1

T E R P E N O I D Y

A. Kołodziejczyk

(izoprenoidy)

Gdańsk 2012

2

Terpenami nazywane są naturalne węglowodory, pochodzenia głównie roślinnego, o ogólnym wzorze (C5H8)n. Formalnie są one oligomerami izoprenu, w których reszty izoprenowe połączone są ze sobą w sposób ogon-głowa.

+

ogon głowa

izopren

ogon głowa

ocymen

CHCH2

CH3 CH2

głowa ogon

W zależności od stopnia polimeryzacji n w (C5H8)n terpeny dzielą się na:

- monoterpeny (terpeny), n = 2; C10H16

- seskwiterpeny, n = 3; C15H24;- diterpeny, n = 4; C20H32;- sesterterpeny, n = 5; C25H40;- triterpeny, n = 6; C30H48;- tetraterpeny, n = 8; C40H64;- politerpeny, n > 8;

izopren

Terpeny zawierające dodatkowe grupy funkcyjne, np. -OH, -CHO, =CO, -COOH, -O-O- i inne nazywane są terpenoidami.

3

Izoprenoidami nazywane są oligomery izoprenu połączone inaczej niż ogon-głowa (niezgodnie z regułą Ruzički), należą do nich karotenoidy, steroidy, irydoidy czy kauczuk.

Terpenoidy są bardzo rozpowszechnione w przyrodzie. Ich fragmenty wchodzą w skład tak ważnych, biologicznie czynnych związków jak tokoferole, ubichinowy, antybiotyki, alkaloidy czy chlorofile. Do początku XXI w. opisano 40 000 związków zaliczanych do terpenoidów . Wchodzą w skład olejków eterycznych wydzielanych do atmosfery. Drzewa i krzewy iglaste wydzielają około miliarda ton terpenoidów rocznie. Znaczne ilości terpenoidów wytwarzają organizmy morskie.

Biosynteza terpenów

Biosubstratem terpenów, podobnie jaksterydów jest pirofosforan 3-izopentylu.

CH3 O O

O O

CH2=CCH2CH2-O-P-O-P-O-

--Szkielet izoprenu

Monoterpeny (C5H8)2 są dominująca frakcją naturalnie emitowanych do atmosfery związków organicznych. Ich głównym źródłem są drzewa i krzewy iglaste. Wielkość emisji zależy od temperatury i rodzaju roślin. W lasach iglastych sumaryczne stężenie wydzielanych pięciu głównych monoterpenoidów: -pinenu, -pinenu, karenów i limonenu waha się w zależności od pogody i pory roku od 5 do 1500 g/m3. Lasy iglaste produkują rocznie średnio 5 ton lotnych związków/km2.

4

W obszarach niezabudowanych terpenoidy stanowią największe „zanieczyszczenie” powietrza, główne źródło tworzącego się ozonu i smogu fotochemicznego. Smoky Mauntains – Zadymione Góry w USA – zawdzięczają swoją nazwę smogowi, który tworzy się z terpenów wydzielanych przez rosnące tam drzewa w nasłonecznione ciepłe dni. Powstaje on z terpenów, powietrza i wilgoci pod wpływem światła i podwyższonej termperatury; z daleka widoczny jest jako zadymienie.

Olejki eteryczne (OE)

Znanych jest grubo ponad 1000 roślin wydzielających, lotne (tw. 150 ÷ 300o), zwykle przyjemnie pachnące kompozycje zapachowe. Substancje te nazywane olejkami eterycznymi wydzielane są zwykle przez określone części roślin, takie jak kwiaty, owoce, liście, łodygi, drewno, korę lub korzenie. Oprócz terpenów i terpenoidów w ich skład wchodzą także estry (octan linalilu), alkohole (benzylowy, fenyloetylowy), aldehydy (cynamowy, benzoesowy), ketony (iron), fenole (tymol), etery (anetol, eugenol), węglowodory, a także związki pozbawione zapachu. Niektóre z nich mają nieprzyjemny zapach, jak np. czosnkowy czy gorczyczny.

