專利名稱：抗壞血酸衍生物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到精細化工添加劑，主要用于飼料、食品，作為維生素C源及消毒殺菌的抗壞血酸衍生物，該衍生物以抗壞血酸為母體。
抗壞血酸即維生素C是動物最重要的維生素之一。它參與膠原蛋白、神經(jīng)介質(zhì)、激素和類固醇的羥化反應，以及氧化還原反應，具有十分重要的生物效用。但它易被氧化和水解，從而喪失其生物活性；人類、水產(chǎn)動物自身不能合成，僅靠外源補充，進一步加劇了維生素C的缺乏癥。尋求穩(wěn)定的維生素C源是科學家們長期的奮斗目標。采用包膜處理和合成其衍生物是兩條主要途經(jīng)。包膜處理的穩(wěn)定作用效果甚微。合成衍生物最有代表性的工作是酯化，而抗壞血酸含有四個羥基，均可酯化，如在C5,C5進行酯化，不能克服抗壞血酸穩(wěn)定性差的缺點。目前有L-抗壞血酸2-硫酸酯，這一化合物因機體缺乏硫酸酶，基本上不被吸收利用，不是一種好形式。L-抗壞血酸2-磷酸酯是一種較好的形式，穩(wěn)定性和吸收利用都比較好，尤其是美國專利US-4,547,672提供了一種新的維生素C源L-抗壞血酸2-三聚磷酸酯，及其制備技術(shù)，開辟了維生素C源的新方向。按照P.A.Seib等人的發(fā)明，該化合物具有良好的熱穩(wěn)定性，也有較好的生物活性。進一步的研究表明，Seib的發(fā)明，抗壞血酸在C2-OH酯化破壞了與之聯(lián)結(jié)的羥基和C1=O所形成的氫鍵結(jié)構(gòu)，使抗壞血酸易于水解，具有生物活性的還原態(tài)的維生素C酯含量少，L-抗壞血酸效價很低，副產(chǎn)品很高，三磷酸的生物效用沒能發(fā)揮。使這一發(fā)明的功用和應用大受限制。
本發(fā)明的目的在于克服背景技術(shù)的不足，設(shè)計一種不破壞二位碳上羥基與一位羰基形成締合鍵的結(jié)構(gòu)，在三位碳上引入含氮族元素的基團，并能提高穩(wěn)定性，增加生物活性的抗壞血酸衍生物。
本發(fā)明的構(gòu)思為了實現(xiàn)上述目的，必須對抗壞血酸母體的二位碳上羥基進行保護，在三位碳上實現(xiàn)酯化反應。抗壞血酸在二位和三位碳上的羥基屬于烯醇式結(jié)構(gòu)，其氫原子易于解離，用質(zhì)子(H+)可以保護二位碳上的羥基，質(zhì)子可由無機酸或有機酸提供。在適宜的條件下，抗壞血酸三位碳上的羥基同氮族元素中的磷、砷、銻、鉍所構(gòu)成的含氧酸，發(fā)生酯化反應，從而得到穩(wěn)定的高活性的抗壞血酸衍生物。
本發(fā)明的抗壞血酸衍生物，其化學結(jié)構(gòu)式如下
結(jié)構(gòu)式中的Z代表下列磷砷銻鉍含氧酸基團
其中A表示鈉、鉀離子。
本發(fā)明的優(yōu)點抗壞血酸在C3上酯化，保護了由C1和C2構(gòu)成的締合環(huán)，從而提高了抗壞血酸對水、光和熱的綜合穩(wěn)定性和生物功能。L-抗壞血酸，在其C3上經(jīng)三聚磷酸酯化后效果更為明顯。例如L-抗壞血酸3-三聚磷酸酯，其綜合穩(wěn)定性超過L-抗壞血酸10倍以上，它的內(nèi)酯難于水解，效價提高三倍多，副產(chǎn)物少。C3上經(jīng)亞砷酸，偏亞砷酸，偏亞銻酸和偏亞鉍酸酯化后，不但保留了L-抗壞血酸的還原特性和生物活性，還增加了消毒殺菌的功能，使這些功能基產(chǎn)生協(xié)合作用，效果倍增，開辟了抗壞血酸應用的新途徑。
本發(fā)明可以按照下列實施例進行實施。
1．L-抗壞血酸3-三聚磷酸酯鈉鹽的合成，其結(jié)構(gòu)式如下
一個150ml玻璃反應器，內(nèi)插玻璃PH電極，附有電磁攪拌器，在水浴中加熱至50-55℃。稱取L-抗壞血酸30g，三聚磷酸鈉52g。向其中加入水50ml，氮氣氛下先加入L-抗壞血酸10g，38%濃鹽酸2ml，然后加三聚磷酸鈉20g，與之交替加入剩余L-抗壞血酸，在PH2.5-3.2反應3小時，用1molNaOH調(diào)節(jié)PH至5.0，繼續(xù)反應2小時，所得反應產(chǎn)物濃縮，真空干燥得到淺黃色的固體粉末。取出其中1/5產(chǎn)品，添適量水溶解經(jīng)液相色譜柱純化，干燥得到白色的粉末。
經(jīng)紫外檢測，在265nm有最大吸收。NMR譜分析，包括13C,1H和31P，紅外譜和元素分析證明，該衍生物是L-抗壞血酸3-三聚磷酸酯鈉鹽。
元素分析結(jié)果。計算值C6H7O6.P3O9Na4.2H2O；C:13.34,H:2.05,P:17.20,Na:17.02,L-抗壞血酸效價32.43；觀察值C:13.05,H:2.03,P:16.82,Na:15.67,L-抗壞血酸效價32.11。
