DSC
64 (14)

Uyj

2. Kalcyferole — witaminy O

Ze względu na niekorzystny wpływ tlenu (powietrza) proces fotoizomeryza-cji należy prowadzić bez dostępu powietrza, w roztworach poddanych uprzed-nio deaeracji. Jeżeli chodzi o temperaturę, to wpływa ona na szybkość i wydajność procesu fotokonwersji ergosterolu we właściwą witaminę tylko w niewielkim stopniu, jednakże nie powinna ona być wyższa od temperatury wrzenia rozpuszczalnika.

Ważnym czynnikiem jest stężenie ergosterolu w roztworze poddawanym naświetlaniu; wydaje się, że nie powinno ono przekraczać 0,5%; (np. dla roztworów etanolowych optymalne stężenie ergosterolu winno wynosić 0,3%), Wydajność witaminy D w procesie fotochemicznej konwersji zazwyczaj nie przekracza 10%, a wśród produktów fotoizomeryzacji prowitaminy można wyróżnić obok witaminy D kilkanaście innych związków. Są to w szczególności: prewitamina D, lumisterol, tachisterol, pirokalcyferol i fotopirokalcyferol, izopirokalcyferol i fotoizopirokalcyferol, izokalcyferol i inne. Wszystkie wymienione substancje wywodzące się z ergosterolu oznaczamy indeksem cyfrowym 2, a wywodzące się z 7-dehydrocholesterolu — indeksem 3, np. tachisterol₂ lub tachisterolj itd.

Chemizm procesu fotochemicznej konwersji prowitaminy w witaminę D jest następujący: pochłonięta energia promieni UV aktywuje cząsteczkę prowitaminy (ż_mtI = 291 nm) i powoduje jej wzbudzenie. Następstwem tego wzbudzenia jest rozerwanie wiązania między atomami węgla C-9-C-10 w pierścieniu B, a więc otwarcie tego pierścienia i powstanie bezpośredniego prekursora witaminy, czyli tzw. prewitaminy D. Ta prewitamina przekształca się w witaminę pod wpływem ciepła, tzn. w procesie termicznym. Niezależnie od tego z prowitaminy mogą tworzyć się lumisterol i tachisterol, a także wyjściowa prowitamina. Warto odnotować, że lumisterol jest 9,10-antiizome-rem prowitaminy D, a tachisterol 6,7(E)-izomerem prowitaminy.

Schematycznie przemiany te można zilustrować tak, jak to pokazano na rysunku 2.8. Uwidocznione tam związki różnią się położeniem podstawników w pozycjach C-9 i C-10, tj. atomu wodoru przy C-9 i grupy metylowej w pozycji C-10, a także lokalizacją wiązań podwójnych. Dla przykładu można przytoczyć, że lumisterol jest 9/?,10a-sterolem, podczas gdy tachisterol jest 6,7-(E)-secosterolem z trzema wiązaniami podwójnymi w pozycjach 5-10; 6-7 i 8-9. Prewitamina D jest również secosterolem (rozerwane wiązanie C-9 —C-10) z taką samą jak w tachisterolu lokalizacją wiązań podwójnych, lecz innym usytuowaniem przestrzennym pierścienia A i podstawników w pozycjach C-3 i C-10. Napromienianie roztworów prowitamin D w normalnych warunkach prowadzi do otrzymania mieszaniny kilku związków, wśród których dominuje ilościowo właściwa witamina D w formie cis. Nadmierne jej naświetlanie prowadzi do powstania suprasteroli i toksysteroii. Są to związki wykazujące tylko minimalną lub nie wykazujące żadnej aktywności biologicz-

^nat«miast wbrew swoim nazwom i wcześniejszym poglądom nie są

Ufnisterol3

lub

lumisterolj tachisterol

lub

tachisterol

fotopirokalcyferolj

lub

fotopirokalcyferol;

precholekalcyferol    pirokalcyferolj

lub —--► lub

preergokalcyferol    pirokalcyferol;

₇^ehydrocholesterol lub    *

ergosterol

izokalcyferol3

lub    ■*

izokalcyferol;

cholekalcyferol

lub

ergokalcyferol (obydwa w formie cis)

izopirokalcyfero^

lub

izopirokalcyferol;

izotachisterol₃ 5,6-frans-cholekalcyferol fotoizopirokalcyfero^ 180°C

lub 3-    lub    lub

izotachisterol₂

5,6-fra/?s-ergoka Icyferol fotoizopi rokalcyferol;

Rys. 2.8. Produkty fotochemicznej i termicznej izomeryzacji prowitamin w witaminy D, i D₃

toksyczne, albowiem ich toksyczność nie została udokumentowana. Izomeryzacja cis-witamin D w ich frans-formy zachodzi pod wpływem napromieniania UV w obecności jodu. Zarówno forma cis- jak i trans- pod działaniem kwasów mineralnych lub w wyniku ogrzewania, tworzą tzw. izowitaminy D.

Jak z tego krótkiego przeglądu widać, wśród produktów foto- i termo-izomeryzacji prowitamin D można wyróżnić ponad 20 różnych substancji. Wiele z tych związków można uznać za niepożądane i należy tak prowadzić ten proces, aby uniknąć ich powstawania. Decydujące znaczenie ma częstotliwość promieniowania, tzn. długość fali świetlnej, czas naświedania, tj. ekspozycja, a także temperatura i stężenie substratu w roztworze.

2.6. Metody oznaczania

Witamina D, obok kobalamin, jest najbardziej aktywną biologicznie witaminą, albowiem już kilka jej mikrogramów wywołuje zauważalne skutki fizjologiczne. Nic tedy dziwnego, że jej stężenie jest zazwyczaj bardzo małe i oznaczanie zawartości ergo- lub cholekalcyferolu wymaga niezwykle czułych i wielce specyficznych metod analitycznych.