OE swoje nazwy zawdzięczają zwykle roślinie, z której pochodzą, np. olejki:

anyżowy, cedrowy, cynamonowy, cytrynowy, eukaliptusowy, goździkowy, jałowcowy, jaśminowy, kamforowy, kminkowy, koprowy, lawendowy, miętowy, pomarańczowy, różany, rumiankowy, świerkowy, tymiankowy, waniliowy i wiele innych

5

Olejki eteryczne wydobywa się różnymi sposobami, najczęściej przez destylację z parą wodną, a także poprzez ekstrakcje rozpuszczalnikami czy tłuszczami, a ostatnio za pomocą ekstrakcji w stanie nadkrytycznym. Ze 100 kg kwiatu lawendy otrzymuje się do 2 kg olejku lawendowego. Z 1 t płatków różanych wydobywa się 200-500 g olejku różanego. Skład olejku zmienia się w zależności od pory roku, pory dnia, pogody, stopnia rozwoju (dojrzałości), a także czasu jaki minął od pozyskania surowca.

Kompozycja zapachowa owocu brzoskwini

Zawartość składników aromatu owoców brzoskwini [%]Główne składniki przed

zerwaniem5 godz. po zerwaniu

oktanian etylu 43 11octan (Z)-heks-3-enylu 10 0

octan etylu 6 0lakton kwasu-4-hydroksydekanowego 2,5 39

lakton kwasu-4-hydroksynonanowego 0 10

Pomimo tak istotnych różnic nasz nos zawsze identyfikuje te kompozycje jako aromat owocu brzoskwini. Skład olejku może zależeć również od części rośliny z jakiej został wyodrębniony, np. głównym składnikiem olejku z liści drzewa cynamonowego jest eugenol, podczas gdy w jego korze dominuje aldehyd cynamonowy.

6

Ponad połowa przemysłowo wydobywanych OE jest wykorzystywana w przemyśle spożywczym, jako dodatki aromatyzujące i przyprawy. Znaczącym odbiorcą OE jest przemysł kosmetyczny. Coraz więcej OE stosowana jest w terapii, w tym aromatoterapii .

Monoterpeny niecykliczne

Monoterpeny niecykliczne zawierają 3 podwójne wiązania. Ich przykładem jest, znajdujący się w igłach świerku mircen. Jego izomer – ocymen występuje m.in.w bazylii i w lawendzie. Czerwone glony wytwarzają duże ilości chloromircenu.

Monoterpenoidy niecykliczne

Najbardziej znane pośród nich nich to izomery cytronelolu, składniki olejku różanego i pelargoniowego. Oba izomery mają silny zapach różany. Izomer (3R)(+) występuje w wydzielinie gruczołów aligatora. Cytronnelole i ich estry wykorzystywane są w przemyśle kosmetycznym; zapach estrów w znacznym stopniu zależy od reszty acylowej.

OH OHcytronelol cytronelol

* *

ocymenmircen

7

Geraniole i nerole, należą do szeroko rozpowszechnionych terpenoidowych alkoholi. Występują zarówno jako wolne alkohole, jak i ich estry. Geraniol jest głównym składnikiem olejku różanego, pelargoniowego i cytrynowego. Jest dobrze poznany ponieważ z CaCl2 tworzy krystaliczna pochodną. Stereoizomerem geranilu jest nerol. Pirofosforan geranylu pełni kluczową rolę w biosyntezie steroidów i terpenoidów. Oba te alkohole są stosowane w przemyśle kosmetycznym i żywnościowym.

H

CH2OH

H

CH2OH

H

CH2OH

CH2OH

H

geraniol nerol

Cytrale, taką nazwą noszą aldehydy powstałe w wyniku utlenienie nerolu – neral (cytral b) lub geraniolu – geranial (cytral a). Cytrale w postaci mieszany izomerów występuje w wielu OE. W olejku lemongrasowym stanowią 80% jego składu (40-50% neralu i 30-35% geranialu). Olejek lemongrasowy służy do perfumowania mydeł.

neral(cytral b)

geranial(cytral a)

W niektórych olejkach cytrale stanowią ponad 90% ich składu; znajdują się też w olejku cytrynowym. Terpenoidy niecykliczne pod wpływem kwasów łatwo izomeryzują do terpenoidów cyklicznych.

