DSC
62 (15)

60    2. Kałcyferole — witaminy D

2.5.1. Otrzymywanie 7-dehydrocholesterolu z cholesterolu metodą chemiczną

Spośród różnych znanych metod dehydrogenacji cholesterolu najwiękjj, znaczenie praktyczne ma metoda oparta na bromowaniu cholesterolu w ji Ulowej pozycji (C-7), z następującą potem dehalogenacją. W celu ochrony grupy hydroksylowej przed utlenianiem blokuje się ją poprzez estryfikację A zatem bromowaniu poddawany jest nie wolny cholesterol, lecz jego estry, np 3-benzoilo- lub 3-acetyIocholesterol. W charakterze czynnika bromującego można stosować N-bromosukcynoimid (N-bromoimid kwasu bursztynowego) N-bromoftalimid (N-bromoimid kwasu ftalowego) lub 5,5-dimetylo-l,3-bro-mohydantoinę. W wyniku tej reakcji tworzy się mieszanina 7a- i 7/?-bromopo. chodnej estru cholesterylu. Obydwa te związki po ich dehalogenacji, tj. po odszczepieniu bromu w postaci bromowodoru, przekształcają się w odpowiedni ester 7-dehydrocholesteryIu. Do dehalogenacji stosowane są najczęściej zasady pirydynowe, trimetylofosfina lub fluorek t-butyloamoniowy. Schemat ideowy opisanych wyżej reakcji można przedstawić następująco:

, estryfikacja ,    , ,    bramowanie

cholesterol-► ester cholesterylu-►

7-bromopochodne estnj cholesterylu Wszczepienie HBr ^

ester 7-dehydrocholesterylu ^hY^drollza ». 7-dehydrocholesterol

Otrzymany w wyniku bromowania 3-benzoilo- lub 3-acetylo-7-bromocho-lesterol poddawany jest dehydrobromowaniu (odszczepieniu bromowodoru) pod działaniem różnych czynników sprzyjających dehalogenacji Jeżeli do tego celu stosować symetryczną kolidynę (2,4,6-trimetylopirydynę), to wydajność 7-dehydrocholesterolu dochodzi do 50%. Jeszcze lepsze wyniki uzyskuje się gdy bromowanie odpowiedniego estru cholesterylu prowadzić przy użyciu N-bromosukcynoimid u w heksanie, w obecności nadtlenku kwasu laurynowe-go, a dehydrobromowanie, po uprzednim oddestylowaniu rozpuszczalnika, pod działaniem chinaldyny w ksylenie. W tym przypadku wydajność 3-benzoilo-7-dehydrocholesterolu dochodziła nawet do 70%. Hydroliza tego estru za pomocą wodnego roztworu wodorotlenku sodu lub alkoholowego roztworu wodorotlenku potasu zachodzi z wydajnością ok. 80%.

Bardzo dobrą wydajność 7-dehydrocholesterolu uzyskuje się przy zastosowaniu do bromowania estru cholesterylu N,N-dibromo-5,5-dimetylohy-dantoiny, a do dehydrobromowania trimetylofosliny w ksylenie w temperaturze 125°C. Jest to tym korzystniejsze, że trimetylofosfina jednocześnie przeciwdziała utlenianiu produktu reakcji

7-Dehydrocholesterol można również otrzymać z 7-bromopochodnej estru cholesterylu poprzez związki selenoorganiczne. W wyniku działania na

7-bromopochodną estru cholesterylu fcnyloselcnianu sodu tworzy się 7-/l-feny-losclcnek tego estru. Ten ostatni poddany utlenianiu rozpada się na seleno-tlenek fenylu i potrzebny nam ester 7-dehydrocholesterylu.

Można też prowitaminę D₃ otrzymać metodą Windausa, tj. poprzez 3,7-dibenzoesan cholesterylu i jego termiczną deestryfikację, jednakże wydajność pożądanego produktu jest znacznie niższa niż w metodzie poprzez 7-bromopochodne. Z tego względu ma ona znaczenie li tylko historyczne, jako że była pierwszą chemiczną metodą konwersji cholesterolu w 7-dehydrocholes-terol.

Istnieje też możliwość dehydrogenacji cholesterolu metodą biotechnologiczną, tzn. przy udziale odpowiednich enzymów, np. dehydrogenazy bursz-tynianowej, w obecności różnych czynników utleniającyh. Jeśli ten proces prowadzony jest na świetle, to wydajność 7-dehydrocholesterolu może dochodzić do 20%.

2.5.2. Otrzymywanie ergosterolu z drożdży

Niezwykle ograniczona baza surowcowa i bardzo mała zawartość witamin D w mogących mieć znaczenie praktyczne surowcach stała się bodźcem do poszukiwania naturalnych źródeł prowitamin D, a w szczególności prowitaminy D₂-ergosterolu.

Jak już wyżej wspomniano, drożdże piekarskie są stosunkowo bogatym i bardzo ważnym źródłem ergosterolu i służą jako surowiec do przemysłowego otrzymywania tej prowitaminy. Ponadto drożdże są również doskonałym źródłem całego szeregu witamin grupy B i niezwykle cennego, pod względem biologicznym, białka. Witaminy grupy B w odróżnieniu od ergosterolu, który nie rozpuszcza się w wodzie, a jest dobrze rozpuszczalny w tłuszczach i rozpuszczalnikach organicznych, dobrze rozpuszczają się w wodzie. Jest więc rzeczą oczywistą, że racjonalne zagospodarowanie drożdży jako surowca do otrzymywania ergosterolu powinno uwzględniać konieczność wykorzystania cennego białka (jego zawartość w drożdżach dochodzi do 50% s.s.) i witamin grupy B.

Ze względu na to, że i witaminy, i ergosterol występują w drożdżach głównie w połączeniach z białkami, trzeba poprzedzić ekstrakcję tych biologicznie ważnych składników hydrolizą alkaliczną, kwasową lub enzymatyczną aby uwolnić je z tych połączeń.

Hydroliza alkaliczna zapewnia wprawdzie uwolnienie ergosterolu, ale powoduje niemal całkowite zniszczenie witamin grupy B i sprawia, że białko drożdżowe nie nadaje się nawet do celów paszowych, już nie mówiąc o spożywczych.

Enzymatyczna hydroliza jest najlepszą metodą, albowiem przebiega w łagodnych warunkach i nie powoduje utraty białka i witamin. Można ją prowadzić