维生素C生产工艺课件.ppt
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1、文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物1概概 述述 u 基本概念基本概念 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:化合物,它们大多需从外界摄取。维生素有以下特点: (1 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)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。整合作用。 (2 2)维生素
2、需求量很小。)维生素需求量很小。 (3 3)大多数维生素在体内不能合成,要从外界摄取。)大多数维生素在体内不能合成,要从外界摄取。 (4 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。)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 5)人体内维生素缺乏时,会发生一类特殊的疾病,称)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缺乏症”。维。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,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。反而会导致疾病。 文档仅供参考,不能作为科学依
3、据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物2 维生素分为脂溶性和水溶性两大类。维生素分为脂溶性和水溶性两大类。 脂溶性:脂溶性:维生素维生素A A,D D,E E,K K,Q Q和硫辛酸等。和硫辛酸等。 水溶性:水溶性:维生素维生素B B1 1、B B2 2、B B6 6、B B1212、烟酸、泛、烟酸、泛 酸、叶酸、生物素和维生素酸、叶酸、生物素和维生素C C等。等。 概概 述述 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学
4、维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物3u 维生素与辅酶、辅基的关系维生素与辅酶、辅基的关系 长期以来,人们就认识到食物中缺乏某种维生素,会长期以来,人们就认识到食物中缺乏某种维生素,会导致某种疾病,维生素在机体的代谢中起着十分重要的作导致某种疾病,维生素在机体的代谢中起着十分重要的作用,后来陆续发现大部分维生素或者其本身就是辅酶、辅用,后来陆续发现大部分维生素或者其本身就是辅酶、辅基,或者是辅酶、辅基的组成部分。例如维生素基,或者是辅酶、辅基的组成部分。例如维生素B B1 1(硫胺(硫胺素),它在体内的辅酶形式是硫胺素焦磷酸(素),它在体内的辅酶形式是硫胺素焦磷酸(TPPTPP),是),是酮酸
5、氧化脱羧酶的辅酶,又如泛酸,其辅酶形式是酮酸氧化脱羧酶的辅酶,又如泛酸,其辅酶形式是C CO OA A,是转乙酰基酶的辅酶。,是转乙酰基酶的辅酶。 概概 述述 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物4u 生产方法生产方法 (1 1)化学合成法)化学合成法 烟酸、烟酰胺、叶酸、维生素烟酸、烟酰胺、叶酸、维生素B B1 1、B B6 6、D D、E E、K K等。等。(2 2)发酵法)发酵法 B B1212、B B2 2,维生素,维生素C C和生物素,维生素原等。和生物素,维生
6、素原等。(3 3)生物提取法)生物提取法 从猪心中提取辅酶从猪心中提取辅酶Q Q1010,从槐花米中提取芦丁,从提取链,从槐花米中提取芦丁,从提取链霉素后的废液中提取霉素后的废液中提取B B1212等。等。 概概 述述 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物5维生素维生素C C生产工艺生产工艺u 维生素维生素C C 又名抗坏血酸(又名抗坏血酸(Ascorbic acidAscorbic acid)是细胞氧化)是细胞氧化- -还原还原反应中的催化剂,它释放两个氢原子后变成氧化
7、型维生反应中的催化剂,它释放两个氢原子后变成氧化型维生素素C C,有供氢体存在时,脱氢抗坏血酸可以接受两个氢,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。创伤和骨折愈合,以及用作辅助药物治疗。 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物6维生素维生素C生