H

CHO H

CHO

8

Monoterpeny monocykliczne

Węglowodór macierzysty monoterpenów monocyklicznych – mentan (1-metylo-4-izopropylocykloheksan) – jest rzadko spotykany w naturze; występuje on zarówno w formie trans, jak i cis. Ma zapach kminku.

mentan

trans-mentan

cis-mentan

Typowym przedstawicielem terpenów monocyklicznych jest limonen. Oba jego izomery chiralne występują w naturze. Limonen racemiczny nosi nazwę dipentenu. W cząsteczce limonenu widoczne są fragmenty izoprenu.

(-)-(S)-limonen (+)-(R)-limonen

Terpineny są achiralnymi izomerami limonenu. Wspólną ich cechą jest to, że w wyniku przyłączenia do nich 2 moli HCl powstaje racemiczny 1,4-dichloromentan.-terpinen

-terpinen

-terpinen

Cl

Cl

1,4-dichloromentan

Terpineny występują jako mieszanina izomerów, najczęściej i , np. w olejku kolendrowym i majerankowym.Inny izomer położenia C=C – terpinolen jest składnikiem olejku z pasternaku.

terpinolen

HCl

9

Monoterpenoidy monocykliczne

Najpospolitszym przedstawicielem tej grypy związków jest mentol, (1R,3R,4S)-1-me-tylo-4-izopropylocyklohesan-3-ol). Mentol jest nietypowym terpenoidem, ponieważ nie zawiera podwójnego wiązania. Znane są jego 3 stereoizomery. W olejku mięty polnej znajduje się 85% mentolu i 3% neomentolu.

(-)-mentolOHS

S

R

(+)-neomentolOHS

R

R

(+)-izomentolOHR

R

R

(+)-neoizomentol

Mentol ma właściwości fizjologiczne wykorzystywane w terapii. Działa np. przeciwwymiotnie, znieczula błonę śluzową żołądka, ułatwia trawienie, drażni zakończenia nerwów zimna.

OH

1 234

8

7

R

S

R

Typowymi monocyklicznymi alkoholami terpenowymi są terpineole, zwane są również mentenolami. Formalnie powstają z terpinenów przez przyłączenie 1 mola wody.

OH (R)-(-)--terpineol

-Terpineol występuje w postaci obu stereoizomerów. Największe znaczenie ma (R)-(-)--terpineol z uwagi na przyjemny zapach bzu; jest głównym składnikiem olejku sosnowego. Terpinen-4-ol występuje w olejkach majerankowym, cyprysowym i muszkatołowym.

OHterpinen-4-ol

10

Aromatyczne analogi alkoholi terpenowych

Tymol i inne cymenole różniące się położeniem grupy hydroksylowej można uważać za odwodornione mentole. Tymol występuje w tymianku. Z uwagi na większą hydrofobowość jego aktywność przeciwbakteryjna jest 25 silniejsza niż fenolu.

OH tymol (p-cymen-3-ol)

OH

karwakrol (p-cymen-2-ol)

Eugenol (allilogwajakol lub eter metylowy 4-allilopirokatechiny), aromatyczny składnik olejku goździkowego, należy do tej samej grupy związków.

CH2CH=CH2

OHOMe eugenol

Anetol, eter metylowy p-allilofenolu, aromatyczny analog terpenoidów występuje w wielu olejkach eterycznych; Znajduje się w olejku anyżowy i koprowym. Jest toksyczny, ale mniej niż tymol. Stanowi główny składnik atraktantu owada – szkodnika uszkadzającego korzenie kukurydzy. Olejek anyżowy, naturalny, a także syntetyczny anetol stosowane są do wyrobu nalewek (anyżówka), aromatów, kosmetyków, a także w fotografii barwnej.

CH2CH=CH2

OMeanetol

11

Menton (5-metylo-2-izopropylocykloheksanon) jest przedstawicielem ketonów terpenowych. Występuje obok mentolu i limonenu w olejkach miętowych. Znane są wszystkie jego stereoizomery.

