กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

เคมีของกรดแอสคอร์บิก

กรดแอสคอร์บิก เป็น สารประกอบอินทรีย์ ที่มีสูตรเคมี C₆H₈O₆ เดิมเรียกว่า กรดเฮกซูโรนิก เป็น ของแข็ง สี ขาว แต่ตัวอย่างที่ไม่บริสุทธิ์อาจมีสีเหลือง ละลายได้ ดี...

เคมีของกรดแอสคอร์บิก

กรดแอ ล -แอสคอร์บิก
ชื่อ
ชื่อ IUPAC
l - threo -Hex-2-enono-1,4-lactone [ 1 ]
ชื่อตามระบบ IUPAC
(5 R )-[(1 S )-1,2-ไดไฮดรอกซีเอทิล]-3,4-ไดไฮดรอกซีฟิวแรน-2(5 H )-โอน
ชื่ออื่นๆ
  • วิตามินซี
ตัวระบุ
  • 50-81-7 ☒เอ็น
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )
  • ภาพแบบโต้ตอบ
  • ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี
  • เชบี:29073 ☒เอ็น
เคมีเอ็มบีแอล
  • เคมีเอ็มบีแอล196 ☒เอ็น
เคมสไปเดอร์
  • 10189562 ☒เอ็น
หมายเลข EC
  • 200-066-2
หมายเลข EE300 (สารต้านอนุมูลอิสระ, ...)
  • 4781
เคกก์
  • D00018 ตรวจสอบวาย
  • 5785
มหาวิทยาลัย
  • พีคิว6ซีเค8พีดี0อาร์ ตรวจสอบวาย
  • นิ้วChI=1S/C6H8O6/c7-1-2(8)5-3(9)4(10)6(11)12-5/h2,5,7-10H,1H2/t2-,5+/m0/s1 ☒เอ็น
    คีย์: CIWBSHSSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N ☒เอ็น
  • OC=1C(OC(=O)C=1O)[C@@H](O)CO
  • C([C@@H]([C@@H]1C(=C(C(=O)O1)O)O)O)O
คุณสมบัติ
C 6 H 8 O 6
มวลโมลาร์176.124  กรัม·โมล−1
รูปร่าง สีขาวหรือสีเหลืองอ่อน
ความหนาแน่น1.65  กรัม/ซม³
จุดหลอมเหลวสลายตัวที่อุณหภูมิ 190 ถึง 192 องศาเซลเซียส (374 ถึง 378 องศาฟาเรนไฮต์; 463 ถึง 465 เคลวิน)
330  กรัม/ลิตร
ความสามารถในการละลายไม่ละลายในไดเอทิลอีเทอร์ , คลอโรฟอร์ม , เบนซีน , ปิโตรเลียมอีเทอร์ , น้ำมันและไขมัน
ความสามารถในการละลายในเอทานอล20  กรัม/ลิตร
ความสามารถในการละลายในกลีเซอรอล10  กรัม/ลิตร
ความสามารถในการละลายในโพรพิลีนไกลคอล50  กรัม/ลิตร
ความ เป็น กรด ( pKa )4.10 (ครั้งแรก), 11.6 (ครั้งที่สอง)
เภสัชวิทยา
A11GA01 ( WHO ) G01AD03 ( WHO ), S01XA15 ( WHO )
อันตราย
NFPA 704 (สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ)
ปริมาณหรือความเข้มข้นที่ทำให้เสียชีวิต (LD, LC):
11.9  กรัม/กก. (รับประทาน, หนู) [ 2 ]
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS) เจที เบเกอร์
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa)
☒เอ็น ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) ตรวจสอบวาย☒เอ็น
ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

กรดแอสคอร์บิกเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตรเคมีC₆H₈O₆เดิมเรียกว่ากรดเฮกซูโรนิกเป็นของแข็งสีขาว แต่ตัวอย่างที่ไม่บริสุทธิ์อาจมีสีเหลือง ละลายได้ ดี ในน้ำและให้สารละลายที่เป็นกรดอ่อนๆ เป็น สาร รีดิวซ์อย่างอ่อน

