异抗坏血酸钠快速合成新工艺研究

李月番　崔凤霞　李园园　高莉　龚舒　张抗　周俊俊　曹晓伟　曹琳青

摘要：以异抗坏血酸钠发酵液的前体物质2-酮基-D-葡萄糖酸（2KG）为原料，甲醇为溶剂，浓硫酸作催化剂，甲酯化反应4.0h后，用氢氧化钠作转化剂，经内酯化反应生成异抗坏血酸钠。结果显示，选用氢氧化钠作转化剂，可以降低反应温度，缩短时间，有利于提高产品质量和收率。确定了较佳工艺条件：投料摩尔比2KG∶甲醇∶氢氧化钠=1∶15∶1.05，转化温度50℃，转化时间2.0h。在该条件下，异抗坏血酸钠的重量收率及含量均达96.0%以上。

关键词：2-酮基-D-葡萄糖酸；异抗坏血酸钠；转化反应；氢氧化钠；快速合成工艺 文献标识码：A

中图分类号：O658 文章编号：1009-2374（2015）01-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0016

异抗坏血酸钠（）又名赤藻糖酸钠，是一种很有发展前途的可代谢抗氧剂，其防腐抗氧效果大大超过维生素C，但价格不到其的1/2。对肉制品和海鲜有助色作用，同时也能抑制食品中致癌物质亚硝酸盐的生成，在医学上有降血压、利尿、解毒的作用。目前该产品已广泛用于肉类、水果、饮料等食品中，还可用于毛纺、电镀、饲料加工、工业水处理和石油化工等行业。

异抗坏血酸钠制备是以2-酮基-D-葡萄糖酸、甲醇为原料，浓硫酸作催化剂，甲酯化反应4.0h后，经内酯化用碳酸氢钠转化合成粗异维生素C钠，再经两道精制得成品；由于碳酸氢钠碱性较弱，与甲酯反应温和，所需反应温度较高，反应时间较长，伴随的副反应增加，使得转化收率低，原材料费用高，能源消耗高，设备利用率低，粗品质量较差。针对碳酸氢钠作转化剂转化合成的缺点，笔者以氢氧化钠为转化剂，对整个合成工艺路线进行了优化研究。改进后的工艺与原工艺相比，由于氢氧化钠碱性强，且液碱能与甲醇配成苛性醇溶液，与甲酯反应迅速，所需反应温度低，使2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯在较短时间内反应生成粗品异抗坏血酸钠，使反应收率提高；反应温度由65℃降至50℃，反应时间由4.0h减少至2.0h，且甲醇投加比例减少了10%；收率由92.5%提高至96.5%以上，粗品质量高，能源消耗低，且原料液碱价格比碳酸氢钠低，因此单位产品的生产成本明显降低，具有明显经济效益，只得在生产中推广使用。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

2-酮基-D-葡萄糖酸（2KG）由郑州拓洋实业有限公司提供。

氢氧化钠，工业级，含量≥96.5%，由孟州碱厂

提供。

碱性甲醇，含量≥90%，甲醇∶氢氧化钠按1∶9的比例配制而成。

LC98Ⅱ型高效液相色谱仪，北京温分分析仪器技术开发有限公司。

SGW-5自动旋光仪-多波长，上海仪电物理光学仪器有限公司。

PHS-4CT精密酸度计，上海大普仪器有限公司。

DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱，常州华冠仪器制造有限公司。

卧式精密视窗恒温液浴槽，南京润鸿实验设备有限公司。

碘液，浓度为0.1mol/L，实验室配制。

1.2 分析方法

转化率：高效液相色谱仪

pH值：酸度计

D-VCNa含量：碘量法

旋光度：旋光法

1.3 操作步骤

将折纯140g的2KG和5g浓硫酸加入560mL甲醇溶剂中，于50℃温度下酯化反应4.0h后，慢速流加折纯54gNaOH的碱性甲醇，控制流加时间1.0h，每0.5h取样检测反应产物异抗坏血酸钠含量及反应液的pH值，计算其转化率，直至转化率不再发生变化，且pH值不低于8.0止，降温至10℃，进行固液分离，得粗品异抗坏血酸钠，将其进行水溶解、脱色再结晶，即得成品异抗坏血酸钠，按美国F.C.C.V标准检测其各项技术指标。