(-)-menton

W olejku z Mentha arvensis znajduje się 35% (-)mentonu, a w olejku z Micromeria biflora 55% jego izomeru (+). (-)-Izomenton występuje w olejku geraniowym. Popularnym przedstawicielem ketonów terpenowych jest karwon. (+)-Karwon ma zapach kminku i jest głównym składnikiem olejku kminkowego oraz koperkowego.

(-)-izomenton (R)-2-metyl-5-izopropenylocykloheks-2-en-1-on

O

R1

2

5

OSR

12

5

ORS

12

5

(+)-karwon

12

Jonony czyli trimetylocykloheksenylobut-3-en-2-ony

Ich konstytucja przypomina terpenoidy, jednak nie spełniają reguły Ruzički, tzn. reszty izoprenu nie są połączone w sposób ogon-głowa.

CH=CHCCH3

O

CH=CHCCH3

ORóżnią się położeniem podwójnego wiązania

-jonon -jonon

Powstają w wyniku degradacyjnego utlenienia karotenów. Zwykle występują w małym stężeniu, np. w owocach, warzywach, także w herbacie i tytoniu. Są głównymi składnikami olejku z kwiatów fiołków.

Zapach czystych jononów przypomina woń drzewa cedrowego, a ich roztwory alkoholowe mają zapach fiołków.

13

Jonony są produkowane na skalę przemysłową z uwagi na zapotrzebowanie w przemyśle perfumeryjnym. Surowcem jest cytral, który poddaje się kondensacji z acetonem, po czym produkt kondensacji cyklizuje do jononów pod wpływem H2SO4.

CHO + CH3COCH3

cytral aceton

HO-

- HOH

O

CH=CHCCH3 H2SO4

CH=CHCCH3

O

CH=CHCCH3

O

+

-jonon -jonon

Ugrupowania jononowe stanowią fragment karotenów.

Bicykliczne monoterpeny i monoterpenoidy

Dzielą się na siedem grup, ze względu na duże zróżnicowanie szkieletów. Nazwy tych grup wywodzą się od nazw węglowodorów o odpowiednim szkielecie.

tujan karan pinan boran (kamfan) izobornylan fenchan izokamfan

14

Grupa tujanu. Popularne tujeny, (+) i (-)--tujeny są składnikami m.in. olejków cyprysowego, eukaliptusowego i z jałowca rosnącego w Rosji. W olejku piołunowym występuje (-)-tujol, wolny i jego estry. Znane są sabinen i sabinol; spotykane są także pochodne ketonowe.

(-)--tujen

OH

(-)-tujol sabinen

OH

sabinol

O

(-)--tujon

O

(+)--tujon izotujon

1

35

R

R

-Tujon jest neurotoksyną, która w małych dawkach pobudza korę mózgową i wywołuje niepokój. Większe dawki powodują drżenie mięśni, drgawki i drażliwość. Nalewki piołunowe (absynt) wywołują nie tylko upojenie alkoholowe, ale i dodatkowe pobudzenia. Również wina typu wermut zawierają wyciąg z piołunu. Wyciągi piołunowe są stosowane do zwalczania pasożytów skóry (świerzbu, wszawicy). Preparat przeciw wszawicy zawiera zarówno -tujon (z piołunu), jak i -tujon z wrotycza.

Grupa karanu. Karan nie występuje w naturze; popularne są natomiast kareny: kar-2-en (dawniej 2-karen) i kar-3-en (3-karen). Występują w olejku sosnowym i w olejkach z roślin tropikalnych. Produkty utlenienia karenów są stosowane do wyrobu perfum.

(+)-kar-2-en (+)-kar-3-en

15

Grupa pinanu. Najczęściej spotykanymi przedstawicielami tej grupy to pineny, i .

(+)--pinen (+)--pinen

(+)-(1R,5R)-2,6,6-trimetylo-bicyklo[3.1.1]hept-2-en

(+)-(1R,5R)-6,6-trimetylo-2-metylenobicyklo[3.1.1]hept-2-en

Wszystkie stereoizomery pinenu występują w naturze, przede wszystkim w igłach, szyszkach i drewnie wielu drzew iglastych. Są głównymi składnikami terpentyny – lotnej części żywicy.

