ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРИДИНА. КИСЛОТА НИКОТИНОВАЯ. НИКОТИНАМИД
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРИДИНА. КИСЛОТА НИКОТИНОВАЯ. НИКОТИНАМИД
Подготовила: Колодинская Н.А.
Преподаватель: Григорович И.А.
Список использованной литературы…………………………………………………16
Пиридин был известен ещё алхимикам, но первое письменное описание этого вещества было сделано шотландским химиком Томасом Андерсоном[en] в 1851 году. Он обнаружил его при исследовании костяного масла, получающегося сухой перегонкой необезжиренных костей, среди прочих веществ, была получена бесцветная жидкость с неприятным запахом. В 1869 году Кернер в частном письме к Каниццаро высказал мысль, что пиридин может быть рассматриваем, как бензол, в котором одна группа СН замещена азотом. По мнению Кернера, подобная формула не только объясняет синтезы пиридина, но, главным образом, указывает, почему простейший член ряда пиридиновых оснований имеет пять атомов углерода. Через год Дьюар (Dewar), независимо от Кернера, пришел к той же формуле, которая затем нашла себе подтверждение и в позднейших работах других химиков. Позже изучением структуры пиридина занимались Томсен, Бамбергер и Пехманн, Чамичан и Деннштедт. В 1879 году Вышнеградский А.Н. высказал мнение, что, может быть, все растительные основания являются производными пиридина или хинолина, а в 1880 году Кенигс предлагал даже именем алкалоидов называть только те растительные основания, которые могут быть рассматриваемы, как дериваты пиридина. Однако на настоящее время границы понятия «алкалоиды» значительно расширились.
Никотиновая кислота имеет несколько названий: витамин В3, витамин РР, ниацин. Впервые это вещество было получено исследователем Хубером в 1867 г. при окислении никотина хромовой кислотой. Современное название никотиновая кислота обрела в 1873 г., когда Вайдел (Weidel) получил это вещество, окисляя никотин азотной кислотой. Однако о витаминных свойствах никотиновой кислоты еще ничего не было известно.
В двадцатых годах XX в. американский врач Голдбергер (Goldberger) предположил существование витамина РР, который помогает вылечить пеллагру (pellagra preventing). И только в 1937 г. группой ученых во главе с Эльвейемом (Elvehjem) было доказано, что никотиновая кислота и есть витамин РР. В 1938 г. в России уже успешно лечили пеллагру никотиновой кислотой.
Никотинамид – витаминное средство. По строению близок к никотиновой кислоте, синоним — витамин РР. Ликвидирует дефицит витамина PP, как и никотиновая кислота.
Пиридин — шестичленный ароматический гетероцикл с одним атомом азота, который является слабым основанием и дает соли с сильными минеральными кислотами, легко образует двойные соли и комплексные соединения.
Пиридин – бесцветная жидкость с резким неприятным запахом; смешивается с водой и органическими растворителями.
Молярная масса = 79,101 г/моль.
Плотность = 0,9819 г/см³.
Температура плавления = −41,6 °C.
Температура кипения = 115.2 °C.
Основным источником для получения пиридина является каменноугольная смола, в которой содержится до 0 08 % пиридина. При перегонке смолы пиридин концентрируется во фракции, называемые легким маслом. Из легкого масла смесь пиридинов (пиридиновые основания) извлекается разбавленной серной кислотой, выделяется щелочами и перегоняется.
Пиридин проявляет свойства, характерные для третичных аминов: образует N-оксиды, соли N-алкилпиридиния, способен выступать в качестве сигма-донорного лиганда.
В то же время пиридин обладает явными ароматическими свойствами. Однако наличие в кольце сопряжения атома азота приводит к серьёзному перераспределению электронной плотности, что приводит к сильному снижению активности пиридина в реакциях электрофильного ароматического замещения по сравнению с бензолом. В таких реакциях реагируют преимущественно мета-положения кольца.
