Получение аскорбиновой кислоты
Краткое сожержание материала:
Размещено на
Введение
Значение витамина С для организма человека очень велико.
Аскорбиновая кислота принимает активное участие в окислнтельно-восстановительных процессах в организме и входит в состав ряда сложных ферментов, обусловливающих процессы клеточного дыхания [1]. Витамин С участвует в процессах углеводного и белкового обмена, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, регулирует холестериновый обмен, участвует в нормальном функционировании желудка, кишечника и поджелудочной железы; совместно с витамином Р обеспечивает нормальную эластичность стенок кровеносных капилляров, обезвреживает действие ряда лекарственных веществ и ядов. Аскорбиновая кислота применяется при лечении цинги, инфекционных заболеваний, ревматизма, туберкулеза, язвенной болезни, при гепатитах, шоковом состоянии и др. [2].
При недостаточности аскорбиновой кислоты развивается гиповитаминоз, в тяжелых случаях -- авитаминоз (цинга, скорбут). При цинге наблюдается утомляемость, сухость кожи, расшатываются и выпадают зубы, наблюдаются боли в конечностях, снижается сопротивляемость к инфекциям. В конечном итоге, цинга приводит к летальному исходу.
Аскорбиновая кислота содержится в значительных количествах в овощах, плодах, ягодах, хвое, шиповнике, в листьях черной смородины.
Примерная суточная доза составляет 50--100 мг. В то же время, в некоторых случаях (тяжелые физические нагрузки, простудные заболевания) показаны увеличенные (ударные) дозы аскорбиновой кислоты (до 0,5-1,0 г и более на прием).
Актуальность. Поскольку в организме человека аскорбиновая кислота не синтезируется, из-за отсутствия необходимых для синтеза ферментов, то наблюдается снижение иммунитета человека (сопротивляемость организма к болезням), поэтому в наше время актуальным является производство синтетической аскорбиновой кислоты.
Цель курсовой работы: рассмотреть процессы получения аскорбиновой кислоты и выбрать наиболее эффективный и рациональный метод.
аскорбиновая кислота окисление диацетонсорбоза
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Краткая история производства аскорбиновой кислоты
Аскорбиновая кислота впервые выделена в чистом виде Сцент-Гиорги в 1928 г. под названием гексуроновая кислота. В 1933 г. рядом исследователей установлена ее структура. Синтез ее осуществлен впервые Рейхштейном в Швейцарии, Гевортом в Англии.
Производство витаминов в нашей стране возникло в начале тридцатых годов. Первым было освоено производство концентрата с витамином С из плодов дикорастущего шиповника.
В конце тридцатых годов в СССР было освоено производство синтетического витамина С (аскорбиновой кислоты).
В послевоенные годы шло дальнейшее развитие витаминной промышленности. В последнее время промышленное производство витаминов увеличилось по сравнению с довоенным уровнем во много раз.
После того как производство витаминных препаратов увеличилось, их стали в основном готовить на крупных специализированных заводах, отнесенных к пищевой промышленности. Но некоторые дозированные препараты и готовые лекарственные средства, содержащие витамины, продолжают готовить на галеново-фармацевтических заводах.
В качестве сырья для промышленного получения препаратов, содержащих витамина С в СССР главным образом используется непищевой растительный материал. Наиболее часто для этой цели применяют плоды различных видов шиповника, незрелые плоды грецкого ореха, плоды красного перца, ягоды черной смородины и т. д. [3]
По оценкам BusinesStat, c 2007 по 2011 гг стоимостный объем рынка витаминных препаратов в России вырос на 61% - с 6,4 до 10,3 млрд руб. Стоимостный объем продаж рос темпами, опережающими рост рынка в натуральном выражении. Опережение было обусловлено ростом цен на витаминные препараты: с 2007 по 2011 гг средняя цена 1 упаковки выросла на 40% - с 28,5 до 40 руб. В 2011 г продажи витаминных препаратов выросли на 2,8% и достигли 257,4 млн упаковок. В 2012-2016 гг продажи вырастут на 33% - с 268 до 355,6 млн упаковок. Продажи витаминных препаратов растут благодаря высокому спросу. Объясняется это, в частности, модой на здоровый образ жизни. Кроме того, стремительно расширяется ассортимент витаминов: появляется много узкоспециализированных препаратов.
В настоящее время российский рынок витаминных препаратов составляет, в основном, отечественная продукция. В 2011 г предложение состояло из 223,1 млн упаковок российской продукции и 29,8 млн упаковок импортной продукции.
В обзоре приведены данные по крупнейшим производителям витаминных препаратов: Марбиофарм, Фармстандарт-Уфимский витаминный завод, Валента Фармацевтика, Ирбитский химико-фармацевтический завод, Уралбиофарм, Дальхимфарм, Тюменский химико-фармацевтический завод, Фармстандарт-Лексредства, Верофарм, Розфарм, Биосинтез и др.