กรดแอสคอร์บิกมีอยู่สองไอโซเมอร์ ( ไอโซเมอร์ภาพสะท้อน) ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้สัญลักษณ์ " l " (สำหรับ "levo") และ " d " (สำหรับ "dextro") ไอ โซเมอร์ lเป็นไอโซเมอร์ที่พบได้บ่อยที่สุด โดยเกิดขึ้นตามธรรมชาติในอาหารหลายชนิด และเป็นรูปแบบหนึ่ง (" vitamer ") ของวิตามินซีซึ่งเป็นสารอาหารที่จำเป็นสำหรับมนุษย์และสัตว์หลายชนิด[ 3 ]การขาดวิตามินซีทำให้เกิดโรคเลือดออกตามไรฟันซึ่งในอดีตเป็นโรคสำคัญของกะลาสีเรือในการเดินทางทางทะเลระยะยาว[ 4 ]มีการใช้วิตามินซีเป็นสารเติมแต่งอาหารและอาหารเสริมเนื่องจาก มีคุณสมบัติ ต้านอนุมูลอิสระ ส่วนรูปแบบ " d " ( กรดเอริโทรบิก ) สามารถสังเคราะห์ได้ทางเคมี แต่ไม่มีบทบาททางชีวภาพที่สำคัญ

นิรุกติศาสตร์

คำว่าascorbicหมายถึง "ปราศจากโรคเลือดออกตามไรฟัน" และหมายถึงความสามารถในการต่อสู้กับโรคเลือดออกตามไรฟัน[ 3 ]ซึ่งเกี่ยวข้องกับการต่อสู้กับภาวะขาดวิตามินซี[ 5 ]

ประวัติศาสตร์

คุณสมบัติในการป้องกันโรคเลือดออกตามไรฟัน ของอาหารบางชนิดได้รับการพิสูจน์โดย เจมส์ ลินด์ในศตวรรษที่ 18 ในปี 1907 แอ็กเซล โฮลสต์และธีโอดอร์ ฟรอลิชค้นพบว่าปัจจัยป้องกันโรคเลือดออกตามไรฟันเป็นสารเคมีที่ละลายน้ำได้ ซึ่งแตกต่างจากสารที่ป้องกันโรคเหน็บชาระหว่างปี 1928 ถึง 1932 อัลเบิร์ต เซนต์-จอร์จีได้แยกสารที่น่าจะเป็นสารนี้ออกมา ซึ่งเขาเรียกว่า "กรดเฮกซูโรนิก" โดยแยกได้จากพืชก่อน แล้วจึงแยกได้จากต่อมหมวกไตของสัตว์ ในปี 1932 ชาร์ลส์ เกลน คิงยืนยันว่ามันคือปัจจัยป้องกันโรคเลือดออกตามไรฟันอย่างแท้จริง

ในปี พ.ศ. 2476 นักเคมีด้านน้ำตาลWalter Norman Haworthได้ทำงานกับตัวอย่าง "กรดเฮกซูโรนิก" (ปัจจุบันเรียกว่ากรดแอสคอร์บิก[ 6 ] ) ที่ Szent-Györgyi แยกได้จากพริกปาปริก้าและส่งให้เขาในปีก่อนหน้า และสรุปโครงสร้างที่ถูกต้องและลักษณะไอโซเมอร์เชิงแสงของสารประกอบ และในปี พ.ศ. 2477 ได้รายงานการสังเคราะห์ครั้งแรก[ 7 ] [ 8 ]ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติต้านโรคเลือดออกตามไรฟันของสารประกอบ Haworth และ Szent-Györgyi เสนอให้เปลี่ยนชื่อเป็น "กรดอัลฟา-แอสคอร์บิก" สำหรับสารประกอบนี้ และต่อมาโดยเฉพาะคือกรดแอล -แอสคอร์บิก [ 9 ] เนื่องจากผลงานของพวกเขา ในปี พ.ศ. 2480 รางวัลโนเบล สองรางวัล ได้แก่ รางวัลเคมีและรางวัลสรีรวิทยาหรือการแพทย์ มอบให้แก่ Haworth และ Szent-Györgyi ตามลำดับ