2 结果与讨论

2.1 工艺条件的确定

异抗坏血酸钠的转化率定义为产物异抗坏血酸钠折纯重量除以投入反应物2KG的折纯重量；异抗坏血酸钠的含量用碘量法滴定。以转化率和含量为指标，考察以下因素的影响。

2.1.1 溶剂甲醇投料量。以投折纯1mol2KG计，投加氢氧化钠为1.05mol，50℃下转化反应2.0h，通过投加不同量的溶剂甲醇试验，考察其对转化率和含量的影响，结果见表1：

表1 甲醇投料量的影响 表2 转化剂投料量的影响

由表1可以看出，当达到投加比例时，产品质量和转化率基本达到稳定状态，比碳酸氢钠作转化剂时甲醇投加比例1∶18明显低，这是因为氢氧化钠在甲醇中溶解度大于碳酸氢钠所致，因此用氢氧化钠作转化剂不但可以合理地降低甲醇的投加量，而且还有效地节约了成本。

2.1.2 反应转化剂氢氧化钠投料量。以投折纯1mol2KG计，甲醇投加15mol，保持温度50℃转化反应2.0h，通过氢氧化钠的投加试验，考察了转化剂投料比对转化率和含量的影响，结果见表2。

由表2可以看出，产品的收率随氢氧化钠的投料量增加而逐渐升高，但产品的质量并不随氢氧化钠的投料量增加而提高，而是有一个较佳值，这是由于过量增加转化剂会增加粗产品中相对杂质的含量，降低产品质量，综合考察结果，用氢氧化钠作转化剂时投加量为较佳。

2.1.3 反应时间。以甲醇为溶剂，，保持反应温度50℃，考察反应时间对转化率和含量的影响，结果见表3：

表3 反应时间的影响 表4 反应温度的影响

从表3可以看出，在一定时间内适当延长反应时间有利于产品质量和收率的提高，当反应时间达到2.0h时，转化率和D-VCNa含量基本稳定于96.0%，再延长反应时间对转化率影响不明显，甚至随着反应时间的延长反应产品的质量有所降低。因此，较佳的反应时间为2h。

2.1.4 反应温度。以甲醇为溶剂，，反应时间为2.0h，考察反应温度对转化率和含量的影响，结果见表4。

从表4可以看出，温度过高或过低，产品的质量和收率都会降低，50℃为最佳反应温度。

2.2 产品质量验证

采用上述确定的原料配比和工艺参数，制备成品，结果见表5所示：

表5 质量检测结果

由表5可以得出，采用新工艺制备的，其质量均能达到美国F.C.C.V标准。

3 结语

以2KG为原料，甲醇作反应物，浓硫酸作催化剂，采用氢氧化钠作转化剂，原料投料比为，最佳转化时间为2.0h，温度为50℃，这样可以有效地有更高收率地制备，相对于目前实际生产方法，本工艺反应温度低，反应时间短，甲醇用量少，不但节约了能源，也提高了经济效益，具有较好的潜在应用前景。

参考文献

[1] 张来祥.食品添加剂——异维生素C钠的应用[J].生物学杂志，1999，4（16）.

[2] 王健祥，顾立新，等.固体超强酸SOj-/SiO-TiO催化合成异维生素c钠[J].应用化学，2005，22（12）.

[3] 张文华.异抗坏血酸钠合成生产工艺的改进[J].浙江化工，2004，6（35）.

[4] 顾立新，王元春，王健祥.异维生素c钠一步法合成工艺研究[J].化学世界，1999，（5）.

[5] 王敬臣，崔凤霞，任蓓蕾.异维生素C钠的转化新方法[J].郑州大学学报（理学版），2010，1（42）.

