➢清除自由基 ➢协同作用
Vc和生育酚、还原型辅酶Ⅱ在体内可协同 清除自由基。
12
维生素C
维生素C工艺
结构与活性的关系
➢ 2个手性碳原子（C-4, C-5）；
➢ 4种旋光异构体，只有L(＋)型活性最高，其他3种临床 效果很低或无活性。
O C HO C
OO
O C C OH O
O
O
C
C
C OH HO C
➢维生素C
抗坏血酸。 是一种水溶性维生素，水果和蔬菜中含量丰富。 在氧化还原代谢反应中起调节作用，缺乏它可引起坏血病。
➢化学结构
己糖类似物，三元醇酮酸的内酯
化学名：3-氧代-L-古龙糖酸呋喃内酯
H
O
HO H2C C
O
OH HO
OH
HO HOH HO来自O CCOC
C
CH
CH2O H
维生素C
主要生理功能
不溶于乙醚、氯仿、石油醚等有机溶剂。
➢ 强还原剂，易受光、热、氧化等破坏，形成双酮基结构的氧化 型维生素C，碱性或铜等金属，分解很快。
➢ 褐变原因：内酯环水解后，发生脱羧而成糠醛，聚合后变色。 ➢ 溶液由无色到浅黄色—黄色—棕色，干燥结晶状态较稳定。 ➢ 保存条件：避光、避热、干燥、无金属离子或充惰性气体容器
13.2.2 维生素C生产工艺路线的研究
➢ 报道了多种合成工艺路线 ➢ 1933 ：菜氏用D-葡萄糖，建立化学合成工艺。 ➢ 1971：已有7条可供采用的合成路线。 ➢ 20世纪70年代：建立了维生素C的两步发酵工艺。 ➢ 一步法生产工艺：构建基因工程菌,实现从葡萄糖到2-
酮基-L-古龙酸。效率低，未达到工业化水平。 ➢ 工业化生产的工艺：两条路线 ➢ 莱氏法化学合成（国外），两步发酵法（国内） ➢ 两步发酵法优于莱氏法，目前主要绝对生产工艺。
➢参与羟化反应
➢还原作用 ➢解毒 ➢预防癌症
理化性质
促进胶原合成； 促进神经递质（5-羟色胺 及去甲肾上腺素）合成； 促进类固醇羟化； 促进有机物或毒物羟化解毒。 既可是氧化型，又可是还原型存在于体内； 促进抗体形成， 铁的吸收、四氢叶酸形成、 维持巯基酶的活性。 体内补充大量的维生素C后，可以缓解铅、 汞、镉、砷等重金属对机体的毒害作用。 Vc可以阻断致癌物N-亚硝基化合物合成。
CH2OH
HO C H H2
HO C H
H C OH
HO C H
CHO D-葡萄糖
CH2OH
CH2OH
HO C H O2
HO C H
H C OH 醋酸杆菌
CO HO C H
H C OH
HO C H
维生素生产
概述
13.1.3 维生素生产工艺研究
发展简史（中国） ➢ 1957 ：东北制药总厂建维生素C 装置，1958 年投产。 ➢ 70年代：B族维生素自行生产，维生素C两步法生产工
艺的研究成功在国际上引起震动。 ➢ 80年代：基本形成各种维生素生产体系。 ➢ 90年代以来：维生素及中间体的生产技术突破性进展。 ➢ 2001年：维生素H投产。 ➢ 目前：中国能够生产全部维生素品种的国家之一。 ➢ 产量已位居世界前列，全球最大的维生素出口国之一。
维生素C
工艺路线
1、 莱氏法化学合成工艺
➢ 双酮糖法
➢ D-葡萄糖为原料，经过催化氢化生成D-山梨醇， 然后生物氧化转变为L-山梨糖，酸性液中丙酮化， 对α,β-二仲醇进行保护。
➢ L-山梨糖高锰酸钾在碱性溶液中氧化为二丙酮-2酮-L-古洛糖酸，除去丙酮，内酯化和烯醇化，得 L-抗坏血酸。
➢ 整个合成过程必须保持第4位碳原子的构型不变。
维生素命名：
➢ 按英文：维生素A、B、C、D、E、K、H等。 ➢ 按化学本质：硫胺素、核黄素、生物素等； ➢ 按生理功能：抗坏血酸、生育酚等。
维生素生产
概述
13.1.2 维生素的生理功能
➢主要调节酶活性和代谢活性，以辅酶或辅基 形式参与酶反应。
➢人体内不能合成维生素，缺乏它会导致疾病 发生，出现相应的缺乏症。
O
HO C
C OH
C OH HO C
HC
CH
CH
HC
HO C H
H C OH HO C H
H C OH
C H2O H
L-抗坏血酸
C H2O H
D-抗坏血酸
C H2O H
L-异抗坏血酸
C H2O H
D-异抗坏血酸
维生素C
维生素C工艺
理化性质
➢ 白色结晶或结晶性粉末，无臭，味酸。 ➢ 熔点190～192℃，同时分解。 ➢ 易溶于水和甲醇，呈酸性反应，有旋光性。略溶于乙醇和丙酮，
制药工艺学
Pharmaceutical Technology
第13章 维生素发酵生产工艺
• 13.1 概述
➢ 维生素种类与命名 ➢ 维生素的生理功能 ➢ 维生素生产工艺研究
• 13.2 维生素C生产工艺
➢ 维生素C的理化性质 ➢ 生产工艺路线的研究 ➢ 两步发酵生产工艺过程 ➢ 维生素C制备
维生素生产
维生素生产
概述
13.1.4 维生素生产工艺技术的研究
➢化学结构上无相似之处：无共同工艺路线可循。
多羟基不饱和内酯衍生物（维生素C） VC
芳香族（维生素K）
VK1
VK2
杂环族（维生素E）
VE
脂环族和甾体类
VA VD3
维生素生产
概述
13.1.4 维生素生产工艺技术的研究
➢ 生产方式： ❖ 微生物发酵 ❖ 化学合成 ❖ 天然提取
概述
13.1.1 维生素种类与命名
➢概念：生物生长和代谢所必需的微量有机化合物，既不
是细胞的组成物质，也不是能量物质，起代谢调节作用。
➢根据溶解性: 水溶性
脂溶性
维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素B1 2
维生素A 维生素D 维生素E 维生素K 等
维生素C 烟酸 叶酸 泛酸 等
维生素生产
概述
以化学合成为主，发酵为辅，少数提取。
维生素C
维生素C工艺
维生素发酵生产工艺
1. 概述
➢ 维生素种类与命名 ➢ 维生素的生理功能 ➢ 维生素生产工艺研究
2. 维生素C生产工艺
➢ 维生素C的理化性质 ➢ 生产工艺路线的研究 ➢ 两步发酵生产工艺过程 ➢ 维生素C制备
维生素C
理化性质
13.2.1 维生素C的理化性质
维生素缺乏的原因：
1、食物供应严重不足，摄入不足；如：食物单一、储 存不当、烹饪破坏等。比如叶酸受热损失。
2、吸收利用降低；如：消化系统疾病或摄入脂肪量过 少从而影响脂溶性Vit的吸收（现代都市人少见）。
3、维生素需要量相对增高；如：妊娠和哺乳期妇女、 儿童、特殊工种、特殊环境下的人群。
4、不合理使用抗生素会导致对维生素的需要量增加。