8、产工艺生产工艺 1 1、化学结构和性质、化学结构和性质 维生素维生素C(C(多羟基不饱和内酯衍生物多羟基不饱和内酯衍生物) )分子中有两分子中有两个手性碳原子,故有个手性碳原子,故有4 4种光学异构体,其中种光学异构体,其中L L(+ +)抗)抗坏血酸效果最好,其他三种临床效果很低或无效。坏血酸效果最好,其他三种临床效果很低或无效。OCCCCCH2COHHOHHOHOOHOCCCCCH2COHHOHHOHOOHOCCCCCH2COHHOHHOHOOHOCCCCCH2COHHOHHOOHOHL-抗坏血酸D-抗坏血酸L-异 抗坏血酸D-异抗坏血酸文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之
9、处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物7 1 1、化学结构和性质、化学结构和性质 白色粉末,无臭、味酸、熔点白色粉末,无臭、味酸、熔点190-192190-192,易溶于,易溶于水,略溶于乙醇,不溶于乙醚,氯仿及石油醚等。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,但干燥结晶较稳定燥结晶较稳定。 维生素维生素C生产工艺生产工艺文档仅供参考,不能作为科学依据
10、,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物8维生素维生素C生产工艺生产工艺2 2、莱氏法、莱氏法化学合成工艺化学合成工艺(CH3)2COCH2OHCCCCCHOHOHOHHOHHHOHCH2OHCCCCCH2OHHHOH3CH3CCH3CH3OH2CH2OHCCCCCH2OHHOHOHHOHHHOHO2COOHCCCCCH2OHHOHHOHOHOHH2SO4KMnO4NaOHO2OCCCCCH2CHOOHHHOHOOHCH2OHCCCCCH2OHHOHHOHOHOHCOOHCCCCCH2OHHHOH3CH3
11、CCH3CH3O内酯化烯醇化D-葡萄糖D-山梨醇L-山梨醇双丙酮-L-山梨糖双丙酮-L-古龙酸2-酮基-L-古龙酸维生素-CH2O文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物9(1 1)工艺路线)工艺路线转化 酸化 HCl氧化 NaOH, O2, KMnO4 酮化 H2SO4丙酮加氢 H2D-葡萄糖D-山梨醇双丙酮-L-山梨糖维生素CL-山梨糖酶菌氧化 O2双丙酮-L-古龙酸2-酮-L-古龙酸维生素维生素C生产工艺生产工艺文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请
12、联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物10(2)工艺过程)工艺过程 山梨醇发酵菌种山梨醇发酵菌种 醋酸菌属可使山梨醇氧化成山梨糖,一般用醋酸菌属可使山梨醇氧化成山梨糖,一般用A. Suboxyclans和和A. Melangenum。 发酵条件发酵条件 温度为温度为26-30,最适,最适pH为为4.4-6.8。pH4.0以下菌的以下菌的活性受影响。活性受影响。 用用0.5%酵母浸膏为主要营养源,山梨醇浓度为酵母浸膏为主要营养源,山梨醇浓度为19.8%,通气量,通气量1800ml/min,30培养培养33h,山梨糖收率可达,山梨糖收
13、率可达97.6%。 氮源:氮源:无机氮源不能利用,使用有机氮源。无机氮源不能利用,使用有机氮源。 金属离子的影响:金属离子的影响:Ni2+、Cu2+能阻止菌的发育,铁能妨碍发酵,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。掉。 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物11 整个合成过程中必须保持第整个合成过程中必须保持第4位碳原子的构型不变;位碳原子的构型不变;维生素
14、维生素C的总收率约的总收率约60%。 C-4内酯化、内酯化、C-2烯醇化:烯醇化: 酸转化:配料比酸转化:配料比2-酮基酮基-L-古龙酸:古龙酸:38%盐酸:丙盐酸:丙酮酮=1:0.4:0.3 (质量(质量/体积)体积) 碱转化:先形成碱转化:先形成2-酮基酮基-L-古龙酸甲酯,加古龙酸甲酯,加NaHCO3 转化生成维生素转化生成维生素C钠盐,经氢型离子交换树脂酸化,钠盐,经氢型离子交换树脂酸化,在在50-55下减压烘干,得粗品维生素下减压烘干,得粗品维生素C。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅
15、酶类药物维生素及辅酶类药物12 3、两步发酵工艺CH2OHCCCCCHOHOHOHHOHHHOHH2CH2OHCCCCCH2OHHOHOHHOHHHOHO2CH2OHCCCCCH2OHHOHHOHOHOHCOOHCCCCCH2OHHOHHOHOHOHOCCCCCH2CHOOHHHOHOOH内酯化烯醇化D-葡萄糖D-山梨醇L-山梨醇2-酮基-L-古龙酸维生素-C氢化AcetobacterPseudomonas文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2022-5-24生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物13 3、两步发酵工艺2-酮-
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