作者简介：李月番（1975—），女，郑州拓洋实业有限公司技术中心工程师，研究方向：微生物化工合成。

（责任编辑：秦逊玉）endprint

摘要：以异抗坏血酸钠发酵液的前体物质2-酮基-D-葡萄糖酸（2KG）为原料，甲醇为溶剂，浓硫酸作催化剂，甲酯化反应4.0h后，用氢氧化钠作转化剂，经内酯化反应生成异抗坏血酸钠。结果显示，选用氢氧化钠作转化剂，可以降低反应温度，缩短时间，有利于提高产品质量和收率。确定了较佳工艺条件：投料摩尔比2KG∶甲醇∶氢氧化钠=1∶15∶1.05，转化温度50℃，转化时间2.0h。在该条件下，异抗坏血酸钠的重量收率及含量均达96.0%以上。

关键词：2-酮基-D-葡萄糖酸；异抗坏血酸钠；转化反应；氢氧化钠；快速合成工艺 文献标识码：A

中图分类号：O658 文章编号：1009-2374（2015）01-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0016

异抗坏血酸钠（）又名赤藻糖酸钠，是一种很有发展前途的可代谢抗氧剂，其防腐抗氧效果大大超过维生素C，但价格不到其的1/2。对肉制品和海鲜有助色作用，同时也能抑制食品中致癌物质亚硝酸盐的生成，在医学上有降血压、利尿、解毒的作用。目前该产品已广泛用于肉类、水果、饮料等食品中，还可用于毛纺、电镀、饲料加工、工业水处理和石油化工等行业。

异抗坏血酸钠制备是以2-酮基-D-葡萄糖酸、甲醇为原料，浓硫酸作催化剂，甲酯化反应4.0h后，经内酯化用碳酸氢钠转化合成粗异维生素C钠，再经两道精制得成品；由于碳酸氢钠碱性较弱，与甲酯反应温和，所需反应温度较高，反应时间较长，伴随的副反应增加，使得转化收率低，原材料费用高，能源消耗高，设备利用率低，粗品质量较差。针对碳酸氢钠作转化剂转化合成的缺点，笔者以氢氧化钠为转化剂，对整个合成工艺路线进行了优化研究。改进后的工艺与原工艺相比，由于氢氧化钠碱性强，且液碱能与甲醇配成苛性醇溶液，与甲酯反应迅速，所需反应温度低，使2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯在较短时间内反应生成粗品异抗坏血酸钠，使反应收率提高；反应温度由65℃降至50℃，反应时间由4.0h减少至2.0h，且甲醇投加比例减少了10%；收率由92.5%提高至96.5%以上，粗品质量高，能源消耗低，且原料液碱价格比碳酸氢钠低，因此单位产品的生产成本明显降低，具有明显经济效益，只得在生产中推广使用。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

2-酮基-D-葡萄糖酸（2KG）由郑州拓洋实业有限公司提供。

氢氧化钠，工业级，含量≥96.5%，由孟州碱厂

提供。

碱性甲醇，含量≥90%，甲醇∶氢氧化钠按1∶9的比例配制而成。

LC98Ⅱ型高效液相色谱仪，北京温分分析仪器技术开发有限公司。

SGW-5自动旋光仪-多波长，上海仪电物理光学仪器有限公司。

PHS-4CT精密酸度计，上海大普仪器有限公司。

DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱，常州华冠仪器制造有限公司。

卧式精密视窗恒温液浴槽，南京润鸿实验设备有限公司。

碘液，浓度为0.1mol/L，实验室配制。

1.2 分析方法

转化率：高效液相色谱仪

pH值：酸度计

D-VCNa含量：碘量法

旋光度：旋光法

1.3 操作步骤

将折纯140g的2KG和5g浓硫酸加入560mL甲醇溶剂中，于50℃温度下酯化反应4.0h后，慢速流加折纯54gNaOH的碱性甲醇，控制流加时间1.0h，每0.5h取样检测反应产物异抗坏血酸钠含量及反应液的pH值，计算其转化率，直至转化率不再发生变化，且pH值不低于8.0止，降温至10℃，进行固液分离，得粗品异抗坏血酸钠，将其进行水溶解、脱色再结晶，即得成品异抗坏血酸钠，按美国F.C.C.V标准检测其各项技术指标。

