维生素C生产工艺
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CH2OH CH2OH HO H2 HO H HO C C C C H H OH H O2 HO H HO CH2OH C C C C O H OH H
2、莱氏法 化学合成工艺
HO HO H HO
C C C C
百度文库
H H OH H
CHO D-葡萄糖 CH2OH H3C (CH3)2CO H2SO4 O H C 3 H C
8
维生素C生产工艺
（1）工艺路线
D-葡萄糖 [加氢] H2 D-山梨醇 [酶菌氧化] O2 [酮化] H SO 丙酮 L-山梨糖 2 4
[氧化] NaOH, O2, KMnO4 双 丙 酮 -L- 山 梨 双丙酮-L-古龙酸 糖 [酸化] HCl [转化] 2-酮-L-古龙酸 维生素C
9
维生素C生产工艺
17
结语
目前世界上很多国家正尝试以真核生物为研究对 象，利用它们合成Vc的代谢途径开发更加环保 的生物合成方法。从我国的二步发酵法推广后 逐步取代莱氏法这一过程可以预测，随着生物 技术的不断发展和更具优势的生物合成VC方 法的不断涌现，生物法必将完全取代化学法在 Vc生产中的地位。为了保持我国在世界Vc生 产上的优势地位，必须加强VC生产的基础研 究工作。
3
外观：无色晶体； 熔点：190 192℃； 沸点：（无）； 紫外吸收最大值：245nm； 荧光光谱：激发波长－无nm，荧光波长 －无nm； 溶解性：水溶性维生素；稳定性：是最 不稳定的维生素、
4
维生素C生产工艺
分子结构：
5
1、异构体
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。
18
谢谢！
19
维 生 素C的概述 维生素C生产工艺
演讲人：
2014-5-26 1
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
结果处理
VC含量（ug/100gFW）=100*（V1-V2）K V/W V3
式中，W：样品重 V1：滴定样品用滴定液ml数 V2：滴定 对照用滴定液ml数 V3：滤液ml数 V：提取液总体积 K： 15 1ml滴定液氧化VC毫克数
维生素C的发展
我国维生素工业起源于 50 年代末，当时主要以生产医药 用原料为目的。进入70年代，若干种B族维生素已能自 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，我国已基本形成除生物素以外的 各种维生素生产体系，但中间体依赖进口，产量和规 模远不能满足市场需求。 90 年代以来，我国各种维生 素及中间体的生产技术相继有了突破性的进展，有效 地促进了维生素的发展。维生素价格的大副下降，虽 使一些不具成本优势的企业惨遭淘汰，但浙江新和成 等中间体自产率高、成本优势明显的生产企业得却以 迅速崛起，不仅抢占了国内市场，还在竞争激烈的国 际市场站稳脚跟。目前我国已成为全世界屈指可数的 能够生产迄今发现的所有维生素品种的极少数国家之 一，同时也是全球最大的维生素出口国之一，相当一
CH2OH D-山梨醇
CH2OH L-山梨醇 COOH H3C C C H C C H O H CH3 CH3
O2 C C C H O H CH3 CH3 KMnO4 NaOH O H C 3
CH2O 双丙酮-L-山梨糖
CH2O 双丙酮-L-古龙酸 O
COOH C C H2O HO H HO C C C O H OH H H HO CH2OH H 2C 2-酮基-L-古龙酸 维生素-C OH C H C 内酯化 烯醇化 HO OH C C O
10
20 世纪 70 年代初，中国科学院微生物研究所和北 京制药厂合作，研制成功了“二步发酵法” 制备 VC的新工艺。该法以生物氧化过程代替莱氏路线 中的部分纯化过程，简化了生产工艺，降低了生 产成本，减少了“三废”污染，多年以来一直被 国内厂家使用。二步发酵法生产 VC可以分为发酵、 提取和转化三大步骤，即 D- 山梨醇先经细菌氧化 为L-山梨糖，再通过细菌发酵生成 VC前体2-KLG， 最后用化学法将 2-KLG转化为 VC。在几十年的工 艺发展中，二步发酵法工艺不断地得到了改进。 目前, 工业上生产V c 采用二次发酵法，它是以生 物氧化过程代替莱氏路线的部分纯化学过程。
2 是一定的，多摄入并不一定好，使用不当反而会导致疾病。
1、化学结构和性质