1 3 1 3

W temp. około 250oC oba izomery pinenu izomeryzują do dipentenu. Pinen w reakcji z chlorowodorem tworzy krystaliczny chlorek bornylu, zwany sztuczną kamforą; reakcji towarzyszy przegrupowanie.

pinen dipenten

ClHCl

pinen chlorek bornylu

16

Grupa bornanu (kamfanu). Najbardziej znanymi terpenoidami tej grupy to kamfora, borneol i izoborneol.

Borneole spotyka się w postaci 4 stereoizome-rów i 2 racematów. Borneol, zwany kamforą borneo, ma zapach kamfory; występuje w ponad 100 roślinach jako wolny alkohol lub jego estry. (-)-borneol (endo) (+)-izoborneol (egzo)

Borneole służą jako dodatki zapachowe do soli kąpielowych, mydeł i preparatów aromatyzujących.

OHOH

Kamfora była znana już w starożytności, do Europy sprowadzili ją Arabowie. kamfora

Występuje w postaci 2 stereoizomerów: (1R,4R)- i (1S,4S)- oraz racematu. Najczęściej spotykana jest prawoskrętna, zwana naturalną, pospolitą lub japońską. Pozyskuje się ją na drodze destylacji z parą wodną rozdrobnionego drewna drzewa kamforowego (cynamonowiec kamforowy lub kamforowiec lekarski – Cinnamonum camphora).

O1 2

4 O1

2

4

Kamfora ma charakterystyczny, silny zapach, drażni skórę i działa miejscowo znieczulająco. Jest hydrofobowa, łatwo sublimuje, z uwagi na zwarty kształt cząsteczki. Stąd powiedzenie: zniknął jak kamfora. Ze względu na dużą wartość stałej krioskopowej była stosowana jako rozpuszczalnik do wyznaczania MM metodą Rasta. Służyła za standard porównawczy do określania konfiguracji względnej terpenów.

17

Kamfora była podawana jako lek nasercowy. Obecnie jej roztwór w oleju (olejek kamforowy) lub w alkoholu (spirytus kamforowy) stosowany jest do zewnętrznego odkażania, drażnienia (reakcja immunologiczna) czy zapobieganie odleżynom. Jest składnikiem preparatów „na katar” – udrażniających drogi oddechowe i „na reumatyzm” – zmniejszającym bóle reumatyczne.

W Ac2O pod wpływem stężonego H2SO4 ulega sulfonowaniu – powstaje kwas (+)-kamforo-10-sulfonowy.

kamfora

Sulfonowanie kamfory w samym, stężonym H2SO4 prowadzi do kwasu (+)-kamforo-9-sulfonowego. Kwasy kamforosulfonowe służą do rozdzielania racemicznych amin na enancjomery, w tym aminokwasów.

kwas (+)-kamforo-9-sulfonowykwas (+)-kamforo-10-sulfonowy

O1 2

4

10 OHO3S

H2SO4

Ac2O 1 2

4

10 O1 2

49

O

HO3S

H2SO4

1 2

49

W połowie XX w. kamfora miała duże znaczenie jako plastyfikator. Po zmieszaniu kamfory (do 25%) z kolodium (nitrocelulozą o małej zawartości N) otrzymano celuloid – pierwsze tworzywo „sztuczne”. Do tego celu stosowano głównie uzyskiwaną z pinenu kamforę syntetyczną. Celuloid jest przeźroczysty i z tego powodu został nazwany szkłem organicznym. Był stosowany do wytwarzania zabawek, szyb organicznych i taśm filmowych (taśmy celuloidowe). W latach 60. XX w. produkcja celuloidu została wstrzymana, ze względu na jego wyjątkową łatwopalność.

18

Seskwiterpeny i seskwiterpenoidy

Jest to bardzo zróżnicowana grupa trimerów izoprenu o wzorze C15H24 , spotykana powszechnie w roślinach, grzybach, u zwierząt, rzadziej w bakteriach. Są to gęste, hydrofobowe oleje o tw. >250oC.

Seskwiterpenoidy niecykliczne

Farnezol – nienasycony alkohol, składnik olejku konwaliowego, lipowego, akacjowego i innych; wydzielany jest przez niektóre owady jako feromon.