2．L-抗壞血酸3-三聚磷酸酯鉀鹽的合成參照實施例1實施。不同的是把三聚磷酸鈉和氫氧化鈉替換成相應的鉀鹽，三聚磷酸鉀總加入量63g。結(jié)構(gòu)式為
元素分析結(jié)果計算值C:11.92,H:1.83,P:15.37,K:25.87；觀察值C:11.68,H:1.80,P:14.91,K:24.58。
3．L-抗壞血酸3-亞砷酸酯合成，結(jié)構(gòu)式如下
反應裝置和方法類似于實施例1，不同的是用亞砷酸替代三聚磷酸鈉。亞砷酸的總加入量為18g。反應產(chǎn)物經(jīng)提純后進行有機波譜的綜合分析證明該衍生物是L-抗壞血酸3-亞砷酸酯。
元素分析結(jié)果計算值C:25.37,H:3.19,As:26.38；
觀察值C:24.86,H:3.15,As:25.59。
4．L-抗壞血酸3-偏亞砷酸酯合成反應裝置和方法類似于實施例3，區(qū)別在于用偏亞砷酸代替亞砷酸，其總加入量為15.3g。經(jīng)有機波譜綜合分析證明，該衍生物是L-抗壞血酸3-偏亞砷酸酯
元素分析結(jié)果計算值C:27.09,H:2.65,As:28.16；觀察值C:26.68,H:2.57,As:27.32。
5．L-抗壞血酸3-偏亞銻酸酯合成，其結(jié)構(gòu)式如下
反應裝置和方法類似于實施例1分別稱取L-抗壞血酸30g，偏亞銻酸22g，水50ml。往反應器中加水，溫升65-70℃，加入乳酸3g；先加L-抗壞血酸10g，然后加偏亞銻酸，并交替加入L-抗壞血酸，PH3.5，保持2小時，用1mol氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH5.5，保持1.5小時。最后純化，經(jīng)有機波譜和元素分析證明是L-抗壞血酸3-偏亞銻酸酯。
元素分析結(jié)果計算值C:23.03,H:2.25,Sb:38.92；觀察值C:22.45,H:2.20,Sb:37.36。
6．L-抗壞血酸3-偏亞鉍酸酯的合成，其結(jié)構(gòu)式如下
反應裝置和方法類似于實施例5，其不同點是，用偏亞鉍酸代替偏亞銻酸。偏亞鉍酸的總加入量為34g。純化后的產(chǎn)物，經(jīng)元素分析和有機波譜檢測證明是L-抗壞血酸3-偏亞鉍酸酯。
元素分析結(jié)果計算值C:18.01,H:1.76,Bi:52.23；觀察值C:17.47,H:1.73,Bi:50.77。
本發(fā)明的應用，飼喂鯉魚試驗。在盛有20L水的魚缸中放入五條0.5kg重的鯉魚，30℃水溫下飼養(yǎng)。設(shè)試驗和對照兩組，均用充氣器通入空氣。試驗組強飼本發(fā)明L-抗壞血酸3-三聚磷酸酯，對照組分別強飼效價相同的L-抗壞血酸和L-抗壞血酸2-三聚磷酸酯(紫外最大吸收258nm)。飼喂2小時后，飼喂本發(fā)明的試驗組在持續(xù)14小時內(nèi)，鯉魚呼吸頻率下降20-30%，而全部對照組均無此效果，呼吸頻率反而升高。表明本發(fā)明對于鯉魚的抗缺氧抗應激性能效果顯著。
此外本發(fā)明添加到鯉魚、草魚、對蝦、鰻魚等餌料中，增加產(chǎn)量和提高飼料報酬8％以上。
本發(fā)明L-抗壞血酸3-亞砷酸酯添加到對蝦餌料中飼喂對蝦，顯著提高了對蝦的健康水平和抗病能力。本發(fā)明L-抗壞血酸3-偏亞砷酸酯，L-抗壞血酸3-偏亞銻酸酯和L-抗壞血酸3-偏亞鉍酸酯有促進創(chuàng)口愈合，抑制或殺滅病毒病菌的功用。
本發(fā)明所述的L-抗壞血酸衍生物，在三位碳上酯化，還可以是其它形式的多聚磷酸、砷酸、銻酸、鉍酸，或它們的鹽類，有機酸也可以是亞麻酸、檸檬酸、乳酸、煙酸、葉酸等。也可使該系列L-抗壞血酸衍生物形成相應的堿金屬、堿土金屬鹽。
本發(fā)明L-抗壞血酸3-多聚磷酸酯作為一種新型的維生素C源，已在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應用。本發(fā)明開辟了抗壞血酸在養(yǎng)殖業(yè)、食品工業(yè)和動植物病害防治的新途徑。
權(quán)利要求
1．一種抗壞血酸衍生物，其特征在于在抗壞血酸O3上酯化，引入磷、砷、銻和鉍含氧酸基團，其結(jié)構(gòu)式如下
結(jié)構(gòu)式中Z代表
-SbO和-BiO，其中A表示Na+和K+。
全文摘要
本發(fā)明是一種抗壞血酸衍生物,是為了解決抗壞血酸穩(wěn)定性差,功能基少,和C
文檔編號C07F9/00GK1208041SQ9511838
公開日1999年2月17日 申請日期1995年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月28日
發(fā)明者曾雄飛, 蔡建亞 申請人:北京市潮白河新技術(shù)研究所