维生素vitamin
品种 现在已知的维生素有三、四十种,大都是根据它们的缺乏症而发现的。发现时,其化学结构尚未阐明,习惯上按发现先后以英文字母(A、B、C、D、E 等)顺序命名,只有个别的维生素(K、L、P、U等)是根据它们的生理作用的外文名中第一个字母而取名的。维生素B后来被证明是很多维生素的混合体,这些成员(统称B族维生素)有的根据其发现之先后而取名为B1、B2、B6、B12、B15,有的则很快就改用了学名,如烟酸、叶酸、泛酸、乳清酸等。世界各国对于各种维生素都有法定的学名,一般是分别根据它们的化学结构或主要生理作用而命名。例如维生素A的学名为抗干眼醇或视网膜醇,维生素B1称盐酸硫胺,维生素B2称核黄素,维生素B6称吡哆醇,维生素C称抗坏血酸,维生素D称钙化醇或骨化醇,维生素E称生育酚等。
维生素的工业生产始于20世纪30年代,直到现在,维生素的产量和产值在整个制药工业中仍占有重要的地位,现在年产量达万吨级的有维生素C,年产量超过千吨的有维生素A、B1、B2、B6、E,烟酸和泛酸钙等,有的维生素如D和B12产量不大,但产值很高。中国的维生素品种基本齐全,产量约占化学合成药总产量的1/10。
生产方法 维生素的化学结构复杂程度不同,其生产方法也不相同,通常有下述三种方法:①全合成法:是维生素的主要生产方法,以基本有机化工的产品为原料,进行化学合成;②半合成法:是利用具有某些基本结构的天然化合物作为中间体进行修饰;③微生物合成法:是利用某些微生物进行发酵培养,然后分离提纯。第三种方法较少采用。此外,也有个别的维生素是直接从天然资源中分离提纯制取的。不少维生素同时存在几种生产方法。例如:①维生素 A可采用乙炔、丙酮、双乙烯酮(见乙烯酮)等为起始原料的全合成法制得,或以香茅草油中的柠檬醛为中间体的半合成法制得;②维生素B2通常可以由化学合成法制得,也可由微生物合成(发酵培养),然后分离提纯制得;③维生素B12主要是从链霉素和庆大霉素的废发酵母液中提取,也可采用纯种发酵的微生物合成法制得;④维生素E可从基本有机化工的产品进行全合成,也可利用天然的柠檬醛或α-蒎烯等作为中间体进行半合成,还可从榨油厂的油渣中直接分离提取。
中国生产状况 生产量最大的品种是维生素C,中国50年代开始对莱氏法工艺进行研究,其工艺过程是以葡萄糖为原料,经催化加氢制成D-山梨醇,再经黑醋菌发酵进行生物氧化而得L-山梨糖。L-山梨糖与丙酮缩合成为双丙酮山梨糖,后者被次氯酸钠氧化,得双缩丙酮古龙酸,然后以浓盐酸使之水解并内酯化,即得维生素C。中国研制成功高效率的气液混合器,使葡萄糖催化加氢的压力从10~15MPa降低到3~4MPa。从60年代中期开始,中国开发了用假单孢菌将L-山梨糖直接进行生物氧化成为 α-酮基古龙酸,并进而转化为维生素C的生产方法。由于它应用两次生物合成法,故称为两步发酵法,1975年这一工艺在上海第二制药厂投产。此法省去了大量的丙酮和苯等有机溶剂,大大降低了生产成本,并简化了生产过程。
展望 由于维生素生产技术水平的提高,价格相应降低,现已广泛用做食品的营养强化剂和牲畜家禽的饲料添加剂,预计这方面将不断发展,各种维生素的需要量将愈来愈大。此外,将会陆续出现一些性质更为稳定、易于吸收、而排泄缓慢的速效、长效衍生物如呋喃硫胺等拟维生素,以提高维生素的疗效或扩大其应用范围。
维生素生产技术虽已达相当高水平,但仍有很大潜力,例如近年来出现了从葡萄糖两步发酵制α-酮基古龙酸的维生素C新合成方法,又可省去一步高压催化加氢过程。
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