Для пиридина характерны реакции ароматического нуклеофильного замещения, протекающие преимущественно по мета- положениям кольца. Такая реакционная способность свидетельствует о электроннодефицитной природе пиридинового кольца, что может быть обобщено в следующем эмпирическом правиле: реакционная способность пиридина как ароматического соединения примерно соответствует реакционной способности нитробензола.
1. Основные свойства. Пиридин – слабое основание. Его водный раствор окрашивает лакмус в синий цвет:
При взаимодействии пиридина с сильными кислотами образуются соли пиридиния:
2. Ароматические свойства. Подобно бензолу, пиридин вступает в реакции электрофильного замещения, однако его активность в этих реакциях ниже, чем бензола, из-за большой электроотрицательности атома азота. Пиридин нитруется при 300 °С с низким выходом:
Атом азота в реакциях электрофильного замещения ведет себя как заместитель 2-го рода, поэтому электрофильное замещение происходит в мета-положение.
В отличие от бензола, пиридин способен вступать в реакции нуклеофильного замещения, поскольку атом азота оттягивает на себя электронную плотность из ароматической системы, и орто-пара-положения по отношению к атому азота обеднены электронами. Так, пиридин может реагировать с амидом натрия, образуя смесь орто- и пара-аминопиридинов (реакция Чичибабина):
3. При гидрировании пиридина образуется пиперидин, который представляет собой циклический вторичный амин и является гораздо более сильным основанием, чем пиридин:
4. Гомологи пиридина по свойствам похожи на гомологи бензола. Так, при окислении боковых цепей образуются соответствующие карбоновые кислоты:
Пиридин не применяется в медицине в силу своей высокой токсичности, хотя и обладает сильным бактерицидным действием. Однако введением в его молекулу различных функциональных групп можно снизить его токсичсность. Это послужило основой для синтеза его многочисленных производных, являющихся ценными лекарственными средствами различного терапевтического действия.
Никотиновая кислота и никотинамид — важные лекарственные препараты.
Никотиновая кислота (Acidum nicotinicum)
Никотиновая кислота является производным пиридина.
Никотиновая кислота (ниацин, витамин PP, витамин B3) — витамин, участвующий во многих окислительных реакциях живых клеток, лекарственное средство.
Никотиновая кислота – белый кристаллический порошок без запаха, слабокислого вкуса. Трудно растворим в холодной воде (1:70), лучше в горячей (1:15), мало растворим в этаноле, очень мало — в эфире.
Молярная масса = 123,11 г/моль.
Современные как лабораторные, так и промышленные методы синтеза никотиновой кислоты основаны на окислении производных пиридина. Так, никотиновая кислота может быть синтезирована окислением β-пиколина (3-метилпиридина):
либо окислением хинолина до пиридин-2,3-дикарбоновой кислоты с последующим ее декарбоксилированием:
Аналогично никотиновая кислота синтезируется декарбоксилированием пиридин-2,5-дикарбоновой кислоты, получаемой окислением 2-метил-5-этилпиридина.
Никотиновая кислота имеет амфотерный характер ввиду наличия атома азота в пиридиновом цикле (основные свойства) и подвижного атома водорода в карбоксильной группе (кислотные свойства).
Никотиновая кислота образует соли с кислотами и основаниями, никотинаты серебра и меди (II) нерастворимы в воде, на осаждении никотината меди из раствора основан гравиметрический метод определения никотиновой кислоты.
Никотиновая кислота легко алкилируется по пиридиновому атому азота, при этом образуются внутренние четверичные соли — бетаины, некоторые из которых встречаются в растениях. Так, тригонеллин — бетаин N-метилникотиновой кислоты — содержится в семенах пажитника, гороха, кофе и ряда других растений.
Реакции никотиновой кислоты по карбоксильной группе типичны для карбоновых кислот: она образует галогенангидриды, сложные эфиры, амиды и т.д. Амид никотиновой кислоты входит в состав кофактора кодегидрогеназ, ряд амидов никотиновой кислоты нашел применение в качестве лекарственных средств (никетамид, никодин).