2 结果与讨论

2.1 工艺条件的确定

异抗坏血酸钠的转化率定义为产物异抗坏血酸钠折纯重量除以投入反应物2KG的折纯重量；异抗坏血酸钠的含量用碘量法滴定。以转化率和含量为指标，考察以下因素的影响。

2.1.1 溶剂甲醇投料量。以投折纯1mol2KG计，投加氢氧化钠为1.05mol，50℃下转化反应2.0h，通过投加不同量的溶剂甲醇试验，考察其对转化率和含量的影响，结果见表1：

表1 甲醇投料量的影响 表2 转化剂投料量的影响

由表1可以看出，当达到投加比例时，产品质量和转化率基本达到稳定状态，比碳酸氢钠作转化剂时甲醇投加比例1∶18明显低，这是因为氢氧化钠在甲醇中溶解度大于碳酸氢钠所致，因此用氢氧化钠作转化剂不但可以合理地降低甲醇的投加量，而且还有效地节约了成本。

2.1.2 反应转化剂氢氧化钠投料量。以投折纯1mol2KG计，甲醇投加15mol，保持温度50℃转化反应2.0h，通过氢氧化钠的投加试验，考察了转化剂投料比对转化率和含量的影响，结果见表2。

由表2可以看出，产品的收率随氢氧化钠的投料量增加而逐渐升高，但产品的质量并不随氢氧化钠的投料量增加而提高，而是有一个较佳值，这是由于过量增加转化剂会增加粗产品中相对杂质的含量，降低产品质量，综合考察结果，用氢氧化钠作转化剂时投加量为较佳。

2.1.3 反应时间。以甲醇为溶剂，，保持反应温度50℃，考察反应时间对转化率和含量的影响，结果见表3：

表3 反应时间的影响 表4 反应温度的影响

从表3可以看出，在一定时间内适当延长反应时间有利于产品质量和收率的提高，当反应时间达到2.0h时，转化率和D-VCNa含量基本稳定于96.0%，再延长反应时间对转化率影响不明显，甚至随着反应时间的延长反应产品的质量有所降低。因此，较佳的反应时间为2h。

2.1.4 反应温度。以甲醇为溶剂，，反应时间为2.0h，考察反应温度对转化率和含量的影响，结果见表4。

从表4可以看出，温度过高或过低，产品的质量和收率都会降低，50℃为最佳反应温度。

2.2 产品质量验证

采用上述确定的原料配比和工艺参数，制备成品，结果见表5所示：

表5 质量检测结果

由表5可以得出，采用新工艺制备的，其质量均能达到美国F.C.C.V标准。

3 结语

以2KG为原料，甲醇作反应物，浓硫酸作催化剂，采用氢氧化钠作转化剂，原料投料比为，最佳转化时间为2.0h，温度为50℃，这样可以有效地有更高收率地制备，相对于目前实际生产方法，本工艺反应温度低，反应时间短，甲醇用量少，不但节约了能源，也提高了经济效益，具有较好的潜在应用前景。

参考文献

[1] 张来祥.食品添加剂——异维生素C钠的应用[J].生物学杂志，1999，4（16）.

[2] 王健祥，顾立新，等.固体超强酸SOj-/SiO-TiO催化合成异维生素c钠[J].应用化学，2005，22（12）.

[3] 张文华.异抗坏血酸钠合成生产工艺的改进[J].浙江化工，2004，6（35）.

[4] 顾立新，王元春，王健祥.异维生素c钠一步法合成工艺研究[J].化学世界，1999，（5）.

[5] 王敬臣，崔凤霞，任蓓蕾.异维生素C钠的转化新方法[J].郑州大学学报（理学版），2010，1（42）.

