Von Anke Müller, Sonja Engelberth, Johanna Heienbrock und Philipp Heinzel

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1 Von Anke Müller, Sonja Engelberth, Johanna Heienbrock und Philipp Heinzel Bonn, den Aufgabenstellung: Die Vitamine Ascorbinsäure, CaPantothenat, Nicotinsäure, PyridoxinHCl und ThiaminHCl sollten qualitativ untersucht werden. Dabei waren DCs mit verschiedenen Fließmitteln und naßchemische Nachweise durchzuführen und zu beurteilen.

2 Fließmittel Ascorbinsäure Calciumpantothenat Nicotinsäureamid Pyridoxinhydrochlori d Toluol 60 Aceton 39 0,5 cm Nicht detektierbar, 1,9 cm 0,2 cm Ameisensäure 1 weil keine Detektion (saures, unpolares R f = 0,04 mit Ninhydrin R f = 0,15 R f = 0,02 FM bis 12,9 cm) * Toluol 80 Methanol 20 2,3 cm 0,2 cm 3,2 cm 3,0 cm (neutrales, unpolares FM bis R f = 0,17 R f = 0,01 R f = 0,24 R f = 0,22 13,4 cm) Toluol 30 Isopropanol 60 0,2 cm 10,1 cm 4,2 cm NH 3 (25%) 10 Nicht gelaufen (basisches, R f = 0,02 R f = 0,88 R f = 0,37 unpolares FM bis 11,5 cm) Ethylacetat 85 Methanol 10 7,1 cm 1,5 cm NH 3 (25%) 5 Nicht gelaufen Nicht gelaufen (basisches, polares R f = 0,58 R f = 0,12 FM bis 12,3 cm) Ethylacetat 85 Methanol 10 Ameisensäure 5 (saures, polares FM bis 12,3 cm) 6,2 cm R f = 0,50 Nicht detektierbar, weil keine Detektion mit Ninhydrin 5,8 cm R f = 0,47 Isopropanol 80 Wasser 15 Eisessig 5 (saures, polares FM bis 5,8 cm) 4,2 cm R f = 0,72 1,4 cm R f = 0,24 4,3 cm R f = 0,74 * Diese DC ist eigentlich nicht auswertbar, weil hier alle Proben ein extremes Tailing aufweisen! 0,8 cm R f = 0,07 4,0 cm R f = 0,69 Thiaminhydrochlori d Nicht gelaufen 0,4 cm R f = 0,03 3,1 cm R f = 0,27 0,5 cm R f = 0,04 Nicht gelaufen 0,3 cm R f = 0,05 Detektion Mit FeCl 3 Mit Ninhydrin Mit Ninhydrin Mit Ninhydrin Mit Dragendorff Mit Ninhydrin

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4 Auswertung Substanz UV 254 nm Ninhydrin FeCl 3 Dragendorff Ascorbinsäure X (violett) X (rosa) X (hellgrün) - Nicotinamid X (violett) - X (orange) X (gelb) Ca- Pantothenat - X (rosa) - - Pyridoxin- HCl X (violett) - X (rotbraun) X (gelb) Thiamin-HCl X (violett) - - X (orange) Ascorbinsäure: - läuft gut im sauren, polaren Fließmittel - im Neutralen liegt ein Zwitterion vor => Tailing - im Basischen liegt Anion vor => läuft nicht Nicotinamid: - läuft gut in allen ausprobierten Fließmitteln, außer im Neutralen Pantothenat: - läuft im stark polaren, sauren Fließmittel, wobei Hydrolyse zu ß-Alanin und Pantolacton stattfindet => ß-Alanin läuft und reagiert auch mit Ninhydrin - Detektion gelang nur mit Ninhydrin Pyridoxin-HCl: - läuft im basischen, unpolaren und im stark polar, sauren Fließmittel gut - im Neutralen liegt ein Zwitterion vor Thiamin-HCl: - läuft nur im basischen, unpolaren Fließmittel gut; im Sauren findet Hydrolyse zu Thiazol und Pyrimidin statt - im Neutralen: Tailing Fazit: Das beste Trennergebnis liegt vor bei Verwendung eines basischen, unpolaren Fließmittels. Für die Detektion von Pantothenat war Ninhydrin notwendig.

