ПРИРОДНЫЕ ИЗОМЕРЫ КАРОТИНА - Биологическая роль каротина и каротиноидов
Исследования по выяснению структуры каротина проводились первоначально с пигментом, выделенным из моркови и принятым за чистый каротин. Вскоре была выяснена причина некоторых количественных неувязок в результате опытов, объясняющаяся тем, что каротин моркови представлял собой смесь отдельных изомеров. Приведенное выше строение оказалось присущим лишь одному изомеру каротина.
Пигмент моркови хроматографически был разделен на три изомерных компонента. Изомер симметричного строения составлял около 85 % смеси. В количестве около 15 % был представлен второй изомер. В продуктах его окисления было обнаружено меньшее количество героновой кислоты и наличие изогероновой кислоты, получающейся, обычно, в результате окислительного распада a-иононового цикла.
Отсюда, вполне естественно, можно было заключить, что в молекуле второго изомера с той же эмпирической формулой С40Н56 Содержатся два различных цикла -- один b-иононовый и второй a-иононовый. Правильность такой структурной формулы подтверждается и оптической активностью (правым вращением) этого соединения, обусловленной наличием асимметрического атома углерода. Изомер симметричного строения был назван b-каротином, изомер с одним a-иононовым циклом -- a-каротином.
Третий изомер пигмента моркови -- g - каротин -- был выделен и исследован Куном и Брокманом. При каталитическом гидрировании он присоединяет двенадцать молекул водорода и, следовательно, содержит уже двенадцать ненасыщенных связей. В продуктах озонирования g-каротин был обнаружен ацетон в количестве 0,85 молекул на молекулу g-каротина. Из этих данных был сделан вывод о наличии на одном конце молекулы g-каротина открытой ненасыщенной алифатической группировки (с одной дополнительной двойной связью), которую можно рассматривать как разорванное кольцо ионона, т. е. как псевдоионон.
A-, b - и g-каротины являются наиболее распространенными природными структурными изомерами каротина. Имея одинаковую эмпирическую формулу С40Н56, они отличаются один от другого рядом свойств: температурой плавления, способностью адсорбироваться на окисях металлов, спектральными характеристиками. Структурной причиной, обусловливающей эти изменения, как видно из всего изложенного выше, является различное расположение двойных связей на одном из концов молекулы.
За последнее время развитие техники чрезвычайно тонкого хроматографического разделения пигментов по Цвету позволило при исследовании растительных объектов обнаружить новые изомеры каротина, встречающиеся в природе, правда, в значительно меньших количествах. Так, Винтерштейн из плодов гонокариума, наиболее богатого g-каротином, выделил четвертый изомер, названный d-каротином. Пятый природный изомер каротина обнаружен в 1941 году Фрепсом и Кеммерером при хроматографическом разделении пигментов желтой кукурузы. На хроматограмме он давал светло-желтое кольцо, расположенное несколько выше четкоотделенного оранжевого кольца b-каротина. Новый пигмент, названный к-каротином, принимали сначала за g-каротин, но спектроскопическое исследование показало, что новый изомер обнаруживает максимум поглощения, не соответствующий таковому для g-каротина. Строение нового изомера окончательно еще не установлено. Известно лишь, что в его молекуле имеется один b-иононовый цикл.
За последние годы также обнаружено еще два природных растительных пигмента, которые есть основания рассматривать как изомеры каротина. Это V-каротин Стрейна, найденный в моркови, и e-каротин Стрейна и Маннинга, выделенный из диатомовых водорослей. Последний получен авторами в кристаллическом состоянии. По своим химическим свойствам этот углеводород почти идентичен b-каротину. Однако его спектральная характеристика приближается к таковой каротиноида виолаксантина.
Природные структурные изомеры каротина под влиянием естественных или специально созданных условий способны, в свою очередь, изомеризоваться. При этом может быть получено большое количество, главным образом, стереоизомеров. До последнего времени принято было считать эти стереоизомеры каротина продуктами исключительно искусственного происхождения. Однако современные данные ряда исследователей свидетельствуют о наличии таких стереоизомеров в некоторых растениях. Таким образом, разделение изомеров каротина на природные и искусственные становится уже до некоторой степени условным.
