Основные витамины группы Д — это эргокальциферол (витамин Д2) и холекальциферол (витамин Д3) (рис. 1). Они образуются в результате фотоизомерации соответствующих стеринов (провитаминов) при облучении их ультрафиолетовыми лучами; провитамином эргокальциферола являются эргостерин, холекальциферола — 7-дегидрохолестерин. Оба витамина представляют собой бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления 120—121°, нерастворимое в воде.
Рис. 1. Структурная формула витаминов Д2 и Д3.
Кальциферолы хорошо растворимы во всех органических растворителях: спирте, жирах, растительных маслах. При внесении спиртовых растворов витамина Д в воду образуется стойкая мелкодисперсная эмульсия кальциферола, имеющая мицеллярную структуру.
Растворы кальциферолов в маслах относительно устойчивы и могут сохраняться при комнатной температуре без существенной потери биологической активности в течение 2—3 лет. Так, витамин Д, растворенный в масле тресковой печени, полностью сохраняется . в течение 32 недель при температуре 25°. При хранении на воздухе через 5 лет разрушается только 50% витамина Д в оливковом масле (Lindholm, 1944).
Смешивание концентрированных растворов витамина Д с сухими наполнителями (СаСO3, каолин, СаНСO3 и др.) при получении сложных лекарственных форм снижает стабильность препарата; быстрое разрушение связано с его окислением, которое ускоряется из-за увеличения поверхности соприкосновения с воздухом. Кристаллический витамин Д в смеси с порошкообразными веществами — тальком, каолином, лактозой и другими — также довольно быстро теряет антирахитическую активность. При этом витамин Д не окисляется, а изомеризуется. V. Tokanasi, F. Tomomoto (1969) выявили и определили продукты изомеризации — изокальциферол, 5-6-цисизокальциферол, тахистерол, изотахистерол, прекальциферол и 5—6-транскальциферол. Соединения, инактивирующие поверхностные кислотные группы (полиэтиленгликоль, этаноламиды и др.), предотвращают изомерацию витамина Д (цит. по А. Г. Милосердовой, 1971). Так, хранение препаратов в атмосфере инертного газа или добавление антиоксидантов предохраняет его от разрушения.
Наиболее устойчивыми препаратами витамина Д являются его различные эфиры с органическими кислотами (нитробензоаты, ацетат и др.). Путем омыления эфиров получают чистый кристаллический эргокальциферол, который в темных запаянных ампулах может в течение нескольких лет сохранять свои физико-химические свойства. При исследовании различных стабильных препаратов витамина Д было выявлено, что они неустойчивы и легко разрушаются при воздействии кислорода воздуха и света с утратой антирахитических свойств. Даже при хранении в холодильнике при доступе воздуха этот препарат сохраняется лишь 1—2 месяца.
Установлено, что эмульсии витамина Д в воде или молоке клинически более эффективны, чем его масляные растворы, однако они очень неустойчивы и быстро разрушаются в воздухе. Так, через 3 недели их биологическая активность снижается наполовину, а через полгода совершенно исчезает.
P. S. Chen a. oth. (1965), исследуя влияние ряда условий на стабильность холекальциферола, установили, что в связи с липидами и белками повышается устойчивость витамина Д к воздействию тепла и кислорода. Кроме того, инкубация водно-спиртовых дисперсий витамина Д3 при температуре 37° в присутствии кислорода превращает витамин Д в более полярные продукты, имеющие максимумы абсорбции в области 240 ммк (при 265 ммк свежего раствора). Дополнительная аэрация, особенно нагревание или ультрафиолетовое облучение, значительно ускоряет этот процесс.
Под воздействием сильных окислителей в результате окисления молекул витамина Д происходит разрыв триеновой сопряженной системы с образованием дважды ненасыщенного С21-альдегида или кетона C19. При окислении эргокальциферола в более мягких условиях было получено кетопроизводное витамина Д, названное кетоном 250 (Raoul, 1958 ;рис. 2).