分子式：C6H8O6； 分子量：176.12u；
维生素 C 又叫 L- 抗坏血酸，是一种水溶性维生素， 能够治疗坏血病并且具有酸性，所以称作抗坏血酸。 在柠檬汁、绿色植物及番茄中含量很高。抗坏血酸 是单斜片晶或针晶，容易被氧化而生成脱氢坏血酸， 脱氢坏血酸仍具有维生素C的作用。 酸性：具有较强的还原性，加热或在溶液中易氧化 分解，在碱性条件下更易被氧化，为己糖衍生物。
1%草酸，2%草酸，0.001mol/L 2，6—二氯酚靛酚
14
步骤 1.称4.0g新鲜样品——加5ml 2%草酸研磨——过滤到50ml 容量瓶中——残渣用2%草酸提取——用1%草酸定容。 2.吸取10ml滤液于三角瓶中用2，6—二氯酚靛酚滴定，记 录所用滴定液体积。
3.对照：于另一容量瓶内加35ml 2%草酸用1%草酸定容，取 10ml进行滴定，记录体积。
O C C C H HO C C H2C H OH OH HO O H H O C C C C C H2C OH OH OH OH HO O O C C C C C O OH HO H H H O C C C C C O OH HO H OH
H2C OH L-异 抗坏血酸
H2C OH D-异抗坏血酸
11
3、两步发酵工艺
[氧化] 醋酸杆菌 [生物转化] 假单孢菌
D-山梨醇
L-山梨糖
2-酮-L-古龙酸
[内酯化，烯醇化] 维生素C（L-抗坏血酸）
12
3、两步发酵工艺
O CH2OH HO HO H HO C C C C CHO D-葡萄糖 H H OH H H2 氢化 H HO C C OH H HO HO CH2OH C C H H O2 Acetobacter HO H HO CH2OH C C C C O H OH H Pseudomonas HO H HO COOH C C C C C O H OH H H HO CH2OH D-山梨醇 CH2OH L-山梨醇 CH2OH H2C 2-酮基-L-古龙酸 维生素-C OH C H C 内酯化 烯醇化 HO OH C C O
13
维生素C的检测
滴定法：
原理：在中性和微酸性环境中，VC能将染料2，6—二氯酚靛酚 还原成无色还原型2，6—二氯酚靛酚。同时VC氧化成脱氢抗 坏血酸。 氧化型2，6—二氯酚靛酚在酸性溶液中呈红色，因此用2，6— 二氯酚靛酚滴定含VC的酸性溶液时当溶液由无色转为微红色 时即为滴定终点。从消耗的2，6—二氯酚靛酚的量可以计算 VC的含量。 试剂
7
VC 生产最早是使用莱氏法 , 此法早在30 年代就研 究成功, 莱氏法是1933年德国化学家Reichstein等发 明的最早应用于工业生产VC的方法。该法以葡萄 糖为原料，经催化加氢制取D-山梨醇，然后用醋 酸菌发酵生成L-山梨糖，再经酮化和化学氧化， 水解后得到2-酮基-L-古洛糖酸（2-KLG），再经 盐酸酸化得到VC。 优点：生产的 VC产品质量好、收率高。由于生产原 料廉价易得，中间产物的化学性质稳定，至今仍 是 许 多 国 外 VC 生 产 商 ， 如 Roche 公 司 、 BASF/ Takeda 公司和E.Merck公司等厂商采用的 主要工艺方法。 缺点：生产工序多、劳动强度较大，使用大量有毒、 易燃化学药品，容易造成环境污染等。
些产品的生产工艺及产品质量在国际上处于领先地位 。
16
维生素C的展望
• 维生素现已成为国际医药与保健品市场的主要 大宗产品之一。据有关资料，20世纪末，全世 界医药、营养保健品、食品、化妆品、饲料等 行业每年消耗的各种维生素原料的市值已达25 亿美元。在维生素家族中，维生素C、维生素 E、维生素A已成为当今国际维生素市场上的 三大支柱产品，年销售额合计约20亿美元。巨 大的市场空间，吸引了不少弄潮儿，也酝酿着 变幻的风云。
6
L-抗坏血酸
D-抗坏血酸
主要生理功能
1、促进骨胶原的生物合成。利于组织创伤口的更快愈合； 2、促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢，延长肌体寿命； 3、改善铁、钙和叶酸的利用； 4、改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢，预防心血管病； 5、促进牙齿和骨骼的生长，防止牙床出血；
6、增强肌体对外界环境的抗应激能力和免疫力。
2、莱氏法 化学合成工艺
HO HO H HO
C C C C
百度文库
H H OH H