BusinesStat опубликовали данные о потреблении витаминных препаратов в России за 2007-2011 гг. и сделали прогноз на 2012-2016 гг.
Таблица 1 - Динамика потребления витаминных препаратов, Россия, 2007-2011 гг.
Параметр |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
|
Численность потребителей, млн чел |
106,1 |
106,2 |
106,2 |
107,6 |
108,8 |
|
Динамика, % к предыдущему году |
- |
0,0 |
0,0 |
1,3 |
1,2 |
Таблица 2 - Прогноз динамики потребления витаминных препаратов, Россия, 2012-2016 гг.
Параметр |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
2016 |
|
Численность потребителей, млн чел |
109,9 |
111,0 |
111,5 |
112,1 |
113,0 |
|
Динамика, % к предыдущему году |
1,0 |
1,0 |
0,5 |
0,5 |
0,9 |
Численность потребителей витаминных препаратов за 2007-2011 гг выросла с 105,1 млн чел до 108,8 млн чел. Рост числа потребителей витаминных препаратов связан с модой на здоровый образ жизни [4].
1.2 Методы синтеза аскорбиновой кислоты, выбор рационального способа производства
Аскорбиновая кислота может быть получена из моносахаридов D- или L-ряда.
Известно несколько методов ее синтеза [6, 7]:
1.1.1 Бензоиновый метод. В основе лежит конденсация-- треозы и этилглиокислота в присутствии KCN. Метод неперспективен из-за дефицитности сырья, низкого выхода.
1.1.2 Циангидриновый метод. Аскорбиновую кислоту получают, исходя из L-ликсозы или L-ксилозы. Практического применения не имеет из-за отсутствия сырья, синтез которого из D-глюкозы очень сложен.
1.1.3 Получение аскорбиновой кислоты из свекловичного «жома» (отходы производства сахара из свеклы). Метод предложен американцами в 1904 г. Метод нуждается в значительном усовершенствовании: из 100 кг жома получают всего 2,5 кг аскорбиновой кислоты.
1.1.4 Частично микробиологический метод получения аскорбиновой кислоты из D-глюкозы. Включает 5 стадий, в том числе 3 химических. В основе метода лежит окисление D-глюкозы уксуснокислыми бактериями до кальциевой соли 5-кето-D-глюконовой кислоты, которую превращают в L-аскорбиновую кислоту. Метод привлекает внимание ограниченным применением химических реагентов. Однако выход продукта низок, а процессы микробиологического синтеза трудно управляемы.
1.1.5 Метод Рейхштейна. Синтез L-аскорбиновой кислоты из 2-кето-L-гексоновой кислоты. Основное сырье (D-глюкоза) и вспомогательные реагенты, применяемые для синтеза, используются в пищевой и химической промышленности. Метод нашел применение во многих странах, в т. ч. СССР. Усовершенствован во ВНИХФИ, в настоящее время отдельные стадии его совершенствуются в НПО «Витамины» [8].
Метод Рейхштейна состоит из 6 стадий, включая 1 стадию микробного синтеза:
1 стадия. Получение D-сорбита из D-глюкозы методом каталитического восстановления водородом.
2 стадия. Получение L-сорбозы из D-сорбита путем его глубинного аэробного окисления уксуснокислыми бактериями.
3 стадия. Получение диацетон-L-сорбозы из L-сорбозы путем ее ацетонирования.
4 стадия. Получение гидрата диацетон-2-кето-L-гулоновой кислоты путем окисления диацетон-L-сорбозы.
5 стадия. Получение L-аскорбиновой кислоты из гидрата диацетон-2-кето-L-гулоновой кислоты (деацетонирование --> этерификация --> «енолизация» --> «лак...
Методы анализа аскорбиновой кислоты в растворе для инъекций и методы их валидации
Анализ состояния методов стандартизации и контроля качества лекарственных свойств кислоты аскорбиновой; зарубежные фармакопеи. Выбор валидационной оце...
Витамин С: свойства, получение, роль в организме
Понятие и функциональные особенности в организме витамина С как единственного активного изомера аскорбиновой кислоты (L-аскорбиновая кислота). Его сод...
Производство уксусной кислоты
Технология производства уксусной кислоты из метанола и оксида углерода. Материальный баланс реактора и стадии синтеза уксусной кислоты. Получение уксу...
Физиологические и биохимические методы анализа растений
В практикуме приведены авторские и адаптированные для анализа расти-тельного материала методы определения аскорбиновой, дегидроаскорбиновой,дикетогуло...
Свойства и значение фосфорной кислоты
Ознакомление с историческими фактами открытия и получения фосфорной кислоты. Рассмотрение основных физических и химических свойств фосфорной кислоты....