คุณสมบัติทางเคมี

ความเป็นกรด

กรดแอสคอร์บิกเป็นแลคโตน ที่มีโครงสร้าง ฟิวแรนเป็นพื้นฐานของกรด 2-คีโตกลูโคนิกประกอบด้วยเอนไดออลที่อยู่ติดกับหมู่คาร์บอนิลโครงสร้างแบบ −C(OH)=C(OH)−C(=O)− นี้เป็นลักษณะเฉพาะของรีดักโทนและเพิ่มความเป็นกรดของหมู่ไฮดรอกซิลของเอนอลหมู่หนึ่งเบสคู่ควบที่ถูกกำจัดโปรตอนคือแอนไอออนแอสคอร์เบตซึ่งมีความเสถียรเนื่องจากการกระจายตัวของอิเล็กตรอนที่เกิดจากเรโซแนนซ์ระหว่างสองรูปแบบ:

ด้วยเหตุนี้ กรดแอสคอร์บิกจึงมีฤทธิ์เป็นกรดมากกว่าที่คาดไว้ หากสารประกอบนั้นมีเพียงหมู่ไฮดรอกซิลที่แยกตัวอยู่โดดเดี่ยวเท่านั้น

เกลือ

ไอออนแอสคอร์เบตจะเกิดเป็นเกลือเช่นโซเดียมแอสคอร์เบตแคลเซียมแอสคอร์เบตลิเธียมแอสคอร์เบตและโพแทสเซียมแอสคอร์เบ

เอสเทอร์

กรดแอสคอร์บิกยังสามารถทำปฏิกิริยากับกรดอินทรีย์ในรูปของแอลกอฮอล์เกิด เป็น เอสเทอร์เช่นแอสคอร์บิลปาลมิเตตและแอสคอร์บิลสเตียเร

การโจมตีแบบนิวคลีโอฟิลิก

การโจมตีแบบนิวคลีโอฟิลิกของกรดแอสคอร์บิกต่อโปรตอนส่งผลให้เกิด 1,3-ไดคีโตน:

ออกซิเดชัน

อนุมูลอิสระของกรดเซมิเดไฮโดรแอสคอร์เบต
ซูโดดีไฮโดรแอสคอร์เบต
ดีไฮโดรแอสคอร์เบต

ไอออนแอสคอร์เบตเป็นสารประกอบหลักที่ค่า pH ทางชีวภาพทั่วไป เป็นสารรีดิวซ์ อ่อนๆ และสารต้านอนุมูลอิสระโดยทั่วไปจะทำปฏิกิริยากับสารออกซิแดนต์ของออกซิเจนชนิดว่องไวเช่นอนุมูลไฮดรอกซิ

สารอนุมูลอิสระเป็นอันตรายต่อสัตว์และพืชในระดับโมเลกุล เนื่องจากอาจทำปฏิกิริยากับกรดนิวคลีอิกโปรตีน และไขมัน บางครั้งอนุมูลอิสระเหล่านี้ก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ วิตามินซีสามารถยุติปฏิกิริยาลูกโซ่ของอนุมูลอิสระเหล่านี้ได้โดยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนรูปแบบออกซิไดซ์ของวิตามินซีค่อนข้างไม่ทำปฏิกิริยาและไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์

กรดแอสคอร์บิกและ เกลือโซเดียม โพแทสเซียม และแคลเซียมของมันมักใช้เป็นสารเติมแต่งอาหารต้านอนุมูลอิสระ สารประกอบเหล่านี้ละลายน้ำได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถปกป้องไขมันจากการออกซิเดชันได้ ด้วยเหตุนี้ จึง สามารถใช้ เอสเทอร์ที่ละลาย ในไขมันของกรดแอสคอร์บิกกับ กรดไขมันสายยาว(แอสคอร์บิลปาลมิเตตและแอสคอร์บิลสเตียเรต) เป็นสารเติมแต่งอาหารต้านอนุมูลอิสระได้ กระบวนการขนส่งแบบแอคทีฟที่ขึ้นอยู่กับโซเดียมช่วยให้สามารถดูดซึมกรดแอสคอร์บิกจากลำไส้ได้[ 10 ]