作者简介：李月番（1975—），女，郑州拓洋实业有限公司技术中心工程师，研究方向：微生物化工合成。

（责任编辑：秦逊玉）endprint

摘要：以异抗坏血酸钠发酵液的前体物质2-酮基-D-葡萄糖酸（2KG）为原料，甲醇为溶剂，浓硫酸作催化剂，甲酯化反应4.0h后，用氢氧化钠作转化剂，经内酯化反应生成异抗坏血酸钠。结果显示，选用氢氧化钠作转化剂，可以降低反应温度，缩短时间，有利于提高产品质量和收率。确定了较佳工艺条件：投料摩尔比2KG∶甲醇∶氢氧化钠=1∶15∶1.05，转化温度50℃，转化时间2.0h。在该条件下，异抗坏血酸钠的重量收率及含量均达96.0%以上。

关键词：2-酮基-D-葡萄糖酸；异抗坏血酸钠；转化反应；氢氧化钠；快速合成工艺 文献标识码：A

中图分类号：O658 文章编号：1009-2374（2015）01-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0016

异抗坏血酸钠（）又名赤藻糖酸钠，是一种很有发展前途的可代谢抗氧剂，其防腐抗氧效果大大超过维生素C，但价格不到其的1/2。对肉制品和海鲜有助色作用，同时也能抑制食品中致癌物质亚硝酸盐的生成，在医学上有降血压、利尿、解毒的作用。目前该产品已广泛用于肉类、水果、饮料等食品中，还可用于毛纺、电镀、饲料加工、工业水处理和石油化工等行业。

异抗坏血酸钠制备是以2-酮基-D-葡萄糖酸、甲醇为原料，浓硫酸作催化剂，甲酯化反应4.0h后，经内酯化用碳酸氢钠转化合成粗异维生素C钠，再经两道精制得成品；由于碳酸氢钠碱性较弱，与甲酯反应温和，所需反应温度较高，反应时间较长，伴随的副反应增加，使得转化收率低，原材料费用高，能源消耗高，设备利用率低，粗品质量较差。针对碳酸氢钠作转化剂转化合成的缺点，笔者以氢氧化钠为转化剂，对整个合成工艺路线进行了优化研究。改进后的工艺与原工艺相比，由于氢氧化钠碱性强，且液碱能与甲醇配成苛性醇溶液，与甲酯反应迅速，所需反应温度低，使2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯在较短时间内反应生成粗品异抗坏血酸钠，使反应收率提高；反应温度由65℃降至50℃，反应时间由4.0h减少至2.0h，且甲醇投加比例减少了10%；收率由92.5%提高至96.5%以上，粗品质量高，能源消耗低，且原料液碱价格比碳酸氢钠低，因此单位产品的生产成本明显降低，具有明显经济效益，只得在生产中推广使用。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

2-酮基-D-葡萄糖酸（2KG）由郑州拓洋实业有限公司提供。

氢氧化钠，工业级，含量≥96.5%，由孟州碱厂

提供。

碱性甲醇，含量≥90%，甲醇∶氢氧化钠按1∶9的比例配制而成。

LC98Ⅱ型高效液相色谱仪，北京温分分析仪器技术开发有限公司。

SGW-5自动旋光仪-多波长，上海仪电物理光学仪器有限公司。

PHS-4CT精密酸度计，上海大普仪器有限公司。

DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱，常州华冠仪器制造有限公司。

卧式精密视窗恒温液浴槽，南京润鸿实验设备有限公司。

碘液，浓度为0.1mol/L，实验室配制。

1.2 分析方法

转化率：高效液相色谱仪

pH值：酸度计

D-VCNa含量：碘量法

旋光度：旋光法

1.3 操作步骤

将折纯140g的2KG和5g浓硫酸加入560mL甲醇溶剂中，于50℃温度下酯化反应4.0h后，慢速流加折纯54gNaOH的碱性甲醇，控制流加时间1.0h，每0.5h取样检测反应产物异抗坏血酸钠含量及反应液的pH值，计算其转化率，直至转化率不再发生变化，且pH值不低于8.0止，降温至10℃，进行固液分离，得粗品异抗坏血酸钠，将其进行水溶解、脱色再结晶，即得成品异抗坏血酸钠，按美国F.C.C.V标准检测其各项技术指标。