Для испытания подлинности кислоты никотиновой рекомендуют реакции, основанные на пиролизе, щелочном гидролизе, обнаружении ядра пиридина и третичного атома азота в молекуле, на соле- и комплексообразовании, кислотно-основных свойствах растворов. Реакции разложения кислоты никотиновой происходят при нагревании с кристаллическим карбонатом натрия. Образуется пиридин, который легко обнаружить по характерному запаху:
Кислота никотиновая ввиду кислотных свойств ее растворов образует окрашенные нерастворимые соли, например с ионами меди (II) — осадок синего цвета (никотинат меди). В качестве реактива рекомендуется ацетат меди:
Первая идентификация: А, В.
Вторая идентификация: А, С.
А. Температура плавления (2.2.14): от 234°С до 240°С.
В. Абсорбционная спектрофотометрия в инфракрасной области.
Сравнение: ФСО никотиновой кислоты # или спектр, представленный на рисунке.
С. 10 мг испытуемого образца растворяют в 10 мл воды Р. К 2 мл полученного раствор прибавляют 2 мл раствора цианобромида Р, 3 мл раствора 25 г/л анилина Р и встряхивают. Появляется желтое окрашивание.
Для количественного определения кислоты никотиновой используют кислотные свойства ее водных растворов (метод кислотно-основного титрования в водной среде). Навеску кислоты никотиновой растворяют в горячей воде (так как в холодной воде она умеренно растворима) и после охлаждения титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия до образования натриевой соли (индикатор фенолфталеин):
Кислоту никотиновую можно определить йодометрически после осаждения никотината меди:
0,250 г испытуемого образца растворяют в 50 мл воды Р и титруют 0,1 М раствором натрия гидроксида до появления розового окрашивания, используя в качестве индикатора 0,25 мл раствора фенолфталеина Р.
Параллельно проводят контрольный опыт: 1 мл 0,1 М раствора натрия гидроксида соответствует 12,31 мг С6Н5NО2.
Список Б.Порошок – в хорошо укупоренной таре, предохраняющей от действия света; таблетки и ампулы – в защищённом от света месте.
Никотинамид является производным пиридина.
Никотинамид – белый или почти белый кристаллический порошок либо бесцветные кристаллы с очень слабым запахом, горьковатого вкуса. Легкорастворим в воде и в этаноле.
Молярная масса = 122,13 г/моль.
Способ получения никотинамида гидролизом никотинонитрила в присутствии едкого натрая. Выход никотинамида 58%
Известен способ получения никотинамида из никотинонитрила нагреванием с разбавленным водным раствором аммиака под давлением. При этом, кроме никотинамида образуются соли никотиновой кислоты, что приводит к потерям продуктов реакции и необходимости их разделения (выход 75%).
Предложен способ получения никотинамида из никотинонитрила с помощью нерастворимого в воде катализатора – синтетической смолы AB-17. Пои кипячении никотинонитрила в водном растворе он превращается в никотинамид с высоким выходом (97%).
Реакции разложения никотинамида происходят при нагревании с кристаллическим карбонатом натрия. Образуется пиридин, который легко обнаружить по характерному запаху:
К этой же группе относятся реакции разложения никотинамида, происходящие при их нагревании в растворах гидроксидов щелочных металлов. Никотинамид разлагается с образованием аммиака, который можно обнаружить по запаху или по посинению влажной красной лакмусовой бумаги:
Первая идентификация: А, В.
Вторая идентификация: А, С, D.
А. Температура плавления (2.2.14): от 128°С до 131°С.
В. Абсорбционная спектрофотометрия в инфракрасной области (2.2.24).
Сравнение: ФСО никотинамида # или спектр, представленный на рисунке.
С. 0,1 г испытуемого образца кипятят с 1 мл раствора натрия гидроксида разведенного Р. Выделяются пары аммиака.