CHO D-葡萄糖 CH2OH H3C (CH3)2CO H2SO4 O H C 3 H C
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维生素C生产工艺
（1）工艺路线
D-葡萄糖 [加氢] H2 D-山梨醇 [酶菌氧化] O2 [酮化] H SO 丙酮 L-山梨糖 2 4
[氧化] NaOH, O2, KMnO4 双 丙 酮 -L- 山 梨 双丙酮-L-古龙酸 糖 [酸化] HCl [转化] 2-酮-L-古龙酸 维生素C
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维生素C生产工艺
17
结语
目前世界上很多国家正尝试以真核生物为研究对 象，利用它们合成Vc的代谢途径开发更加环保 的生物合成方法。从我国的二步发酵法推广后 逐步取代莱氏法这一过程可以预测，随着生物 技术的不断发展和更具优势的生物合成VC方 法的不断涌现，生物法必将完全取代化学法在 Vc生产中的地位。为了保持我国在世界Vc生 产上的优势地位，必须加强VC生产的基础研 究工作。
3
外观：无色晶体； 熔点：190 192℃； 沸点：（无）； 紫外吸收最大值：245nm； 荧光光谱：激发波长－无nm，荧光波长 －无nm； 溶解性：水溶性维生素；稳定性：是最 不稳定的维生素、
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维生素C生产工艺
分子结构：
5
1、异构体
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。
18
谢谢！
19
维 生 素C的概述 维生素C生产工艺
演讲人：
2014-5-26 1
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
结果处理
VC含量（ug/100gFW）=100*（V1-V2）K V/W V3
式中，W：样品重 V1：滴定样品用滴定液ml数 V2：滴定 对照用滴定液ml数 V3：滤液ml数 V：提取液总体积 K： 15 1ml滴定液氧化VC毫克数
维生素C的发展
我国维生素工业起源于 50 年代末，当时主要以生产医药 用原料为目的。进入70年代，若干种B族维生素已能自 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，我国已基本形成除生物素以外的 各种维生素生产体系，但中间体依赖进口，产量和规 模远不能满足市场需求。 90 年代以来，我国各种维生 素及中间体的生产技术相继有了突破性的进展，有效 地促进了维生素的发展。维生素价格的大副下降，虽 使一些不具成本优势的企业惨遭淘汰，但浙江新和成 等中间体自产率高、成本优势明显的生产企业得却以 迅速崛起，不仅抢占了国内市场，还在竞争激烈的国 际市场站稳脚跟。目前我国已成为全世界屈指可数的 能够生产迄今发现的所有维生素品种的极少数国家之 一，同时也是全球最大的维生素出口国之一，相当一
CH2OH D-山梨醇
CH2OH L-山梨醇 COOH H3C C C H C C H O H CH3 CH3
O2 C C C H O H CH3 CH3 KMnO4 NaOH O H C 3
CH2O 双丙酮-L-山梨糖
CH2O 双丙酮-L-古龙酸 O
COOH C C H2O HO H HO C C C O H OH H H HO CH2OH H 2C 2-酮基-L-古龙酸 维生素-C OH C H C 内酯化 烯醇化 HO OH C C O
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20 世纪 70 年代初，中国科学院微生物研究所和北 京制药厂合作，研制成功了“二步发酵法” 制备 VC的新工艺。该法以生物氧化过程代替莱氏路线 中的部分纯化过程，简化了生产工艺，降低了生 产成本，减少了“三废”污染，多年以来一直被 国内厂家使用。二步发酵法生产 VC可以分为发酵、 提取和转化三大步骤，即 D- 山梨醇先经细菌氧化 为L-山梨糖，再通过细菌发酵生成 VC前体2-KLG， 最后用化学法将 2-KLG转化为 VC。在几十年的工 艺发展中，二步发酵法工艺不断地得到了改进。 目前, 工业上生产V c 采用二次发酵法，它是以生 物氧化过程代替莱氏路线的部分纯化学过程。
2 是一定的，多摄入并不一定好，使用不当反而会导致疾病。
