùc chaát kim loaïi coù maøu
beàn.
Thí duï: taùc duïng vôùi muoái diazoni cuûa sulfathiazol trong
ethanol - nöôùc, pH 6,5 - 7 coù theâm keõm clorid
- pyridoxol cho maøu ñoû tím,
- pyridoxal cho maøu vaøng da cam 
- pyridoxamin cho maøu ñoû beàn. 
Phaûn öùng naøy coù theå duøng ñeå:
+ ñònh tính, 
+ phaân bieät caùc pyridoxin, 
+ ñònh löôïng baèng phöông phaùp ño maøu.
Taùc duïng vôùi caùc muoái diazoni taïo phaåm maøu azoic
CH3
+
N
S
NHSO2 N
HOH2C
CH2
O
Zn
N
S
NHSO2 N N
CH2O
H
H
N
 N CH3N
ZnCl2
O
 OHOH2C
4. Phaûn öùng phaân bieät pyridoxol vôùi 2 chaát kia
do - OH ôû vò trí 3 vaø -CH2OH ôû vò trí 4 neân
- chæ coù pyridoxol taïo este vöõng beàn vôùi acid 
boric 
- pyridoxal vaø pyridoxamin thì khoâng.
5. Do nhoùm hydroxymetyl ôû vò trí 5: este hoùa vôùi
acid phosphoric taïo ra coenzym cuûa caùc men 
chuyeån vaän nitô : transaminaz.
N CH3H
HOH2C
CH2OH
OH
B OH +
HOH2C
H
 CH2OH
H3C CH3N
CH2
O
CH2 B
H+2
H
H
O
O -
O
O O
VITAMIN B9
CAÁU TRUÙC
Acid folic hay pteùroylglutamic goàm: 1 phaân töû acid 
pteùroic (goàm 2 voøng töông öùng vôùi pteùin gaén vôùi acid 
para aminobenzoic) noái vôùi chöùc amin cuûa acid 
glutamic baèng lieân keát peptid - RCO.NH - R’.
ptein a.p-am ino
benzoic
ACID PTEROIC A.GLUTAMIC (A.GLUTAMIC A.GLUTAMIC)n
N
N N
N
OH
CH2
NH C NH CH
C
O
OH
CH2
C
O
CH2
H2N
1
2
3
4 5
6
7
8
9
10
O
C
O
O
CH
CH2
C
O
O
CH2
O
OH
N
H
CH
C OH
CH2
CH2
C OH
n
O
Acid glutamic laø caàn thieát cho hoaït tính vitamin
Trong caùc polyglutamat thì
daïng coù 3 acid glutamic (acid pteùroyl-triglutamic) vaø
7 acid glutamic (acid pteùroyl-heptaglutamic)
laø daïng coù hoaït tính sinh hoïc nhöng phaûi ñöôïc thuûy
phaân tröôùc khi ñöôïc haáp thu.
Neáu thay acid glutamic baèng acid aspartic (coù ít hôn
acid glutamic 1 nhoùm - CH2 -) thì ñöôïc antivitamin.
VITAMIN B12
R
COBALTICORIN
AMINOPROPANOL
BAZ
PHOSPHAT
D-RIBOSE
1. DAÂY - R: noái vôùi cobal bôûi lieân keát coäng hoùa trò.
Tuøy theo nhoùm -R maø coù caùc cobalamin khaùc
nhau
R = CN: cyanocobalamin
R = OH: hydroxocobalamin
R = H2O(+): aquocobalamin
R = 5’ -desoxy-adenosyl:
cobamamid = coenzym B12
* 4 voøng pyrol noái vôùi nhau bôûi 3 nhoùm metyl vaø 1 
lieân keát tröïc tieáp giöõa 2 voøng taïo neân corin vôùi 6 
lieân keát ñoâi lieân hôïp.