Из всех известных до настоящего времени природных изомеров каротина наибольшее значение имеет b-каротин. К тому же он обладает чрезвычайно обширным распространением в природе. Очень часто ему сопутствует в том или ином количестве a - и g-каротин. Оба этих последних, как будет указано далее, также являются провитаминами А, с вдвое меньшей по сравнению с b-каротином биологической активностью. Поэтому при изготовлении каротиновых препаратов обычно нет необходимости в разделении трех изомеров. Смесь этих изомеров, выделенная из какого-либо сырьевого источника, например из моркови, очищенная и перекристаллизованная, носит обобщающее название "каротин". Неперекристаллизованная смесь изомеров каротина известна как "сырой каротин".
Похожие статьи
-
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КАРОТИНА И КАРОТИНОИДОВ - Биологическая роль каротина и каротиноидов
Биологическая активность каротина, т. е. степень способности его оказывать на организм такое же действие, как и витамин А, зависит эффективность процесса...
-
КАРОТИН КАК ПРОВИТАМИН А - Биологическая роль каротина и каротиноидов
Общие сведения Провитаминная сущность каротина заключается в том, что этот пигмент способен расщепляться в организме человека и многих животных с...
-
ВВЕДЕНИЕ - Биологическая роль каротина и каротиноидов
Исторические данные Впервые каротин был выделен в 1831 году Вакенродером из желтой репы и моркови. По имени этой последней -- Daucus carota -- он и...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Биологическая роль каротина и каротиноидов
Витамин А и злокачественный рост Это вопрос служит в последние годы предметом многочисленных исследований, получивших отражение в ряде обстоятельных...
-
СВОЙСТВА КАРОТИНА - Биологическая роль каротина и каротиноидов
Кристаллический каротин представляет собой вещество темного медно-красного цвета с блестящим металлическим оттенком. Чистые изомеры каротина отличаются...
-
КАРОТИНОИДНЫЙ СОСТАВ СЫВОРОТКИ КРОВИ - Биологическая роль каротина и каротиноидов
При исследовании в 1992 - 1997 гг. методом ВЭЖХ содержания каротиноидов в сыворотке крови различных групп населения России недостаточная обеспеченность...
-
Получение, Физические свойства, Химические свойства - Кальций и его биологическая роль
Свободный металлический кальций получают электролизом расплава, состоящего CaCl2 (75-80 %) и KCl или из CaCl2 и CaF2, а также алюминотермическим...
-
В человеческом организме количество магния составляет всего несколько десятых или сотых долей процента, однако он играет немаловажную роль в процессах...
-
Введение, Химическая природа, Биологическая роль фолацина - Витамин Вс (фолиевая кислота)
Фолиевая кислота (от лат. "folium" - лист) поскольку впервые она была выделена из листьев шпината. Она широко распространена в биологических системах....
-
Применение, Биологическая роль - Краткие сведения о кобальте
Легирование кобальтом стали повышает ее жаропрочность, улучшает механические свойства. Из сплавов с применением кобальта создают обрабатывающий...
-
Применение, Биологическая роль - Сера и ее роль в жизни
Около половины производимой серы используется на производство серной кислоты, около 25% расходуется для получения сульфитов, 10-15% -- для борьбы с...
-
Строение природных полимеров, Каучук - Фенолформальдегидная смола. Антиоксиданты
Не все представители данного класса веществ устроены одинаково. Так, природные и синтетические полимеры могут существенно различаться. Их молекулы...
-
Химическая связь и строение молекул вещества. - Роль химии в повседневной жизни
Атомистические воззрения возникли первоначально на Древнем Востоке, в античных Греции и Риме. Первоначально атомное учение предполагало существование...
-
Оптически активные соединения с одним асимметрическим атомом Рис.1. Энантиомерыбутанола-2 При рассмотрении пространственной модели бутанола-2 (рис.1.)...
-
История и происхождение названия, Нахождение в природе - Кальций и его биологическая роль
Название элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) -- "известь", "мягкий камень". Оно было предложено английским химиком Хэмфри...
-
Биологическая роль - Кальций и его биологическая роль
Кальций -- распространенный макроэлемент в организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть...
-
Биологическая роль цинка. - Цинк
Фармацевты и медики жалуют многие соединения цинка. Со времен Парацельса до наших дней в фармакопее значатся глазные цинковые капли (0,25%-ный раствор...