5 Ascorbinsäure - Vitamin C - C 6 H 8 O 6 M R = 176,1 g/mol Smp. = C (5R)-5-[(S)-1,2-Dihydroxyethyl]- 3,4-dihydroxyforan-2(5H)-on Farbloses, kristallines Pulver Leicht löslich in Wasser, löslich in Ethanol, praktisch unlöslich in Ether. Verfärbt sich an der Luft und bei Feuchtigkeit. Physiologie: Vorkommen: Frische Früchte (Johannis-, Erd- und Sanddornbeeren, Zitrusfrüchte), Gemüse (Paprika, Brokkoli, Spinat, Tomaten), besonders in Deutschland in Kartoffeln, tierische Organe (Niere, Leber) Physiologische Bedeutung: Beteiligung in biochemischen Redox-Systemen. Steigerung der Abwehrvorgänge wahrscheinlich mittels Hemmung der oxidativen Selbstzerstörung der Phagozyten durch aktive O 2 -Spezies. Tagesbedarf: 75 mg (Erwachsene) / mg (Kinder) Mangelerscheinungen: Skorbut (Müdigkeit, Muskelschwäche, Blutungen, Zahnausfall, starke Anfälligkeit gegen Infektionskrankheiten) Besonderheit: Ascorbinsäure wird von allen Pflanzen und tierischen Organismen selbst synthetisiert. Nur Menschen, Menschenaffen und Meerschweinchen können sie nicht selber bilden. Nasschemische Nachweise: 1. Ninhydrin-Reaktion: 1 ml Prüflösung + einige Tr. 0,1%ige Ninhydrin-Lsg. + T => schwache orange-rosa Färbung 2. FeCl 3 -Reaktion: 5 mg Substanz in 1 ml Wasser mit NaHCO 3 neutralisieren + 2 Tr. frische FeCl 3 -Lsg => intensive, dunkle Lilafärbung 3. Zwikker-Reaktion: 10 mg Substanz + 10 Tr. Zwikker-Reagenz I + 2 Tr. Zwikker- Reagenz II => violette Färbung 4. Reaktion mit Fehling: 20 mg Substanz + je 10 Tr. Fehling I und II => Verfärbung von grün über gelb zu orange-rot

6 Calciumpantothenat C 18 H 32 CaN 2 O 10 M R = 476,5 g/mol (R)-3-(2,4-Dihydroxy)-3,3- dimethylbutyramido)propionsäure Weißes schwach hygroskopisches Pulver. Leicht löslich in Wasser, wenig löslich in Methanol, schwerlöslich in Ethanol, praktisch unlöslich in Ether. Physiologie: Vorkommen: Hefe, Leber, Gemüse, Vollkornerzeugnisse, Algen, Austern, Reiskleie, Melasse Physiologische Bedeutung: Bestandteil des Coenzyms A und damit an sehr vielen Stoffwechselvorgängen beteiligt. Als Bestandteil des Acylcarrierproteins an der Fettsäurebiosynthese beteiligt Tagesbedarf: 6 mg (Erwachsene) / 3-5 mg (Kinder) Mangelerscheinungen: Tauchen nur bei Unterernährung auf, da die normale Nahrung genug Panthothenat enthält. Es treten dann auf: körperliche Schwäche, Tachykardie, Magen-Darm-Störungen, Dermatitis und Parästhesien. Naßchemische Nachweise: 1. Blaufärbung mit Cu(II)-Ionen in alkalischer Lösung (die Pantoinsäure- Partialstruktur bildet einen Komplex mit den Kupferionen). 2. Nach Aminolyse mit Hydroxylamin und Einwirken von Fe(III)-Ionen im Alkalischen bildet sich ein roter Komplex. 3. Nachweis von Calcium als CaCO 3,CaSO 4, CaC 2 O 4

7 Nicotinsäureamid C 6 H 6 N 2 O M R : 122,12 g/mol Smp.: C Pyridin-3-carbonsäureamid oder Pyridin-3-carboxamid Weißes, kristallines Pulver mit charakteristischem Geruch Gut löslich in Wasser, Ethanol, Glycerol, schwerlöslich in Chloroform, Ether. Unempfindlich gegen Hitze, Oxidationsmittel Empfindlich gegenüber Alkalien, Silbersalzen, konzentrierte Salzsäure Physiologie: Vorkommen: Fisch, Fleisch, Leber, grüne Erbsen, Wirsing, Tomate, Hefe, Weizenkeimlinge, Erdnussmehl, Voll- und Buttermilch, Synthese durch Darmbakterien (kein echtes Vitamin) Physiologische Bedeutung: Bestandteil von NAD + und NADP +. Menschliches Blut: 2,6-9,0 g/ml Tagesbedarf: 15 mg (Erwachsene) / 6-15 mg (Kinder) Mangelerscheinung: Pellagra ( 3-D-Krankheit : Dermatitis, Diarrhoe, Demenz), Alkoholbedingter Nicotinamidmangel. Nasschemische Nachweise: 1. Nachweis auf Pyridin-Derivate a) Subst. mit Na 2 CO 3 erhitzen => Geruch nach Pyridin b) Subst. mit 1-Chlor-2,4-dinitrobenzol verreiben und schmelzen; Schmelze in 2 ml ethanolischer KOH lösen.=> rote Färbung 2. Eisen(III)-chlorid-Reaktion: Subst in H 2 O lösen, ggf. neutralisieren und 2 Tropfen frische FeCl 3 -Lösung zugeben => Orange 3. 3N NaOH: orange, beim Erhitzen mit 6N NaOH: NH 3 -Entwicklung 4. Mandelin-Reaktion mit H 2 SO 4 conc. und Ammoniumvanadat => hellgelbe Farbe