2. COBALTICORIN
+Co+++
N
N N
N
 H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1314
15
16
17
18
19
20
21 22
23
17 16 14 13
11
10
8
7
21 22
23
20
9
 A B
CD
3
2
18
1
2
7
12
 Co++
N
NN
N
17'
12'
5"
15"
19
* Cobal hoùa trò III coù 6 lieân keát ôû chính giöõa corin taïo thaønh
cobalticorin.
4 loaïi nhoùm theá treân cobalticorin
. Nhoùm -CH3:
8 nhoùm ôû caùc vò trí 1, 2, 5, 7, 12, 15,17 trong ñoù: 
4 nhoùm coù caáu hình α ôû vò trí 1, 2, 7, 12
2 nhoùm coù caáu hình β ôû vò trí 12’, 17’
2 nhoùm noái vôùi lieân keát ñoâi ôû vò trí 5”, 15”.
. Nhoùm acetamid - CH2CONH2 coù caáu hình β ôû vò trí 2, 7, 18
. Nhoùm propionamid - CH2CH2CONH2 coù caáu hình α ôû vò trí 3, 8, 13
. Nhoùm acid propionic - CH2CH2COOH coù caáu hình α ôû vò trí 17
+Co+++
N
N N
N
 H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1314
15
16
17
18
19
20
21 22
23
17 16 14 13
11
10
8
7
21 22
23
20
9
 A B
CD
3
2
18
1
2
7
12
 Co++
N
NN
N
17'
12'
5"
15"
19
Cobalticorin noái vôùi caùc thaønh phaàn khaùc qua
nguyeân töû cobal vaø
acid propionic ôû vò trí 17.
N
N N
N
Co++
COOH
CH2
CH2
17
3. AMINOALCOL: laø daïng ñoàng phaân D
. noái vôùi acid propionic ôû vò trí 17 α cuûa
cobalticorin baèng chöùc amin
CH3C
CH2
NH2
H
OH
* 2 3
1
. noái vôùi acid phosphoric baèng chöùc alcol.
4. NUCLEOTID
. Baz laø dimetyl-5,6 benzimidazol noái vôùi cobal
bôûi lieân keát phoái trí
. Phosphat noái vôùi α - aminopropanol bôûi lieân keát este
. D-riboz laø α - D - ribofuranose
O
AMINOPROPANOL
O
P
 O
O-
H
 HOCH2 H5
4
3 2
1
COBAL
1
2
3 4
5
6
7 CH3
CH3
N
N
OH
 O
O-
 O
11
8
21
22
23
20
9
C
1
2
3 4
5
6
7
10
12
13
14
15
16
17
18 D
19
CH3H3C
CH3
CH3
CONH2
CH3
H3C
H2NCO
H3C
H3C
H2NCO
CONH2
CONH2
CONH2
O
N
N N
N
 Co++
H N
H3C
O
PO
R
H
 HOCH2 H
CH3
CH3
N
N
OH
 O
2. Do baz dimetyl-5,6 - benzimidazol: vitamin cho saûn
phaåm phaân huûy laø dimetyl ortophenylen diamin, 
chaát naøy ngöng tuï vôùi acetylaceton taïo maøu ñoû tía.
HOÙA TÍNH
1. Do Co: voâ cô hoùa baèng K2SO4 taïo thaønh CoSO4 cho
maøu xanh lô vôùi amoni cyanat.