1、化学结构和性质
分子式：C6H8O6； 分子量：176.12u；
维生素 C 又叫 L- 抗坏血酸，是一种水溶性维生素， 能够治疗坏血病并且具有酸性，所以称作抗坏血酸。 在柠檬汁、绿色植物及番茄中含量很高。抗坏血酸 是单斜片晶或针晶，容易被氧化而生成脱氢坏血酸， 脱氢坏血酸仍具有维生素C的作用。 酸性：具有较强的还原性，加热或在溶液中易氧化 分解，在碱性条件下更易被氧化，为己糖衍生物。
1%草酸，2%草酸，0.001mol/L 2，6—二氯酚靛酚
14
步骤 1.称4.0g新鲜样品——加5ml 2%草酸研磨——过滤到50ml 容量瓶中——残渣用2%草酸提取——用1%草酸定容。 2.吸取10ml滤液于三角瓶中用2，6—二氯酚靛酚滴定，记 录所用滴定液体积。
3.对照：于另一容量瓶内加35ml 2%草酸用1%草酸定容，取 10ml进行滴定，记录体积。
O C C C H HO C C H2C H OH OH HO O H H O C C C C C H2C OH OH OH OH HO O O C C C C C O OH HO H H H O C C C C C O OH HO H OH
H2C OH L-异 抗坏血酸
H2C OH D-异抗坏血酸
11
3、两步发酵工艺
[氧化] 醋酸杆菌 [生物转化] 假单孢菌
D-山梨醇
L-山梨糖
2-酮-L-古龙酸
[内酯化，烯醇化] 维生素C（L-抗坏血酸）
12
3、两步发酵工艺
O CH2OH HO HO H HO C C C C CHO D-葡萄糖 H H OH H H2 氢化 H HO C C OH H HO HO CH2OH C C H H O2 Acetobacter HO H HO CH2OH C C C C O H OH H Pseudomonas HO H HO COOH C C C C C O H OH H H HO CH2OH D-山梨醇 CH2OH L-山梨醇 CH2OH H2C 2-酮基-L-古龙酸 维生素-C OH C H C 内酯化 烯醇化 HO OH C C O
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维生素C的检测
滴定法：
原理：在中性和微酸性环境中，VC能将染料2，6—二氯酚靛酚 还原成无色还原型2，6—二氯酚靛酚。同时VC氧化成脱氢抗 坏血酸。 氧化型2，6—二氯酚靛酚在酸性溶液中呈红色，因此用2，6— 二氯酚靛酚滴定含VC的酸性溶液时当溶液由无色转为微红色 时即为滴定终点。从消耗的2，6—二氯酚靛酚的量可以计算 VC的含量。 试剂
7
VC 生产最早是使用莱氏法 , 此法早在30 年代就研 究成功, 莱氏法是1933年德国化学家Reichstein等发 明的最早应用于工业生产VC的方法。该法以葡萄 糖为原料，经催化加氢制取D-山梨醇，然后用醋 酸菌发酵生成L-山梨糖，再经酮化和化学氧化， 水解后得到2-酮基-L-古洛糖酸（2-KLG），再经 盐酸酸化得到VC。 优点：生产的 VC产品质量好、收率高。由于生产原 料廉价易得，中间产物的化学性质稳定，至今仍 是 许 多 国 外 VC 生 产 商 ， 如 Roche 公 司 、 BASF/ Takeda 公司和E.Merck公司等厂商采用的 主要工艺方法。 缺点：生产工序多、劳动强度较大，使用大量有毒、 易燃化学药品，容易造成环境污染等。
些产品的生产工艺及产品质量在国际上处于领先地位 。
16
维生素C的展望
• 维生素现已成为国际医药与保健品市场的主要 大宗产品之一。据有关资料，20世纪末，全世 界医药、营养保健品、食品、化妆品、饲料等 行业每年消耗的各种维生素原料的市值已达25 亿美元。在维生素家族中，维生素C、维生素 E、维生素A已成为当今国际维生素市场上的 三大支柱产品，年销售额合计约20亿美元。巨 大的市场空间，吸引了不少弄潮儿，也酝酿着 变幻的风云。
6
L-抗坏血酸
D-抗坏血酸
主要生理功能
1、促进骨胶原的生物合成。利于组织创伤口的更快愈合； 2、促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢，延长肌体寿命； 3、改善铁、钙和叶酸的利用； 4、改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢，预防心血管病； 5、促进牙齿和骨骼的生长，防止牙床出血；
6、增强肌体对外界环境的抗应激能力和免疫力。