Витамины. Тарелка каши, или ацетоксиметилен?

Из чего делают витаминыВсе видели рекламу витаминных препаратов по телевизору: улыбающиеся красотки, резвящиеся дети и реки апельсинов и моркови из которых, надо полагать, выжимают витамины. В конце 90хх годов я, будучи студентом медицинской академии, побывал на предприятии по производству витаминов и понял, что их делают не из апельсинов и моркови, а…

В СССР производство витаминов было основано в 30хх годах прошлого столетия. Страна голодала, наука установила прямую связь ухудшения здоровья и дефицита витаминов.  Отвар хвойных иголок спасал от выпадения зубов и кровоточивости дёсен, а печень трески помогала при рахите и туберкулёзе.

Вначале так и было построено производство витаминов – из того в чём их много, из растительного и животного сырья. Но началась вторая мировая война, практически все средства Страны Советов шли на военную промышленность – витаминов из натуральных источников стало не хватать. Как водку стали делать из опилок от дефицита ржи и пшеницы, так и витаминные препараты стали делать путём их химического синтеза.

В 40хх годах прошлого века промышленность уже научилась делать многие витамины, и к 1950 году производство витаминов в СССР увеличилось по отношению к 1940 году более чем в 5 раз, к 1965 году производство увеличилось почти в 3 раза по отношению к 1958 году. В 70хх годах советская промышленность полностью перешла на выпуск витаминов путём химического синтеза. Объёмы производства впечатляли – для синтеза витаминных препаратов создавались целые комбинаты.

Из чего делают витамины?

Ретинол (витамин А)

Здесь два основных способа, причём производство из печени рыбы то же «не подарок»:
1. Синтез через наращивание углеродной цепи с помощью простых соединений: ацетилена, ацетона, дикетена и др.

2. Печень рыб измельчают, обрабатывают 25% раствором NaOH при температуре 82-85°С — в результате гидролиза разрушается связь натурального витамина А с белками и он извлекается. Полученный концентрат очищают хроматографическим методом и Витамин А извлекают растворителем — дихлорэтаном. Потом растворитель отгоняют, а ретинол подвергают перекристаллизации.

Ретинола ацетат и ретинола пальминат – препараты Витамина А – синтезируют путем ацилирования ретинола уксусной или пальмитиновой кислотой.

Тиамин (витамин В1)

Несмотря на то, что Витамина В1 много в злаках (пшеница, овёс, гречиха, кукуруза) и в орехах производство Тиамина из них очень сложное. На помощь приходит синтез.

Наиболее распространён метод, состоящий из синтеза одной части молекулы, потом другой части молекулы и их связывания между собой. Первую часть молекулы делают из ацетамидина и α-ацетоксиметилен-β-этоксипропионитрила (вкусная штука наверное), вторую – из тиоформамида и бромацетопропилацетата. После чего это варится в органическом растворителе, например в бутаноле.

Рибофлавин (витамин В2)

Витамин В2 не производят из натуральных компонентов, потому что это очень дорого, так для производства 1 грамма рибофлавина надо испортить более 5 тонн молочной сыворотки.

Заодно, мы здесь вспомним про рекламу пищевых добавок (БАДов), где, как правило, утверждается, что в составе БАДа только натуральные витамины.

Промышленность синтезирует Витамин В2 конденсацией 3,4-диметиланилина с D-рибозой. Полученное вещество гидрируют, восстанавливают азо-группу, образуют арилрибамин и конденсируют с аллоксаном.

Для облегчения восприятия привожу упрощённую схему реакции

Витамин

Есть и способ получения Витамина В2 из живой материи. Сейчас в развитых странах рибофлавин получают с помощью генной инженерии и микробиологического синтеза – из генно-модифицированных дрожжевых грибов.

Никотиновая кислота (витамин РР)

Наиболее известный метод синтеза Никотиновой кислоты – из каменноугольной смолы. Пиколиновую фракцию смолы подвергают фракционному разделению на α-,β-,γ- пиколины. Окислением β-пиколина получают никотиновую кислоту.

Интересно, детские витамины, детское витаминизированное молоко и витаминизированное печенье — это что такое?

Никотинамид производят путём пропускании газообразного аммиака через смесь никотиновой кислоты и водного раствора аммиака при высоких температурах.
Витамин РР содержится в мясе, хлебе, картошке.

Пиридоксин (витамин В6)

Витамин В6 (точнее Витамины В6 – потому, что это не одно вещество, а группа) содержится в дрожжах, зернах, картофеле, овощах, мясе, рыбе, печени, яичном желтке.
Аналог Витамина В6 является пиридоксина гидрохлорид, который производится не из картофеля и мяса, а путём циклизации N-формил-D,L-аланина с последующей его циклоконденсации с эфиром 1,4-бутендионовой кислоты. Полученное вещество расщепляют в кислоте до производных пиридина, которых гидрируют до пиридоксина.

Кобаламин (витамин В12)

Кобаламин синтезируется микрофлорой кишечника.
На продажу Цианкобаламин (лекарственное средство) получают относительно дёшево – он является отходом производства антибиотиков (стрептомицина) из грибов актиномицета Streptomices griseus, остаётся его достать из культуральной жидкости органическими растворителями, или иным, более современным, способом.

Аскорбиновая кислота (витамин С)

Аскорбиновую кислоту можно выделить из натурального сырья: получают водные экстракты, сгущают их в вакууме, осаждают спиртом и эфиром, а остаток очищают хроматографическим методом и перекристаллизовывают.
Промышленный способ — это синтез D-глюкозы, которую восстанавливают в D-сорбит каталитическим гидрированием.

В этом процессе есть и бактериохимическое окисления — брожжением с помощью микроорганизмов — Acetobacter suboxydans. Полученную L-сорбозу обрабатывают ацетоном, потом окисляют до диацетонкетогулоновой кислоты, потом омыляют и лактонизируют.

Кальциферолы (витамины группы D)

Кальциферолы, потому что это несколько веществ: D2, D3, D4, D5, D6, D7.
Источник провитамина эргокальциферола — эргостерин, который является отходом производства антибиотика-пенициллина. Так же при синтезе Витамина D используется метод фотолиза – обработка светом, но при этом методе есть риск утраты витаминной активности и образования токсичных продуктов: токсистерина и супрастеринов.

Токоферолы (витамины группы Е)

Токоферолы производят двумя основными способами: из натуральных источников (но как!) и путём химического синтеза. Масло зародышей пшеницы или кукурузы подвергают гидролизу, а неомыляемый остаток растворяют в этаноле, хлороформе или дихлорэтане. Затем растворитель удаляют, остаток растворяют в ацетоне или метаноле. Остаток стеринов осаждают дигитонином. Смесь токоферолов очищают и разделяют хроматографическим методом.

Лекарственный препарат Витамина Е — α-токоферола ацетат синтезируют конденсацией триметилгидрохинона и изофитола с последующим ацетилированием уксусным ангидридом.

Редко у человека есть гиповитаминоз (снижение) какого-то витамина, очень редко авитаминоз (отсутствие) – эти случаи прерогатива терапевта, а иногда даже невролога или реаниматолога, так как эти состояния достаточно тяжёлые. Так, что же  всё-таки съесть: гречневой каши или ацетоксиметилена?

Решение найдётся!

D.O. Арсений Гуричев