Особенности синтеза и производства витаминов

Производство витаминов в нашей стране организовано в начале 30-х гг прошлого века. Вначале выпускались витаминные препараты из натурального сырья. Затем было освоено производство синтетических витаминов С и K₃. С 1949 по технологии, разработанной советскими учёными, в промышленном масштабе стал осваиваться синтез других витаминов, например тиамина (витамин B₁). В 1950 производство витаминов в СССР увеличилось по сравнению с 1940 в 5,6 раза. К 1955 в СССР были разработаны схемы синтеза всех известных основных витаминов. Дальнейшее развитие В. п. в СССР связано главным образом с разработкой и внедрением синтетических методов производства витаминов. Эти методы по характеру технологических процессов значительно сложнее, чем метод извлечения витаминов из натурального сырья, но они позволяют получать продукцию в химически чистом виде, что имеет большое значение для их лечебного применения и точных дозировок при изготовлении кормовых концентратов. Кроме того, издержки на производство синтетических витаминов ниже издержек на получение соответствующих витаминов из натурального сырья.

За 1959 — 65 в промышленном масштабе освоен синтез всех известных витаминов и витаминных препаратов, введены в строй крупные витаминные предприятия: Белгородский витаминный и Болоховский (Тульская область) химические комбинаты, а также значительно увеличены мощности ранее действовавших предприятий. В 1965 объём производства витаминной продукции в СССР увеличился по сравнению с 1958 в 2,8 раза, а в 1970 по сравнению с 1965 в 2,6 раза. В 1970 выпуск синтетических витаминов и их готовых форм составил более 99% всего объёма производства витаминной продукции.

К специфическим особенностям синтеза витаминов относятся:

· многостадийность процессов;

· значительная материалоёмкость, обусловливающая необходимость размещения предприятий В. п. вблизи сырьевых баз;

· применение специальной аппаратуры, предназначенной для работы с агрессивными средами;

· необходимость выработки высокочистой продукции.

Витаминные заводы — специализированные предприятия. Преобладает предметная специализация — осуществление синтеза витаминов на каждом предприятии по полной схеме их производства, включая и выпуск всех полупродуктов. С конца 60-х гг. расширяется более эффективная — технологическая специализация производства полупродуктов.

Ретинол (витамин А)

Применяют ретинола ацетат и ретинола пальмитат

ретинола ацетат

ретинола пальминат

Промышленный синтез ретинола осуществляют, последовательно наращивая углеродную цепь с помощью простых соединений (ацетилена, ацетона, дикетена и др.). Более эффективен биотехнологический путь получения из β-каротина с использованием фермента каротиндегидрогеназы.

Печень рыб - основной источник получения витаминов комплекса А. свежую или свежезамороженную печень рыб измельчают, обрабатывают 25%-ным раствором NaOH при Т=82-85° С и pH=9,0-10,0. в результате гидролиза разрушается связь ретинола с белками и он извлекается печеночным жиром. Полученный концентрат очищают хроматографическим методом и ретинол извлекают дихлорэтаном. Растворитель отгоняют, а ретинол подвергают перекристаллизации.

Ретинола ацетат и пальминат синтезируют путем ацилирования ретинола соответственно уксусной или пальмитиновой кислотой.

Тиамин (витамин В₁)

Применяют в виде тиамина бромида и тиамина хлорида

Тиамина бромид

Тиамина хлорид

Тиамин содержиться в дрожжах, зародышах и оболочках семян злаковых культур 9пшеницы, овса, гречихи, кукурузы), а также в орехах, арахисе. Эти продукты могут служить источниками получения тиамина. Однако процесс извлечения сложен, а выход очень мал. Так, из 1 т дрожжей можно получить только 0,25 т тиамина.

Из многочисленных вариантов синтеза тиамина представляет интерес метод, состоящий из трех этапов: синтеза пиримидиновой части молекулы, синтеза тиазолового цикла и связывания их между собой.

Один из путей синтеза пиримидинового цикла основан на конденсации ацетамидина и цис-формы α-ацетоксиметилен-β-этоксипропионитрила:

ацетамидин α-ацетоксиметилен- 2-метил-4 амино-5- 2-метил-4-амино-5-бром - β-этоксипропионитрил этоксиметилпиримидин метилпиримидина гидробромид

Тиазоловый цикл синтезтруют из тиоформамида и бромацетопропилацетата

4-метил-5β             -ацетоксиэтилтиазол 4               -метил-5β-                                оксиэтилтиазол

Связывают пиримидиновую и тиазолувую части в одну молекулу сплавлением полученных продуктов при Т=100-120°С, либо нагреванием в органическом растворителе, например, в бутиловом спирте: