Введення
Аскорбінова кислота вперше виділенав чистому вигляді Сцент-Гіоргі в 1928 р. під назвою гексуронових кислот. У 1933м. рядом дослідників встановлена ​​її структура. Синтез її здійснено впершеРейхштсйном в Швейцарії, Гевортом в Англії, Хеуорзом і Хірст з співр. також вАнглії.
Значення вітаміну С для організмулюдини дуже велике.
Аскорбінова кислота береактивну участь в окіслнтельно-відновних процесах в організмі івходить до складу ряду складних ферментів, що обумовлюють процеси клітинногодихання. Вітамін С бере участь у процесах вуглеводного і білкового обміну,підвищує опірність організму до інфекційних захворювань, регулюєхолестериновий обмін, бере участь у нормальному функціонуванні шлунка,кишечника і підшлункової залози; спільно з вітаміном Р забезпечуєнормальну еластичність стінок кровоносних капілярів, знешкоджує діюряду лікарських речовин та отрут. Аскорбінова кислота застосовується при лікуванніцинги, інфекційних захворювань, ревматизму, туберкульозу, виразковій хворобі, пригепатитах, шоковому стані і ін
При недостатності аскорбіновоїкислоти розвивається гіповітаміноз, у важких випадках - авітаміноз (цинга,скорбут). При цинзі спостерігається стомлюваність, сухість шкіри, розхитуються івипадають зуби, спостерігаються болі в кінцівках, знижується опірність доінфекціям. В остаточному підсумку, цинга призводить до летального результату.
У терапевтичних дозах аскорбіновакислота добре переноситься і побічних ефектів не викликає. При введенні ввеликих дозах і протягом тривалого часу вона може пошкоджувати острівцевихапарат підшлункової залози і опосередковано нирки.
Аскорбінова кислота міститься в значнихкількостях в овочах, плодах, ягодах, хвої, шипшині, в листках чорноїсмородини.
Під впливом високих температур,кисню, особливо в присутності важких металів, вітамін С легкоруйнується. В організмі людини і більшості тварин аскорбінова кислотане синтезується.
Приблизна добова доза становить50-100 мг. У той же час, в деяких випадках
(важкі фізичні навантаження,простудні захворювання) показані збільшені (ударні) дози аскорбіновоїкислоти (до 0,5-1,0 г і більше на прийом). Активним пропагандистом цих поглядівє відомий американський хімік, лауреат Нобелівської премії Л. Полінг.
Будова іфізико-хімічні властивості аскорбінової кислоти
Будова аскорбінової кислотинаступне:
Аскорбінова кислота єпохідним моносахариду L-ряду. Це будова підтверджено синтезами, в якихвихідними речовинами є L-сорбоза (найбільш доступна) або L-гулоза,перетворюються в 2-кето-Ь-Гулоу-нову кислоту-ключовий напівпродукт в синтезіаскорбінової кислоти:
Аскорбінова кислота має дваасиметричних атома вуглецю в положеннях 4 і 5 і утворює чотири оптичнихізомеру і два рацемату:
Біологічно активною є L-(+)-форма. Д-(-)-форма єАнтивітаміном і не існує в природі. Прийняте будова аскорбінової кислотипідтверджується рентгеноструктурним аналізом. Молекулярна модель, встановленацим методом, показує, що всі атоми вуглецю і кисню циклу лежать водній площині, крім С 4 , що лежить поза її.
Аскорбінова кислота являєсобою біла кристалічна речовина з Тпл 192 В°, дуже чутлива донагріванню, добре розчинна у воді, погано в спиртах (за виняткомметанолу), практично нерозчинна в неполярних розчинниках. Вона дужечутлива до важких металів, мідь і залізо руйнівно, діють нааскорбінову кислоту. Аскорбінова кислота легко відщеплює протон гідроксилу вположенні Сз кільця і ​​по силі не поступається карбоновим кислотам:
Аскорбінова кислота єдвоосновний, однак, її вважають практично одноосновной, оскільки pK I = 4 12 а рК II = 11,57.