OH

farnezol

Difosforan farnezylu jest produktem pośrednim w biosyntezie wszystkich seskwiterpenów i wyższych terpenoidów. Służy do perfumowania mydeł.

Nerolidol jest składnikiem olejku neroli (bergamontowego), otrzymywanego z kwiatów gorzkiej pomarańczy. OH

nerolidol

Fitol stanowi fragment wielu biologicznie czynnych substancji, np. chlorofilu, witamin E i K. Jest gęstym, lepkim olejem.

OHfitol

19

Reszta fitolowa w chlorofilu, to najbardziej hydrofobowa część tej substancji; nadaje mu postać wosku. Fitol jest wykorzystywany jako surowiec do produkcji witaminy K.

N

N

N

N

Et

O

OMe

OO

OCC

Mg

chlorofil

Triterpeny i triterpenoidy

Opisano ponad 4 000 tego typu związków. Ich prekursorem jest skwalen. Wiele tych związków ma szkielet cyklopentanoperhydrofenantrenu, podobnie jak steroidy, które też powstają ze skwalenu. Często triterpenoidy stanowią aglikon glikozydów, np. saponin. Są składnikami roślinnych i zwierzęcych wosków.Skwalen ma zbliżoną budowę do triterpenów – jednak nie wszystkie fragmenty izoprenu są połączone w sposób ogon-głowa; podobnie jest w triterpenach i karotenach.

Występuje powszechnie w naturze, w największym stężeniu w wątrobie niektórych zwierząt morskich. Po raz pierwszy wydobyto go z wątroby rekina. Oliwa zawiera go 0,1-0,7%, a olej rzepakowy 0,03%; jest też składnikiem tłuszczu ludzkiego.

głowa

ogon

głowa głowa

głowa głowa głowaogon ogon

ogon ogon ogon

20

Tetraterpeny i tetraterpenoidy

Najważniejszymi ich przedstawicielami są karoteny i karotenole. Wywodzą się z jononów; ich wzór sumaryczny = C40H56 . W zależności od liczby i rodzaju pierścieni jononowych wyróżnia się -, - i -karoteny. Najbardziej rozpowszechniony jest -karoten, barwnik roślinny, nadający żółte zabarwienie, np. marchewce. Zawiera dwa pierścienie -jononu połączone łańcuchem, który jest tetramerem izoprenu, często w skrócie zapisuje się go (,), -karoten to (,), zawiera po jednym pierścieniu - i -jononu, a -karoten ma tylko jeden pierścień -jononu – ().

Likopen, podobnie jak i inne karoteny, ulega w wątrobie przekształceniu w witaminę A. Ma bardzo silne działanie przeciwnowotworowe. Kapsantyna, czerwony barwnik owoców papryki, jest w niektórych krajach dopuszczona do barwienia żywności i kosmetyków. Karoteny i karoteiny, np. ksantofile (utlenione karoteny) biorą czynny udział w fotosyntezie, są w stanie absorbować kwanty energii świetlnej.

-karoten, (,), ciemnoczerwony

-karoten, (,), czerwonobrązowy

21

-karoten, (), fioletowy

likopen, ,-karoten; czerwony barwnik pomidorów

O

OHOH

kapsantyna, czerwony barwnik owoców papryki

Witamina A jest to grupa związków zawierających pierścień -jononu i łańcuch oligoizoprenowy. Za witaminę A1, zwaną również retinolem lub akseroftolem uważa się polienowy alkohol – 3,7-dimetylo-9-(2,6,6-trimetylo-cykloheksen-1-ylo)nona-2,4,6,8-(all trans)tetraen-1-ol.

OH

witamina A1, retinol witaminą A2, 3-dehydroretinoletinol

OH

Warto zauważyć, że z mola -karotenu powstają 2 mole witaminy A, zaś z - i -karotenu tylko po jednym, dlaczego? Karoteny są prowitaminami witaminy A. Dzienne zapotrzebowanie na witaminę A wynosi 15 g retinolu lub 30 g najbardziej aktywnej prowitaminy, jaką jest -karoten. Witamina A2 wykazuje 3-50% aktywności retinolu.