2 结果与讨论

2.1 工艺条件的确定

异抗坏血酸钠的转化率定义为产物异抗坏血酸钠折纯重量除以投入反应物2KG的折纯重量；异抗坏血酸钠的含量用碘量法滴定。以转化率和含量为指标，考察以下因素的影响。

2.1.1 溶剂甲醇投料量。以投折纯1mol2KG计，投加氢氧化钠为1.05mol，50℃下转化反应2.0h，通过投加不同量的溶剂甲醇试验，考察其对转化率和含量的影响，结果见表1：

表1 甲醇投料量的影响 表2 转化剂投料量的影响

由表1可以看出，当达到投加比例时，产品质量和转化率基本达到稳定状态，比碳酸氢钠作转化剂时甲醇投加比例1∶18明显低，这是因为氢氧化钠在甲醇中溶解度大于碳酸氢钠所致，因此用氢氧化钠作转化剂不但可以合理地降低甲醇的投加量，而且还有效地节约了成本。

2.1.2 反应转化剂氢氧化钠投料量。以投折纯1mol2KG计，甲醇投加15mol，保持温度50℃转化反应2.0h，通过氢氧化钠的投加试验，考察了转化剂投料比对转化率和含量的影响，结果见表2。

由表2可以看出，产品的收率随氢氧化钠的投料量增加而逐渐升高，但产品的质量并不随氢氧化钠的投料量增加而提高，而是有一个较佳值，这是由于过量增加转化剂会增加粗产品中相对杂质的含量，降低产品质量，综合考察结果，用氢氧化钠作转化剂时投加量为较佳。

2.1.3 反应时间。以甲醇为溶剂，，保持反应温度50℃，考察反应时间对转化率和含量的影响，结果见表3：

表3 反应时间的影响 表4 反应温度的影响

从表3可以看出，在一定时间内适当延长反应时间有利于产品质量和收率的提高，当反应时间达到2.0h时，转化率和D-VCNa含量基本稳定于96.0%，再延长反应时间对转化率影响不明显，甚至随着反应时间的延长反应产品的质量有所降低。因此，较佳的反应时间为2h。

2.1.4 反应温度。以甲醇为溶剂，，反应时间为2.0h，考察反应温度对转化率和含量的影响，结果见表4。

从表4可以看出，温度过高或过低，产品的质量和收率都会降低，50℃为最佳反应温度。

2.2 产品质量验证

采用上述确定的原料配比和工艺参数，制备成品，结果见表5所示：

表5 质量检测结果

由表5可以得出，采用新工艺制备的，其质量均能达到美国F.C.C.V标准。

3 结语

以2KG为原料，甲醇作反应物，浓硫酸作催化剂，采用氢氧化钠作转化剂，原料投料比为，最佳转化时间为2.0h，温度为50℃，这样可以有效地有更高收率地制备，相对于目前实际生产方法，本工艺反应温度低，反应时间短，甲醇用量少，不但节约了能源，也提高了经济效益，具有较好的潜在应用前景。

参考文献

[1] 张来祥.食品添加剂——异维生素C钠的应用[J].生物学杂志，1999，4（16）.

[2] 王健祥，顾立新，等.固体超强酸SOj-/SiO-TiO催化合成异维生素c钠[J].应用化学，2005，22（12）.

[3] 张文华.异抗坏血酸钠合成生产工艺的改进[J].浙江化工，2004，6（35）.

[4] 顾立新，王元春，王健祥.异维生素c钠一步法合成工艺研究[J].化学世界，1999，（5）.

[5] 王敬臣，崔凤霞，任蓓蕾.异维生素C钠的转化新方法[J].郑州大学学报（理学版），2010，1（42）.

作者简介：李月番（1975—），女，郑州拓洋实业有限公司技术中心工程师，研究方向：微生物化工合成。

（责任编辑：秦逊玉）endprint