-
Введение - Кальций и его биологическая роль
Кальций -- элемент главной подгруппы второй группы, четвертого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 20....
-
Биологическая роль и физиологическое действие - Свойства и применение никеля
Биологическая роль: никель относится к числу микроэлементов, необходимых для нормального развития живых организмов. Однако о его роли в живых организмах...
-
Основные положения стереохимии Стереохимия Стереохимия или структурная химия(от греч. уфесеьт -- твердый, пространственный), -- раздел химии о...
-
- Ядерная энергетика; - Археология; - Нефтехимия; - Геохимия (изотопная геохронология); - Агрохимия; - Химическая промышленность; - Анализ...
-
Фотоионизация при атмосферном давлении (APPI) стала сейчас важным способом ионизации, потому что она генерирует ионы непосредственно из раствора с...
-
Конфигурационный контроль - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Известно, что во всех живых организмах синтезируются только белковые молекулы, состоящие из последовательности L-аминокислотных остатков. Ферментные...
-
Хиральность молекул - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Хиральность (молекулярная хиральность) -- свойство молекулы быть несовместимой со своим зеркальным отражением любой комбинацией вращений и перемещений в...
-
Масс-спектрометрия становится важным методом анализа биологических и небиологических макромолекул. Она является одним из самых чувствительных и точных...
-
Попадание в окружающую среду, Ртуть и природная среда - Ртуть: свойства и токсичность
Ртуть и природная среда В соединениях ртути основным действующим компонентом является сама ртуть. При попадании в окружающую среду, ртуть может за счет...
-
ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ И ИХ СОСТАВЫ - Химические свойства и строение воды
Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. кубических...
-
Физические и химические свойства - Сера и ее роль в жизни
Атомы серы обладают уникальной способностью образовывать устойчивые гомоцепи, т. е. цепи, состоящие только из атомов S (энергия связи S-S составляет...
-
Биологическое действие простагландинов - Простагландины. Строение. Биороль
В настоящее время не вызывает сомнений, что простагландины обладают широким спектром фармакологического действия, вызывая при введение изменения почти во...
-
При пропускании смеси окиси углерода (СО) и водорода (Н2) над нагретым до 2000С катализатором, содержащим восстановленное железо, образуются смеси...
-
Открытие Пастера - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Оптическую активность кристаллов физики связывали с их асимметричностью; полностью симметричные кристаллы, например, кубические кристаллы поваренной соли...
-
Протонирование - механизм ионизации, при котором к молекуле присоединяется протон, сообщая ей заряд 1+ на каждый присоединенный протон. Положительные...
-
Ввод образца был одной из первых проблем в масс-спектрометрии. Для проведения анализа масс образца, который первоначально находится при атмосферном...
-
Теоретические основы масс-спектрометрии Масс-спектрометрия представляет собой метод исследования веществ, основанный на определении массы (точнее,...
-
Строение углеводов Рассмотрим стереоизомерию углеводов на примере моносахаридов. Молекулы моносахаридов содержат несколько центров хиральности, что...
-
Учение о строении вещества - Роль химии в повседневной жизни
На протяжении многих веков в сознании человека господствовали представления об атомах, как мельчайших, неделимых, простейших по составу и неизменных...
-
В количественном отношении белки занимают первое место среди всех содержащихся в живой клетке макромолекул; на их долю приходится не менее половины...
-
Б-Аминокислоты, входящие в состав белков - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Одноосновные моноаминокислоты. L(+)-Аланин СН3--C*H(NH2)--СООН (б-аминопропионоваякислота,2-аминопропионовая кислота). L(+)-Алании получается при...
-
Масс-спектрометрия с лазерной десорбцией/ионизацией при помощи матрицы (MALDI-MS) впервые была использована в 1988 году Танакой, Карасом и Хилленкампом....
-
Хімічний склад природного газу - Зріджений природний газ: його характеристика
Газ, який добувають з природних родовищ, що складається з вуглеводневих і не вуглеводневих компонентів. Природний газ - метан, який включає в себе більш...
ПРИРОДНЫЕ ИЗОМЕРЫ КАРОТИНА - Биологическая роль каротина и каротиноидов