8 Pyridoxinhydrochlorid - Vitamin B 6 - C 8 H 12 ClNO 3 M R = 205,6 g/mol Smp.= 214,6 C 2-Methyl-3-hydroxy-4,5-bis (hydroxymethyl)-pyridin-hydrochlorid Weißes, kristallines Pulver Leicht löslich in Wasser, wenig löslich in Ethanol und Methanol Physiologie: Vorkommen: Hefe, Weizen, Mais, Leber, Eigelb, grünes Gemüse, Fisch, Fleisch. Physiologische Bedeutung: Die eigentlich wirksame Verbindung ist Pyridoxalphosphat, das als Coenzym von Transaminasen und Aminosäurendecarboxylasen für den Aminosäurestoffwechsel verantwortlich ist. Tagesbedarf: 1,6 mg (Erwachsene) / 0,3-1,6 mg (Kinder) Mangelerscheinung: Sehr selten und nur im Versuch nachgewiesen. Neuritiden, epileptiforme Krämpfe, hypochrome Anämie und Hauterkrankungen. Nasschemische Nachweise: 1. Eisen(III)chlorid-Reaktion: Substanz wurde in Wasser gelöst und zu dieser neutralen Lösung 2 Tropfen frische Eisen(III)chlorid-Lösung gegeben => rote Lösung 2. Kupplungsreaktion mit diazotierter Sulfanilsäure: Substanz wurde in 3M-NaOH gelöst. Dazu wurde eine Mischung aus gleichen Teilen Sulfanilsäure-Lösung und 10%iger Natriumnitrit-Lösung gegeben => es wurde gelborange und nach Zusatz von Essigsäure rot. 3. Farbkomplex mit Kupfersulfat-Lösung: Substanz wurde in Wasser gelöst und mit 3 Tropfen HCl versetzt. Dazu wurden 5 Tropfen 2%ige Kupfersulfat-Lösung gegeben und NaOH bis zur alkalischen Reaktion => blaue Lösung 4. Froehde-Reaktion: Zu der Substanz wurde konzentrierte Schwefelsäure und Ammoniummolybdat gegeben => hellblaue Färbung 5. Mandelin-Reaktion: Zu der Substanz wurde konzentrierte Schwefelsäure und Ammoniumvanadat gegeben => violette Färbung 6. Silbernitrat-Nachweis für das Hydrochlorid: Die Substanz wurde in Wasser gelöst und mit Salpetersäure angesäuert. Dann wurden einige Tropfen Silbernitrat dazugegeben => weißer Niederschlag

9 Thiaminchlorid -Vitamin B 1 - C 12 H 18 Cl 2N 4 OS M R = 337,3 g/mol Smp. = 258 C 3-[(4-Amino-2-methyl-5-pyrimidyl) methyl]-5-(2-hydroxyethy)-4- methylthiazoliumchlorid Eigenschaften: weißes, kristallines Pulver mit schwachem, charakteristischem (hefeartigen) Geruch, sehr gut löslich in Wasser. Physiologie: Vorkommen: Thiamin ist in Geweben von Pflanzen, Mikroorganismen und Tieren meist als Thiaminmonophosphorsäureester oder Thiamintriphosphorsäureester enthalten. Besonders reichlich findet es sich in Getreidekeimlingen, Hülsenfrüchten, Sojabohnen, Reiskleie, Herz, Nieren, Leber oder Hirn. Physiologische Bedeutung: Thiamin wird im Organismus durch Phosphorylierung in seine Wirkform Thiaminpyrophosphat (TPP) überführt. TPP ist ein Coenzym einer Reihe von Enzymen, welche für den Kohlenhydratstoffwechsel von zentraler Bedeutung sind Tagesbedarf: 1,2 mg (Erwachsene) / 0,3-1,2 mg (Kinder) Mangelerscheinung: Mangel an Vitamin B 1 äußert sich in Müdigkeit, Appetitlosigkeit, Gewichtsverlust, Muskelschwund, neurologische Störungen und EKG-Veränderungen. Beri-Beri: Seit dem Altertum bekannte Krankheit bei Volksgruppen, die sich hauptsächlichst von Reis ernähren (Ostasien). Es kommt zu Polyneuritis mit Parästhesien und Paresen, psychischen Veränderungen und evtl. Ödemen. Besonderheit: Es war die erste Substanz, die als lebensnotwendiger Stoff erkannt und als Vitamin benannt wurde Nasschemische Nachweise: 1. Kupplungsreaktion mit diazotierter Sulfanilsäure: ergibt orangerote Färbung, 2. Zusatz von 3N- Natronlauge färbt die Lösung gelb 3. Mandelin-Reaktion: gelb bis rote Färbung

10 Quellen: Thews, Mutschler, Vaupel: Anatomie, Physiologie und Pathophysiologie des Menschen, 5.Auflage; Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbh, Stuttgart 1999 Hunnius: Pharmazeutisches Wörterbuch, 8. Auflage,;Walter de Gruyter, Berlin, New York 1998 Auterhoff/Kovar: Identifizierung von Arzneistoffen, WVGmbH, 6.Auflage Eger, Troschütz, Roth: Arzneistoffananlyse, 4.Auflage; Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart 1999 Ph.Eur DC-Atlas DAZ Nr.49 vom