แอสคอร์เบตสามารถบริจาคอะตอมไฮโดรเจนให้กับอนุมูลอิสระ ได้อย่างง่ายดาย ทำให้เกิดอนุมูลแอนไอออน เซมิเดไฮโดรแอสคอร์เบต (หรือที่รู้จักกันในชื่อโมโนเดไฮโดรแอสคอร์เบต) ซึ่งเป็น เซมิไตรโอนที่เสถียรด้วยเรโซแนนซ์: [ 11 ]

C 6 H 7 O6+ L• → C 6 H 6 O 6 + LH

การสูญเสียอิเล็กตรอนจากเซมิเดไฮโดรแอสคอร์เบตเพื่อสร้าง 1,2,3-ไตรคาร์บอนิลซูโดเดไฮโดรแอสคอร์เบตนั้นไม่เป็นที่พึงประสงค์ทางอุณหพลศาสตร์ ซึ่งช่วยป้องกันการแพร่กระจายของปฏิกิริยาลูกโซ่อนุมูลอิสระ เช่นออโตออกซิเดชัน : [ 11 ]

C 6 H 6 O 6 + O 2 C 6 H 6 O 6 + O 2

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแอสคอร์เบตเป็นตัวให้电子ที่ดี การมีแอสคอร์เบตมากเกินไปเมื่อมีไอออนโลหะอิสระอยู่ด้วย ไม่เพียงแต่จะส่งเสริม แต่ยังสามารถเริ่มต้นปฏิกิริยาอนุมูลอิสระได้ ทำให้แอสคอร์เบตเป็นสารประกอบที่ก่อให้เกิดออกซิเดชันซึ่งอาจเป็นอันตรายในบริบทการเผาผลาญบางอย่าง

การออกซิเดชันของเซมิเดไฮโดรแอสคอร์เบตเกิดขึ้นควบคู่กับการไฮเดรชั่น ทำให้เกิดไบไซคลิกเฮมิคีทัลดีไฮโดรแอสคอร์เบต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซมิเดไฮโดรแอสคอร์เบตจะเกิดการแตกตัวเป็นแอสคอร์เบตและดีไฮโดรแอสคอร์เบต: [ 11 ]

C 6 H 6 O 6 + L• + H 2 O + H + → C 6 H 8 O 7 + LH
2 C 6 H 6 O 6 + H 2 O + H + → C 6 H 8 O 7 + C 6 H 7 O6

สารละลายดีไฮโดรแอสคอร์เบตในน้ำไม่เสถียร เกิดการไฮโดรไลซิสโดยมีครึ่งชีวิต 5–15 นาทีที่ 37 °C (99 °F) ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัว ได้แก่กรดไดคีโตกูโลนิกกรดไซโลนิก กรดทรีโอนิก และกรดออกซาลิ [ 12 ] [ 13 ] : 14

ปฏิกิริยาอื่นๆ

เมื่อผสมกับ กลูโคสและกรดอะมิโนที่อุณหภูมิ 90 °C จะเกิดสารประกอบระเหยขึ้น[ 14 ]

เป็นโคแฟคเตอร์ในการออกซิเดชัน ของ ไทโรซีน แม้ว่าเนื่องจากใช้สารสกัดดิบจากตับสัตว์ จึงไม่ชัดเจนว่าปฏิกิริยาใดที่ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ใดที่ได้รับความช่วยเหลือในที่นี้[ 15 ]สำหรับบทบาทที่ทราบในปฏิกิริยาของเอนไซม์ โปรดดูที่วิตามินซี § เภสัชพลศาสตร์

เนื่องจากมันลดเหล็ก(III) และคีเลตไอออนเหล็ก จึงช่วยเพิ่มการดูดซึมทางปากของเหล็กที่ไม่ใช่ฮีม[ 16 ]คุณสมบัตินี้ยังใช้ได้กับเอนันติโอเมอร์ของมันด้วย[ 17 ]