Кислотність обумовлена ​​фенольноїНО-групою. Аскорбінова кислота легко утворює солі - найбільш відома їїнатрієва сіль (аскорбинат натрію). Аскорбінова кислота дуже легко окислюєтьсяі володіє сильною відновлювальною здатністю. Процес окисленняаскорбінової кислоти протікає складно, початковою стадією його єосвіту т. н. дегідроаскорбінової кислоти під впливом кисню повітряабо інших окислювачів. Цей процес є оборотним:
При рН <7 в процесі окислювальногоі гідролітичного розщеплення дегідроаскорбінової кислота, наприклад,перетворюється на 2,3-дікето-L-гулоновоїкислоту. Остання під впливом підвищеної температури декарбоксилируется іперетворюється на L-ксілозон-2.Ксілозон відновлюється аскорбіновою кислотою в L-ксилозу, якаціклізуется в фурфурол шляхом дегідратації:
Відомо, що фурфурол легко вступаєв реакції приєднання, утворюючи полімери, а також легко окислюється зрозкриттям циклу і утворенням бурштинової та інших органічних кислот ісмолистих речовин.
Зазначені процеси протікають навіть уприсутності кисню повітря, утворюючи цикл каталітичного розкладанняаскорбінової кислоти. Тому бажано виключити вплив кисню нарозчини аскорбінової кислоти і її препарати у виробництві і при зберіганні.
Природно, що в присутності більшсильних окислювачів і, особливо, іонів важких металів (мідь, магній, залізо)аскорбінова кислота окислюється з деструкцією циклу і утворенням у результатірізних органічних кислот (L-трео-нова, гліцеринова, щавлева і ін).Всі процеси окислення йдуть легше в лужному середовищі.
При нагріванні з лугамиаскорбінова кислота легко гідролізується, перетворюючись на сіль 2-кето-L-гулонової кислоти:
З інших властивостей аскорбіновоїкислоти слід відзначити її здатність до утворення простих та складних ефірів.Найбільш відомий пальмітат аскорбінової кислоти, який використовують длявітамінізації харчових продуктів:
Методи синтезу аскорбінової кислоти,вибір раціонального способу виробництва
Аскорбінова кислота може бутиотримана з моносахаридів D-абоL-ряду.
Відомо кілька методів їїсинтезу.
1. Бензоіновий метод. В основі лежить конденсація-треози іетілгліокіслота в присутності KCN.Метод неперспектівен через дефіцитності сировини, низького виходу.
2. Ціангідріновий метод. Аскорбіновукислоту отримують, виходячи з L-ліксози або L-ксилози. Практичного застосуванняне має через відсутність сировини, синтез якого з D-глюкози дуже складний.
3. Отримання аскорбінової кислоти з бурякового В«жомуВ»(Відходи виробництва цукру з буряка). Метод запропонований американцями в 1904 р.Метод потребує значного удосконалення: з 100 кг жому одержуютьвсього 2,5 кг аскорбінової кислоти.
4. Частково мікробіологічний метод отримання аскорбіновоїкислоти з D-глюкози. Включає 5 стадій, в т. ч. 3 хімічних. В основі методулежить окислення D-глюкози оцтовокислих бактерій до кальцієвої солі5-кето-0-глюконової кислоти, яку перетворюють на L-аскорбінову кислоту. Методпривертає увагу обмеженим застосуванням хімічних реагентів. Однак вихідпродукту низький, а процеси мікробіологічного синтезу важко керовані.
5. Метод Рейхштейіа. Синтез L-аскорбінової кислоти з 2-кето-L-гексоновой кислоти. Основна сировина(D-глюкоза) і допоміжні реагенти, що застосовуються для синтезу, використовуються вхарчової та хімічної промисловості. Метод знайшов застосування в багатьох країнах,в т. ч. СРСР. Удосконалено під ВНІХФІ, в даний час окремі стадіїйого удосконалюються в НВΠ«³таміниВ».
Метод Рейхштейна складається з 6 стадій,включаючи 1 стадію мікробного синтезу:
1 стадія. Отримання D-сорбbта з D-глюкози методомкаталітичного відновлення воднем.
2 стадія. Отримання L-сорбоза з D-сорбіту шляхом його глибинного аеробного окисленняоцтовокислі бактерії.
3 стадія. Отримання діацетон-L-сорбоза з ...