D. 2 мл раствора S (2,5 г испытуемого образца растворяют в воде, свободной от углерода диоксида Р и доводят до объема 50 мл этим же растворителем) доводят водой Р до объема 100 мл. К 2 мл полученного раствора прибавляют 2 мл раствора цианобромида Р, 3 мл раствора 25 г/л анилина Р и встряхивают. Появляется желтое окрашивание. Количественный анализ.
Никотинамид количественно определяют методом неводного титрования. Основные свойства усиливают, растворяя его в уксусном ангидриде, а затем титруют 0,1 М раствором хлорной кислоты (индикатор кристаллический фиолетовый):
Реакция взаимодействия никотинамида с щёлочью может быть использована для количественного определения никотинамида в препарате. Выделяющийся аммиак отгоняют в приемник, содержащий определённый объём титрованного раствора кислоты. Избыток кислоты оттитровывают щёлочью:
0,250 г испытуемого образца растворяют 20 мл кислоты уксусной безводной Р, при необходимости подогревают, прибавляют 5 мл уксусного ангидрида Р и титруют 0,1 М раствором кислоты хлорной до изменения окраски на зеленовато-синюю, используя в качестве индикатора раствор кристаллического фиолетового Р.
1 мл 0,1 М раствора кислоты хлорной соответствует 12,21 мг С6H6N2O.
Список Б. В плотно укупоренной таре, предохраняющей от действия света; ампулы – в защищённом от света месте.
Пиридин применяют в синтезе красителей, лекарственных веществ, инсектицидов, в аналитической химии, как растворитель многих органических и некоторых неорганических веществ, для денатурирования спирта. Его не применяется в медицине в силу своей высокой токсичности.
Препарат никотиновой кислоты обладает целым спектром действия на организм человека, поэтому его применяют при многих заболеваниях. В первую очередь, можно отметить следующее положительное влияние:
— нормализует обменные процессы в организме;
— улучшает микроциркуляцию и кровоснабжение, в том числе и головного мозга;
— расширяет мелкие кровеносные сосуды, повышает активность крови;
— воздействуя на сосуды, улучшает кислородный обмен и нормализует окислительные процессы;
— снижает содержание общего холестерина;
— обладает дезинтоксикационным действием.
В качестве лечебного средства, препарат показан к применению при следующих состояниях или заболеваниях:
— профилактика и лечение пеллагры (авитаминоз PP);
— спазмы периферических сосудов, в том числе облитерирующий эндартериит,
— нарушение мозгового кровообращения, включая ишемический инсульт,
— неврит лицевого нерва,
— длительно незаживающие раны,
Довольно часто никотиновая кислота находит нестандартное применение. Ее используют в косметологии для улучшения и омоложения кожи, а так же в качестве средства, способного укрепить волосы и активировать их рост. В этом нет ничего удивительного, поскольку витамин РР улучшает кровоснабжение, стимулирует кроветворение, способствует оттоку лишней жидкости их организма, т.е. оказывает своеобразный дренаж.
Никотиновую кислоту нередко можно встретить в составе косметических средств по уходу за кожей лица, тела и волосами. Являясь компонентом антицеллюлитных средств для тела, он способствует быстрому разогревающему эффекту и интенсивному сжиганию жировых отложений.
Показания для никотинамида такие же, как для никотиновой кислоты. Однако, как сосудорасширяющее средство не применяется. Никотинамид не даёт тех побочных явлений, которые наблюдаются при применении никотиновой кислоты.
Список использованной литературы
1. База патентов СССР [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://patentdb.su/1-164601-sposob-polucheniya-nikotinamida.html.
2. Большая Энциклопедия Нефти Газа [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www.ngpedia.ru/id287680p1.html.
3. Ваш Айболит [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www.vashaibolit.ru/5649-nikotinovaya-kislota-primenenie-i-protivopokazaniya.html.
4. Википедия. Свободная энциклопедия [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Пиридин,
5. Государственная фармакопея Республики Беларусь: Т. 3. Контроль качества фармацевтических субстанций / под общ. ред. А. А. Шерякова. – Минск: Минский государственный ПТК полиграфии им. В. Хоружей, 2009. – 442-444 с.
Источник