การแปลงเป็นออกซาเลต

ในปี พ.ศ. 2491 มีการค้นพบว่ากรดแอสคอร์บิกสามารถเปลี่ยนเป็นออกซาเลตซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของนิ่ว แคลเซียมออกซาเลตในไต ได้[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]กระบวนการเริ่มต้นด้วยการก่อตัวของกรดดีไฮโดรแอสคอร์บิก (DHA) จากอนุมูลแอสคอร์บิล ในขณะที่ DHA สามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นกรดแอสคอร์บิกได้ แต่ส่วนหนึ่งจะสลายตัวอย่างถาวรเป็นกรด 2,3-ไดคีโตกูโลนิก (DKG) ซึ่งจากนั้นจะสลายตัวเป็นทั้งออกซาเลตและน้ำตาลแอล-อีริทรูโลสและทรีโอโซน[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]งานวิจัยที่ดำเนินการในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2503 ชี้ให้เห็นว่ากรดแอสคอร์บิกอาจมีส่วนสำคัญต่อปริมาณออกซาเลตในปัสสาวะ (อาจมากกว่า 40%) แต่การประมาณการเหล่านี้ถูกตั้งคำถามเนื่องจากข้อจำกัดทางวิธีการ[ 19 ] [ 20 ] [ 22 ]การศึกษาแบบกลุ่มขนาดใหญ่ในภายหลังให้ผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างการบริโภควิตามินซีและการก่อตัวของนิ่วในไต อย่างไรก็ตาม ความสำคัญทางคลินิกโดยรวมของการบริโภคกรดแอสคอร์บิกต่อความเสี่ยงของการเกิดนิ่วในไตยังคงไม่สามารถสรุปได้ แม้ว่าการศึกษาหลายชิ้นจะชี้ให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการเสริมวิตามินซีในปริมาณสูงในผู้ชาย[ 19 ] [ 20 ] [ 23 ] [ 24 ]

การใช้งาน

สารเติมแต่งอาหาร

การใช้ กรดแอ -แอสคอร์บิกและเกลือของกรดนี้ส่วนใหญ่ใช้เป็นสารเติมแต่งอาหาร โดยส่วนใหญ่ใช้เพื่อต่อต้านการเกิดออกซิเดชันและป้องกันการเปลี่ยนสีของผลิตภัณฑ์ระหว่างการเก็บรักษา[ 25 ] ได้รับการอนุมัติสำหรับการใช้งานนี้ในสหภาพยุโรปด้วยหมายเลข E300 [ 26 ]สหรัฐอเมริกา[ 27 ]ออสเตรเลีย และนิวซีแลนด์[ 28 ]

ไอโซเมอร์ " d " ( กรดเอริโทรบิก ) มีคุณสมบัติทางเคมีที่ไม่ใช่ชีวภาพทั้งหมดเหมือนกับ ไอโซเมอร์ l ที่พบได้ทั่วไป ส่งผลให้เป็นสารต้านอนุมูลอิสระในอาหารที่มีประสิทธิภาพเท่าเทียมกัน และยังได้รับการอนุมัติให้ใช้ในอาหารแปรรูปอีกด้วย[ 29 ]

ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและความเกี่ยวข้องทางชีวภาพ

การใช้ กรด แอล -แอสคอร์บิกที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือการใช้เป็นอาหารเสริม กรดชนิด นี้ อยู่ใน รายชื่อยา จำเป็นขององค์การอนามัยโลก[ 30 ] [ 31 ]การขาดกรดชนิดนี้เป็นเวลานานอาจทำให้เกิดโรคเลือดออกตามไรฟัน ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือความเหนื่อยล้า ความอ่อนแอของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันทั่วร่างกาย และความเปราะบางของเส้นเลือดฝอย[ 32 ] กรดชนิด นี้ส่งผลกระทบต่อระบบอวัยวะหลายระบบเนื่องจากมีบทบาทในปฏิกิริยาทางชีวเคมีของการสังเคราะห์เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน[ 33 ]การขาดกรดแอสคอร์บิกจะยับยั้งความสามารถของร่างกายในการสังเคราะห์คอลลาเจน ซึ่งส่งผลให้ร่างกายเสื่อมโทรม เช่น ข้อต่ออ่อนแรง อ่อนเพลีย และเส้นเลือดแตก[ 3 ]

