维生素Vc

VC生产的工艺过程（莱氏法）
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。
一、流程图
葡萄糖 H2 山梨醇 Ni
山梨糖 发酵
双酮糖
古罗酸
酮化
氧化
粗VC
转化
精制
VC
二、各步原理
子上的其他羟基、羰基保护起来。
3、氧化
2,3,4,6-双酮糖 + NaClO
NiSO4 OH-
H3C O H3C
COONa OC C OC H
HC O
CH C
CH2 O
+ CH3 CH3
2H2O
+ NiO
双酮古罗酸钠
4、酯化
古罗酸钠 + HCl + H2O
0℃
COOH-H2O
H3C
OC
O H3C
9.7精细有机合成设计实例
－双烯类液晶材料的合成
9.7.1维生素C的合成
维生素C简介
维生素C又名抗坏血酸, 广泛存在于人体以及动植 物体内,人体自身不能合成, 需从外界摄取。
维生素C的用途非常广泛,常被用作食品添加 剂或抗氧剂,在医药和临床上亦有广泛应用,在治疗 坏血病、感冒、心血管缺陷、高胆固醇、糖尿病、 精神抑郁症等疾病均有重要的用途。
CH2 C
O O
C CH3 CH3
+ O HO C H
H C OH
CH
CH2OH （少）
1,2-单酮糖（Ⅱ）
收率=89%
脱水 （Ⅰ） +
CH3 C=O
CH3
CH2OH
H3C O C
H+
O H3C
C OC
H
HC O
+ H2O
C H C CH3
CH3
CH2 O
住
2,3,4,6-双酮糖
住
注：1、酮式山梨糖在酮化前，先由酮式变为环式 2、酮化的目的即用丙酮基将山梨糖分子中除第一个碳原
O=C CO
HO C H O HC
HO C H CH2OH
古罗酸内酯
烯醇化
O=C HO C
O HO C
HC HO C H
CH2OH L-抗坏血酸 (VC粗品)
6、精制
精制提纯 Vc粗品 活性炭脱色 Vc精品
莱氏法生产维生素C工艺过程示意图
一、全过程
山
双
梨
酮
山梨醇
糖
糖
古
罗
酸
粗Vc
Vc
发酵
醇化
氧化
转化
C OC
H
+
HC O C H C CH3 CH3 CH2 O
NaCl
双酮古罗酸水合物
5、脱丙酮
双酮古罗酸
水 加热
COOH CO HO C H H C OH HO C H CH2OH
古罗酸
CH3
+2
C=O
CH3
H+ 古罗酸
内酯化
O=C CO O
HO C H HC
HO C H CH2OH
古罗酸内酯
+ H2O
1、发酵
CH2OH HO C H
HO C H
H2
H C OH
Ni
CH2OH HO C H
CH2OH CO
HO C H H C OH
黑醋酸菌 + <O>
HO C H H C OH
+ H2O
HO C H
HO C H
HO C H
CHO 葡萄糖
CH2OH 山梨醇
CH2OH 山梨糖（酮式）
此步为生物氧化，将第二碳原子的羟基变为羰基
两步发酵法生产Vc工艺过程示意图
一、全过程
山梨醇
古罗酸钠
发酵
古罗酸
提炼
粗Vc
转化
Vc 精制
二、分步
1、发酵 山梨醇
培养基
一步发酵
二步发酵
古罗酸钠（液）
2、提炼 古罗酸钠 一次交换
加热
离心
二次交换
浓缩
结晶
离心
干燥
古罗酸
3、纯化 古罗酸
转化
酸化
离心
浓缩
离心
粗VC
4、精制 粗VC 精制
结晶
离心
干燥
包装
VC
9.7.2农药分子模型设计简介
农药的分子模型设计主要分为三个阶段
第一阶段：由于农药作用机理的研究还远远不 能适应农药分子设计的需要，因此对各种类型的化 合物普遍随即筛选，依靠经验发现有生物活性的化 合物。
成功率低，造成浪费和徒劳
第二阶段：随着科学的发展，靠经验探索有 效农药的方法已达极限，因此人们从动植物、微生 物中分离有活性的化合物，称为先导化合物，鉴定 出活性结构，以此为母体经化学合成，得到衍生物， 从中筛选新的农药品种
目前国内外生产维生素C 的厂家主要有瑞士 罗士公司、日本武田公司、德国BASF 公司、东 北制药总厂、河北维生、江苏江山等药厂,现在年 产量已达到几十万吨。
维生素C全球六大巨头
全球维C的生产命脉掌握在所谓的“维 C六巨头”手中：中国的石家庄制药、华北 制药集团、东北制药、江山制药，以及瑞 士罗氏公司和德国巴斯夫公司。
2、酮化
CH2OH CO HO C H H C OH HO C H
CH2OH 山梨糖（酮式）
环化 H+
CH2OH HO C O HO C H
H C OH
CH
CH2OH 山梨糖（环式）
CH3 CH3
C=O
H+ 酮化脱水
CH2OH
H3C
OC
O H3C C O C H
H C OH
CH
CH2OH 2,3-单酮糖（Ⅰ）
精制
二、分步
1、发酵
培养基
种液
种液
一级发酵
二级发酵
三级发酵
菌种
浓缩 糖膏 离心 山梨醇
2、酮化
酮化液
中和液
糖液
山梨糖
酮化
中和
除钠 蒸丙酮
（丙酮，酸）
双酮糖 提取 水洗 蒸苯
3、氧化
双酮糖 NaClO
氧化液
氧化
4、转化
古罗酸
水解
脱酮 古罗酸
氧化液
过滤
中和液
古罗酸
中和
离心
粗Vc（液）
粗Vc（固）
干品粗百度文库c
目前维C的全球产能约12万吨左右，全 球市场维C的需求量一般保持在9万吨左右， 国内4大企业产能合计8.2万吨，约占全球 产量的68%。
维生药业
• 石药集团维生药业（石家庄）有限公司，VC年产 能达3万吨，是全球重要的VC生产基地.
实例分析：维生素C的合成
在几十年的工艺发展中,维生素C 的 工艺发生了较大的变化,目前维生素C 主 要的生产方法是莱氏法和两步发酵法。
举例分析
1)毒扁豆碱是一个结构较为复杂的天然
产物，它具有抑制动物体内胆碱酯酶活性的
作用，结构为
HO
CH3
H3C N C O
NN CH3 CH3
经分析，活性结构是氨基甲酸酯，从而 发现了一些列结构简单，杀虫性能优越的氨 基甲酸酯类杀虫剂。
举例分析
2)希拉台尔（Schrader）提出有毒的 有机磷化合物的通式：
R1 O 酰基
R2
根据此通式对其结构进行各种改造，从 而发现有机磷酸酯，硫代磷酸酯，磷酰胺等 各类有机磷农药。
转化
离心
粉碎干燥
5、精制
粗Vc
精制
（活性炭）
Vc
结晶
离心
干燥
包装
莱氏法的不足
莱氏法存在着很多缺陷,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。
70 年代初,我国首先研究出两步发酵 法,其先进性得到世界公认,它是以生物氧化 过程代替莱氏路线的部分化学合成过程,进 而合成维生素C。