22

Karoteny często są słabo wchłaniane z przewodu pokarmowego; ich przyswajanie ułatwia gotowanie i rozdrabnianie warzyw. Witamina A jest niezbędna do adaptacji wzroku przy niedostatecznym dostępie światła. Łączy się ona z białkiem zwanym opsyną i tworzy się rodopsyna, barwnik siatkówki. Witamina A jest magazynowana w wątrobie i uwalniana do krwi w miarę potrzeby; jej zapas w wątrobie wystarcza na kilka miesięcy. Dostarczana jest z mięsem, mlekiem, jajami, a także jako prowitamina.Do awitaminozy dochodzi u osób źle odżywianych. Brak witaminy A powoduje kurzą ślepotę, a u dzieci dodatkowo zmniejszenie odporności na zakażenia oraz ułatwia łuszczenie i rogowacenie naskórka. W mleku kobiecym jest go 2x więcej niż w mleku krowim. Przetwarzanie mleka obniża w nim zawartość witaminy A, wobec czego mleko konsumpcyjne jest często w nią wzbogacane. Nadmiar witaminy A (kilkadziesiąt mg dziennie) jest bardzo szkodliwy. Powoduję nadmierną pobudliwość, utratę łaknienia, suchość skóry, uszkodzenie wątroby i krwiomocz. Nadmiar karotenów nie jest szkodliwy.

23

Surowcem do otrzymywania witaminy A jest -jonon

O

-jononO

COOEtClCH2COOEt

O

H+/HOH

, - CO2

OH

OHBrMg CHCH2OMgBrC C C OH

OH

H2

katalizatorLindlara

OAcOH

Ac2O

retinol

OH1. - HOH

2. H+/HOH

24

Witamina E zwana inaczej tokoferolem nie jest jednym, zdefiniowanym związkiem. Wyizolowano 8 substancji o właściwościach witaminy E. Aktywność witaminy E, wpływającej na prawidłowy rozwój narządów płciowych i funkcję rozrodczą wykazują pochodne chromanu zawierające funkcję fenolową, grupy metylowe i nasycony lub nienasycony łańcuch o szkielecie triizoprenu (fitolu).

Ochroman

OH

tokoferol -tokotrienolO

OH

1 23456

1'2' 4' 12'

7 88' O

OH

13456

1'2' 4' 12'

7 88'

fitol

Zwierzęta doświadczalne karmione wyłącznie mlekiem stają się bezpłodne. W 1936 r. z kiełków pszenicy wyizolowano substancję, której brak w pożywieniu szczurów powodował bezpłodność samic i samców. Nazwano ją tokoferolem od greckich słów tocos – potomstwo i pherei – rodzić. Witamina E oprócz stymulowania funkcji rozrodczych jest antyutleniaczem zarówno in vivo, jak i in vitro substancji podatnych na utlenienie, np. witaminy A czy kwasów polienowych. Służy jako dodatek stabilizujący tłuszcze spożywcze. Dzienne zapotrzebowanie na w. E wynosi 10-30 mg tokoferolu. Jego analogi są mniej aktywne, w tym syntetyczny DL-tokoferol. Witamina E pełni wiele funkcji leczniczych; jej nadmiar jest szkodliwy.

25

Witamina K zwana również czynnikiem koagulacyjnym ma właściwości przeciwkrwotoczne. Takie działanie wykazuje kilka związków, są to pochodne 1,4-naftochinonu. Witaminą K1 nazywany jest filochinon, czyli 2-metylo-3-(3’,7’,11’,15’-tetrametyloheksadec-2’-enylonaftaleno-1,4-dion

H

O

On

witamina K1

Inne witaminy K różnią się budową łańcucha alifatycznego i podstawnikami w pierścieniu aromatycznym. Syntetyczne witaminy K mają znacznie mniej skomplikowana budowę. Ich nazwy ponumerowano od K3-K7.

H

O

O n

witamina K1

(menachinon, MK-n)

H

O

O

CH3O

CH3O n

ubichinon,(koenzym Q)

O

O

witamina K3,menadion

O

O

SO3Na

sól sodowa kwasu me-nadionosulfonowego

OH

OH

witamina K4

OH

NH2

witamina K5