การใช้งานเฉพาะกลุ่มที่ไม่เกี่ยวข้องกับอาหาร

  • กรดแอสคอร์บิกสามารถถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย จึงถูกนำมาใช้เป็นสารรีดิวซ์ในน้ำยาสำหรับล้างฟิล์มถ่ายภาพ (และอื่นๆ) และใช้เป็นสารกันบูด
  • ในกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์และเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับฟลูออเรสเซนซ์ กรดแอสคอร์บิกสามารถใช้เป็นสารต้านอนุมูลอิสระเพื่อเพิ่มสัญญาณฟลูออเรสเซนซ์และชะลอการฟอก สี ของ สีย้อมด้วยสารเคมี [ 34 ]
  • นอกจากนี้ยังนิยมใช้ในการขจัดคราบโลหะที่ละลายอยู่ เช่น เหล็ก จากพื้นผิวสระว่ายน้ำไฟเบอร์กลาสอีกด้วย
  • ในการผลิตพลาสติก กรดแอสคอร์บิกสามารถใช้ประกอบสายโซ่โมเลกุลได้รวดเร็วกว่าและมีของเสียน้อยกว่าวิธีการสังเคราะห์แบบดั้งเดิม[ 35 ]
  • เป็นที่ทราบกันดีว่าผู้ใช้เฮโรอีนมักใช้กรดแอสคอร์บิกเป็นวิธีในการเปลี่ยนเฮโรอีนเบสให้เป็นเกลือที่ละลายน้ำได้เพื่อให้สามารถฉีดได้[ 36 ]
  • เนื่องจากมีคุณสมบัติในการทำปฏิกิริยากับไอโอดีน จึงใช้สารนี้เพื่อลดประสิทธิภาพของยาเม็ดไอโอดีนในการทำน้ำให้บริสุทธิ์ มันจะทำปฏิกิริยากับน้ำที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้ว ทำให้รสชาติ สี และกลิ่นของไอโอดีนหายไป นี่คือเหตุผลที่มักขายเป็นชุดที่สองในร้านขายอุปกรณ์กีฬาหลายแห่ง ในชื่อยาเม็ดปรับสภาพน้ำดื่ม (Potable Aqua-Neutralizing Tablets) ควบคู่กับยาเม็ดโพแทสเซียมไอโอไดด์
  • แอ สคอร์เบตขนาดสูงที่ฉีดเข้าเส้นเลือดดำ ถูกนำมาใช้เป็น สารเคมีบำบัดและสารปรับเปลี่ยนการตอบสนองทางชีวภาพ[ 37 ]กำลังอยู่ระหว่างการทดลองทางคลินิก[ 38 ]
  • บางครั้งใช้เป็นสารเพิ่มความเป็นกรดในปัสสาวะเพื่อเพิ่มฤทธิ์ฆ่าเชื้อของเมทามี[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]

สังเคราะห์

การสังเคราะห์วิตามินซีตามธรรมชาติเกิดขึ้นผ่านกระบวนการต่างๆ ในพืชและสัตว์หลายชนิด

การเตรียมการทางอุตสาหกรรม

กระบวนการสังเคราะห์กรดแอสคอร์บิกจากกลูโคสในระดับอุตสาหกรรมโดยกระบวนการไรช์สไตน์ ซึ่งแม้จะล้าสมัยแต่ก็มีความสำคัญทางประวัติศาสตร์

