维生素C生产的两种方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,*,维 生 素 概 述,维生素,C,生产工艺,11/27/2024,1,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,概 述,基本概念,维生素是生物体内一类量微、化学结构各异，具有特殊功能的小分子有机化合物，它们大多需从外界摄取。维生素有以下特点：,（,1,）维生素是天然食物中的一种成分，是一种活性物质，对机体代谢起调节和整合作用。,（,2,）维生素需求量很小。,（,3,）大多数维生素在体内不能合成，要从外界摄取。,（,4,）绝大多数维生素是通过辅酶或辅基的的形式参与体内酶促反应体系。,（,5,）人体内维生素缺乏时，会发生一类特殊的疾病，称“维生素缺乏症”。维生素并不是补品，人体每日需要量是一定的，多摄入并不一定好，使用不当，反而会导致疾病。,11/27/2024,2,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,维生素分为脂溶性和水溶性两大类。,脂溶性：,维生素A，D，E，K，Q和硫辛酸等。,水溶性：,维生素B,1,、B,2,、B,6,、B,12,、烟酸、泛,酸、叶酸、生物素和维生素C等。,概 述,11/27/2024,3,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,生产方法,（,1,）化学合成法,烟酸、烟酰胺、叶酸、维生素,B,1,、,B,6,、,D,、,E,、,K,等。,（,2,）发酵法,B,12,、,B,2,，,维生素,C,和生物素，维生素原等。,（,3,）生物提取法,从猪心中提取辅酶,Q,10,，,从槐花米中提取芦丁，从提取链霉素后的废液中提取,B,12,等。,概 述,11/27/2024,4,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,维生素,C,生产工艺,维生素,C,又名抗坏血酸（,Ascorbic acid,）,是细胞氧化,-,还原反应中的催化剂，它释放两个氢原子后变成氧化型维生素,C,，,有供氢体存在时，脱氢抗坏血酸可以接受两个氢原子变成抗坏血酸，参与机体新陈代谢，增加机体对感染的抵抗力。用于防止坏血酸和抵抗传染性疾病，促进创伤和骨折愈合，以及用作辅助药物治疗。,11/27/2024,5,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,维生素C生产工艺,1、化学结构和性质,维生素C(多羟基不饱和内酯衍生物)分子中有两个手性碳原子，故有4种光学异构体，其中L（+）抗坏血酸效果最好，其他三种临床效果很低或无效。,11/27/2024,6,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,1、化学结构和性质,白色粉末，无臭、味酸、熔点190-192，易溶于水，略溶于乙醇，不溶于乙醚，氯仿及石油醚等。它是一种还原剂，易受光、热、氧等破坏，尤其在碱液中或有微量金属离子存在时，分解更快，但干燥结晶较稳定,。,维生素C生产工艺,11/27/2024,7,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,维生素C生产工艺,2、莱氏法,化学合成工艺,11/27/2024,8,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,（1）工艺路线,转化,酸化,HCl,氧化 NaOH,O,2,KMnO,4,酮化,H,2,SO,4,丙酮,加氢,H,2,D-葡萄糖,D-山梨醇,双丙酮-L-山梨糖,维生素C,L-山梨糖,酶菌氧化,O,2,双丙酮-L-古龙酸,2-酮-L-古龙酸,维生素C生产工艺,11/27/2024,9,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,（2）工艺过程,山梨醇发酵菌种,醋酸菌属可使山梨醇氧化成山梨糖，一般用A.Suboxyclans和A.Melangenum。,发酵条件,温度为26-30，最适pH为。pH4.0以下菌的活性受影响。,用0.5%酵母浸膏为主要营养源，山梨醇浓度为19.8%，通气量1800ml/min，30培养33h，山梨糖收率可达97.6%。,氮源：,无机氮源不能利用，使用有机氮源。,金属离子的影响：,Ni,2+,、,Cu,2+,能阻止菌的发育，铁能妨碍发酵，为了使发酵顺利进行，需用阳离子交换树脂将山梨醇中的金属离子去掉。,11/27/2024,10,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,整个合成过程中必须保持第4位碳原子的构型不变；维生素C的总收率约60%。,C-4内酯化、C-2烯醇化：,酸转化：配料比2-酮基-L-古龙酸：38%盐酸：丙酮=1：0.4：0.3（质量/体积）,碱转化：先形成2-酮基-L-古龙酸甲酯，加NaHCO,3,转化生成维生素C钠盐，经氢型离子交换树脂酸化，在50-55,下减压烘干，得粗品维生素C。,11/27/2024,11,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,3、两步发酵工艺,11/27/2024,12,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,3、两步发酵工艺,2-酮-L-古龙酸,内酯化，烯醇化,生物转化,假单孢菌,D-山梨醇,维生素C（L-抗坏血酸）,L-山梨糖,氧化,醋酸杆菌,11/27/2024,13,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,3、两步发酵工艺,（1）D-山梨醇的化学合成,50%葡萄糖溶液在75下加入活性炭，用石灰乳液调节pH8.4，加镍催化剂，通氢气，压力3.43MPa，反应温度140。反应结束后，静置沉降出去催化剂，反应液经离子交换树脂、活性炭处理后，减压浓缩，得到含量60-70%的D-山梨醇，无色透明或微黄色透明粘稠液体，收率约97%。,11/27/2024,14,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,3、两步发酵工艺,（2）,2-酮-L-古龙酸的微生物发酵,第一步发酵：黑醋酸杆菌（从D-山梨醇到L-山梨糖）,第二步发酵：葡萄糖酸杆菌和巨大芽孢杆菌混合培养,发酵罐：气升式反应器，100立方米。,（3）,2-酮-L-古龙酸的分离纯化,发酵液中：2-酮-L-古龙酸8%，杂质有菌丝体、蛋白质和悬浮的固体颗粒等。除杂操作：加热、离心。,11/27/2024,15,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,莱氏法是最早生产维生素C的方法,其以葡萄糖为原料,先经黑醋菌发酵生成L-山梨糖,再经丙酮化及NaClO 氧化、水解得到2-酮-L古龙酸钠,然后进行化学合成得到维生素C。,此法存在着很多缺陷,如生产工艺复杂、劳动强度大、生产环境恶劣、易对人体造成伤害,因此人们不断对此工艺进行改进。,11/27/2024,16,生物制药工艺学维生素及辅酶类药物,