O
+
H2O-2 CH2
CH3
CH2
 CH3
C
CN
H3C
H3C
 N
CH3
 CH3
C
C OH3C
H3C
NH2
NH2
3. Do coù heä thoáng noái ñoâi lieân hôïp, laïi chöùa Co neân
vitamin B12 haáp thu maïnh böùc xaï UV vaø khaû kieán, 
coù theå aùp duïng tính chaát naøy ñeå ñònh tính, ñònh löôïng
Vitamin C laø daãn xuaát cuûa
NHAÂN FURAN 5 caïnh coù dò toá oxy, 
VITAMIN C
carbon: + coù caàu oxyd giöõa carbon 1 vaø 4
+ mang nhoùm endiol ôû vò trí 2 vaø 3
DAÂY NHAÙNH mang nhoùm alcol baäc II ôû vò trí 5 vaø alcol
baäc I ôû vò trí 6
Phaân töû coù 2 carbon baát ñoái xöùng C4 vaø C5
OH
*
*OO
1
2
34
5
1
2
34
5H2
 CH
HO OH
1
23
456
O OHOCH2
Daây nhaùnh: thay 1 trong 2 nhoùm alcol baäc I (vò trí 6) 
hoaëc baäc II (vò trí 5) baèng nhoùm - CH3: vaãn giöõ
ñöôïc hoaït tính.
LIEÂN QUAN CAÁU TRUÙC - TAÙC DUÏNG
Daïng ñoàng phaân: vitamin C laø daïng acid 
L- ascorbic, daïng D khoâng coù hoaït tính.
Nhaân furan coù gaén nhoùm theá thì bò giaûm hoaëc
maát taùc ñoäng.
Nhoùm dienol caàn thieát ñeå coù hoaït tính nhöng
khoâng phaûi laø quan troïng nhaát.
1. Tính acid: acid ascorbic ñöôïc xem nhö acid maïnh
maëc duø khoâng chöùa nhoùm - COOH. 
Kim loaïi Na coù theå theá vaøo hydro ôû vò trí 3 (nhoùm
endiol) roài hoã bieán.
2. Haáp thu böùc xaï UV Do nhoùm endiol lieân hôïp vôùi
nhoùm carbonyl neân acid ascorbic coù theå ñònh tính
baèng caùch ño dung dòch naøy ôû noàng ñoä 0,001% 
trong acid hydrocloric 0,01N, cöïc ñaïi haáp thu ôû
243 nm vôùi A (1%, 1cm) töø 545 ñeán 585.
HOÙA TÍNH
1 1
3
2
3
2
C
CH
CH
OO
CH
COH
O
CH2OH CH2OH
 C C
Na
Na
CO
O
O
3. Tính oxy hoùa
+ oxy hoùa – khöû thuaän nghòch
Tính chaát naøy raát quan troïng ñoái vôùi taùc duïng
sinh hoïc cuûa acid ascorbic: 
- acid ascorbic coù theå cho 2 nguyeân töû hydro 
ñeå trôû thaønh acid dehydroascorbic, 
- ôû daïng naøy noù coù theå nhaän laïi 2 hydro ñeå
trôû laïi acid ascorbic.
Nhö vaäy acid ascorbic tham gia vaän chuyeån
hydro, töùc laø tham gia vaøo caùc heä xuùc taùc
quaù trình oxy hoùa-khöû xaûy ra trong cô theå.
+ söï oxy hoùa khöû khoâng thuaän nghòch
taïo ra acid 2,3-dicetogulonic, furfurol,CO2, nöôùc
4. Tính khöû
Neáu khoâng coù chaát oxy hoùa thì acid ascorbic beàn
vöõng. 
ÔÛ daïng dung dòch, khi coù maët khoâng khí thì acid 
ascorbic deã bò oxy hoùa. 
Caùc taùc nhaân xuùc taùc söï oxy hoùa laø aùnh saùng, nhieät
ñoä, chaát kieàm, veát ñoàng, saét, caùc enzym.
Acid ascorbic coù theå khöû thuoác thöû Fehling, baïc nitrat, 
2,6-diclorophenol indophenol, laøm maát maøu iod.
++
HOCH2
OH
 CH O
Cl
Cl
Cl
Cl
 OH
O
 O CHHOCH2
OH
O
O O
OH OH
O
HO
 OHN
N
H
. Vôùi 2,6-diclorophenol indophenol
. Vôùi AgNO3
CH2OH
HOCH
O + AgNO3
O
HOCH
CH2OH
+ 2 Ag HNO3+O
O O
O
HO OH