ร้อยละ 70 ของปริมาณกรดแอสคอร์บิกทั่วโลกผลิตในประเทศจีน[ 42 ]กรดแอสคอร์บิกถูกเตรียมในอุตสาหกรรมจากกลูโคสโดยใช้วิธีการที่อิงตามกระบวนการ Reichstein ในอดีต ในขั้นตอนแรกของกระบวนการห้าขั้นตอน กลูโคสจะถูกไฮโดรจิเนต โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา เป็น ซอร์บิทอล จากนั้นจะ ถูกออกซิ ไดซ์ โดยจุลินทรีย์Acetobacter suboxydansเป็นซอร์โบส มีเพียงหมู่ไฮดรอกซิลหนึ่งในหกหมู่เท่านั้นที่ถูกออกซิไดซ์โดยปฏิกิริยาเอนไซม์นี้ จากจุดนี้มีสองเส้นทางที่เป็นไปได้ การบำบัดผลิตภัณฑ์ด้วยอะซิโตนในที่ที่มี ตัวเร่ง ปฏิกิริยา ที่เป็นกรดจะเปลี่ยนหมู่ ไฮดรอกซิลที่เหลือสี่หมู่ให้เป็นอะซีทัล หมู่ไฮดรอกซิลที่ไม่มีการป้องกันจะถูกออกซิไดซ์เป็นกรดคาร์บอกซิลิกโดยปฏิกิริยากับตัวออกซิไดซ์เร่งปฏิกิริยาTEMPO (สร้างใหม่โดยโซเดียมไฮโปคลอไรต์  – สารละลาย ฟอกขาว ) ในอดีต การเตรียมในอุตสาหกรรมผ่านกระบวนการ Reichstein ใช้โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเป็นสารละลายฟอกขาว การไฮโดรไลซิสที่เร่งด้วยกรดของผลิตภัณฑ์นี้ทำหน้าที่สองอย่างคือการกำจัดกลุ่มอะซีทัลสองกลุ่มและการปิดวงแหวนแลคโตไนเซชันขั้นตอนนี้จะให้กรดแอสคอร์บิก แต่ละขั้นตอนทั้งห้าขั้นตอนมีผลผลิตมากกว่า 90% [ 43 ]

กระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพ ซึ่งพัฒนาขึ้นครั้งแรกในประเทศจีนในช่วงทศวรรษ 1960 แต่ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมในช่วงทศวรรษ 1990 นั้น ข้ามขั้นตอนการป้องกันกลุ่มอะซิโตนไป จุลินทรีย์สายพันธุ์ที่สองที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม เช่นErwinia กลายพันธุ์ เป็นต้น จะออกซิไดซ์ซอร์โบสให้กลายเป็นกรด 2-คีโตกลูโคนิก (2-KGA) ซึ่งสามารถเกิดปฏิกิริยาแลคโตไนเซชันแบบปิดวงแหวนผ่านการกำจัดน้ำได้ วิธีนี้ใช้ในกระบวนการหลักที่ใช้ในอุตสาหกรรมกรดแอสคอร์บิก[ 42 ]นักวิจัยกำลังสำรวจวิธีการหมักแบบขั้นตอนเดียว[ 44 ] [ 45 ]

การกำหนด

วิธีดั้งเดิมในการวิเคราะห์ปริมาณวิตามินซีคือการไทเทรตด้วยสารออกซิไดซ์และได้มีการพัฒนาวิธีการต่างๆ ขึ้นมาหลายวิธี

วิธีการ ไอโอโดเมตรีที่นิยมใช้คือการใช้ไอโอดีนร่วมกับตัวบ่งชี้แป้งไอโอดีนจะถูกรีดิวซ์โดยกรดแอสคอร์บิก และเมื่อกรดแอสคอร์บิกทำปฏิกิริยาหมดแล้ว ไอโอดีนจะเหลืออยู่มากเกินไปและเกิดเป็นสารเชิงซ้อนสีน้ำเงินดำกับตัวบ่งชี้แป้ง ซึ่งบ่งชี้ถึงจุดสิ้นสุดของการไทเทรต

อีกทางเลือกหนึ่งคือ สามารถนำกรดแอสคอร์บิกมาบำบัดด้วยไอโอดีนในปริมาณมากเกินพอ จากนั้นทำการไทเทรตย้อนกลับด้วยโซเดียมไทโอซัลเฟตโดยใช้แป้งเป็นตัวบ่งชี้[ 46 ]

วิธีการวัดปริมาณกรดแอสคอร์บิกด้วยไอโอโดเมตริกนี้ได้รับการปรับปรุงเพื่อใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาของกรดแอสคอร์บิกกับไอโอเดตและไอโอไดด์ใน สารละลาย กรดการอิเล็กโทรไลซิสสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์จะทำให้เกิดไอโอดีน ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับกรดแอสคอร์บิก จุดสิ้นสุดของกระบวนการจะถูกกำหนดโดยการไทเทรตแบบโพเทนชิโอเมตริกเช่นการไทเทรตแบบคาร์ล ฟิชเชอร์ปริมาณกรดแอสคอร์บิกสามารถคำนวณได้โดยใช้กฎของฟาราเดย์

อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้N -bromosuccinimide (NBS) เป็นสารออกซิไดซ์ใน présence ของโพแทสเซียมไอโอไดด์และแป้ง NBS จะออกซิไดซ์กรดแอสคอร์บิกก่อน เมื่อกรดแอสคอร์บิกหมดไป NBS จะปลดปล่อยไอโอดีนจากโพแทสเซียมไอโอไดด์ ซึ่งจะรวมตัวกับแป้งเพื่อสร้างสารประกอบสีน้ำเงินดำ

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • Clayden J, Greeves N, Warren S, Wothers P (2001). เคมีอินทรีย์ . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด. ISBN 0-19-850346-6.
  • Davies MB, Austin J, Partridge DA (1991). วิตามินซี: เคมีและชีวเคมีของมัน . ราชสมาคมเคมี. ISBN 0-85186-333-7.
  • Coultate TP (1996). อาหาร: เคมีของส่วนประกอบ (ฉบับที่ 3). ราชสมาคมเคมี. ISBN 0-85404-513-9.
  • Gruenwald J, Brendler T, Jaenicke C, บรรณาธิการ (2004). PDR สำหรับยาสมุนไพร (ฉบับที่ 3). มอนต์เวล, นิวเจอร์ซีย์: Thomson PDR. ISBN 978-1-56363-512-0.
  • McMurry J (2008). เคมีอินทรีย์ (ฉบับที่ 7). Thomson Learning. ISBN 978-0-495-11628-8.
  • บัตรความปลอดภัยทางเคมีระหว่างประเทศ 0379
  • รายงานการประเมินเบื้องต้นเกี่ยวกับกรดแอ -แอสคอร์บิกสำหรับประเทศเกาะขนาดเล็ก (SIDS) จากองค์การเพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา (OECD)
  • เอกสารข้อมูลพิษวิทยา IPCS (PIM) 046
  • โครงสร้างสามมิติแบบโต้ตอบของวิตามินซีพร้อมรายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างจากรังสีเอกซ์
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Chemistry_of_ascorbic_acid&oldid=1361106710 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เคมีของกรดแอสคอร์บิก

กรดแอสคอร์บิก เป็น สารประกอบอินทรีย์ ที่มีสูตรเคมี C₆H₈O₆ เดิมเรียกว่า กรดเฮกซูโรนิก เป็น ของแข็ง สี ขาว แต่ตัวอย่างที่ไม่บริสุทธิ์อาจมีสีเหลือง ละลายได้ ดี...

นิรุกติศาสตร์

คำว่า ascorbic หมายถึง "ปราศจากโรคเลือดออกตามไรฟัน" และหมายถึงความสามารถในการต่อสู้กับโรคเลือดออกตามไรฟัน [ 3 ] ซึ่งเกี่ยวข้องกับการต่อสู้กับภาวะขาดวิตามินซี [ 5 ]

ประวัติศาสตร์

คุณสมบัติ ในการป้องกันโรคเลือดออกตามไรฟัน ของอาหารบางชนิดได้รับการพิสูจน์โดย เจมส์ ลินด์ ในศตวรรษที่ 18 ในปี 1907 แอ็กเซล โฮลสต์ และ ธีโอดอร์ ฟรอลิช ค้นพบว่าปัจจัยป้องกันโรคเลือดออกตามไรฟันเป็นสารเคมีที่ละลายน้ำได้ ซึ่งแตกต่างจากสารที่ป้องกัน โรคเหน็บชา...

ความเป็นกรด

กรดแอสคอร์บิกเป็น แลคโตน ที่มีโครงสร้าง ฟิวแรน เป็นพื้นฐานของ กรด 2-คีโตกลูโคนิก ประกอบด้วย เอนไดออล ที่อยู่ติดกับหมู่ คาร์บอนิล โครงสร้างแบบ −C(OH)=C(OH)−C(=O)− นี้เป็นลักษณะเฉพาะของ รีดักโทน และเพิ่มความเป็นกรดของหมู่ไฮดรอกซิลของเอนอลหมู่หนึ่ง...