維生素vitamin
品種 現(xiàn)在已知的維生素有三、四十種,大都是根據(jù)它們的缺乏癥而發(fā)現(xiàn)的。發(fā)現(xiàn)時,其化學(xué)結(jié)構(gòu)尚未闡明,習(xí)慣上按發(fā)現(xiàn)先后以英文字母(A、B、C、D、E 等)順序命名,只有個別的維生素(K、L、P、U等)是根據(jù)它們的生理作用的外文名中第一個字母而取名的。維生素B后來被證明是很多維生素的混合體,這些成員(統(tǒng)稱B族維生素)有的根據(jù)其發(fā)現(xiàn)之先后而取名為B1、B2、B6、B12、B15,有的則很快就改用了學(xué)名,如煙酸、葉酸、泛酸、乳清酸等。世界各國對于各種維生素都有法定的學(xué)名,一般是分別根據(jù)它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)或主要生理作用而命名。例如維生素A的學(xué)名為抗干眼醇或視網(wǎng)膜醇,維生素B1稱鹽酸硫胺,維生素B2稱核黃素,維生素B6稱吡哆醇,維生素C稱抗壞血酸,維生素D稱鈣化醇或骨化醇,維生素E稱生育酚等。
維生素的工業(yè)生產(chǎn)始于20世紀30年代,直到現(xiàn)在,維生素的產(chǎn)量和產(chǎn)值在整個制藥工業(yè)中仍占有重要的地位,現(xiàn)在年產(chǎn)量達萬噸級的有維生素C,年產(chǎn)量超過千噸的有維生素A、B1、B2、B6、E,煙酸和泛酸鈣等,有的維生素如D和B12產(chǎn)量不大,但產(chǎn)值很高。中國的維生素品種基本齊全,產(chǎn)量約占化學(xué)合成藥總產(chǎn)量的1/10。
生產(chǎn)方法 維生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不同,其生產(chǎn)方法也不相同,通常有下述三種方法:①全合成法:是維生素的主要生產(chǎn)方法,以基本有機化工的產(chǎn)品為原料,進行化學(xué)合成;②半合成法:是利用具有某些基本結(jié)構(gòu)的天然化合物作為中間體進行修飾;③微生物合成法:是利用某些微生物進行發(fā)酵培養(yǎng),然后分離提純。第三種方法較少采用。此外,也有個別的維生素是直接從天然資源中分離提純制取的。不少維生素同時存在幾種生產(chǎn)方法。例如:①維生素 A可采用乙炔、丙酮、雙乙烯酮(見乙烯酮)等為起始原料的全合成法制得,或以香茅草油中的檸檬醛為中間體的半合成法制得;②維生素B2通??梢杂苫瘜W(xué)合成法制得,也可由微生物合成(發(fā)酵培養(yǎng)),然后分離提純制得;③維生素B12主要是從鏈霉素和慶大霉素的廢發(fā)酵母液中提取,也可采用純種發(fā)酵的微生物合成法制得;④維生素E可從基本有機化工的產(chǎn)品進行全合成,也可利用天然的檸檬醛或α-蒎烯等作為中間體進行半合成,還可從榨油廠的油渣中直接分離提取。
中國生產(chǎn)狀況 生產(chǎn)量最大的品種是維生素C,中國50年代開始對萊氏法工藝進行研究,其工藝過程是以葡萄糖為原料,經(jīng)催化加氫制成D-山梨醇,再經(jīng)黑醋菌發(fā)酵進行生物氧化而得L-山梨糖。L-山梨糖與丙酮縮合成為雙丙酮山梨糖,后者被次氯酸鈉氧化,得雙縮丙酮古龍酸,然后以濃鹽酸使之水解并內(nèi)酯化,即得維生素C。中國研制成功高效率的氣液混合器,使葡萄糖催化加氫的壓力從10~15MPa降低到3~4MPa。從60年代中期開始,中國開發(fā)了用假單孢菌將L-山梨糖直接進行生物氧化成為 α-酮基古龍酸,并進而轉(zhuǎn)化為維生素C的生產(chǎn)方法。由于它應(yīng)用兩次生物合成法,故稱為兩步發(fā)酵法,1975年這一工藝在上海第二制藥廠投產(chǎn)。此法省去了大量的丙酮和苯等有機溶劑,大大降低了生產(chǎn)成本,并簡化了生產(chǎn)過程。
展望 由于維生素生產(chǎn)技術(shù)水平的提高,價格相應(yīng)降低,現(xiàn)已廣泛用做食品的營養(yǎng)強化劑和牲畜家禽的飼料添加劑,預(yù)計這方面將不斷發(fā)展,各種維生素的需要量將愈來愈大。此外,將會陸續(xù)出現(xiàn)一些性質(zhì)更為穩(wěn)定、易于吸收、而排泄緩慢的速效、長效衍生物如呋喃硫胺等擬維生素,以提高維生素的療效或擴大其應(yīng)用范圍。
維生素生產(chǎn)技術(shù)雖已達相當高水平,但仍有很大潛力,例如近年來出現(xiàn)了從葡萄糖兩步發(fā)酵制α-酮基古龍酸的維生素C新合成方法,又可省去一步高壓催化加氫過程。
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