Исторические аспекты возникновения, становления и развития производства отечественных витаминных и лекарственных препаратов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.13 ВАК РФ

дение. lBA I. ИСТОРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, ЛОВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЯ УФИМСКОГО ВИТАМИННОГО ЗАВОДА

ЕРИОД 1941-1950 гг. редприятия- предшественники УВЗ. сновные предпосылки создания УВЗ и роль его в обеспечении потребно-гей фронта фармацевтическими препаратами в годы Великой Отечественой войны.

Гроизводство витаминных препаратов на УВЗ в годы первой послевоеной пятилетки. lBA II. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УФИМСКОГО ВИТАМИННОГО ЗАВОДА ПО

1УСКУ ВИТАМИННОЙ ПРОДУКЦИИ В 1951 -1965 гг.

Ассортимент продукции и основные технико-экономические показатели ты УВЗ в годы пятой пятилетки. роизводство витаминных препаратов и кондитерских изделий на УВЗ в пе

5 1956-1958 гг. ыполнение УВЗ семилетнего (1959-1965 гг.) плана развития народного хотва страны.

U3A III. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ УФИМСКОГО ГАМИННОГО ЗАВОДА В ПРЕДРЕФОРМЕННЫЙ ПЕРИОД 1966-1985 гг. сновные результаты деятельности УВЗ в годы восьмой пятилетки. ационализаторская деятельность и повышение экономической эффективноработы на УВЗ в период 1971-1975 гг. ыполнение государственных заданий по расширению производства витаов на УВЗ в годы десятой пятилетки. роизводственная деятельность УВЗ в предреформенные годы (1981-85 гг.) 87 ША IV. Исторические аспекты создания и развития производства синтетисой аскорбиновой кислоты на УВЗ. редпосылки возникновения цеха синтеза аскорбиновой кислоты на УВЗ. 102 гапы реконструкции, модернизации и наращивания мощности цеха синтеза эрбиновой кислоты. ехнологические особенности промышленного производства синтетической урбиновой кислоты на УВЗ.

Реакции, лежащие в основе процесса синтеза аскорбиновой кислоты и хагеристика сырья.

Технологические стадии синтеза аскорбиновой кислоты на УВЗ.

ВОДЫ.

ИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

СЛОЖЕНИЯ.

Витамины - незаменимые для жизни органические вещества разнообразной структуры, являющиеся биологическими катализаторами химических реакций или реагентами фотохимических процессов, протекающих в живой клетке, и участвующих в обмене веществ преимущественно в соединении со специфическими белками в составе ферментных систем, причем в организме человека и животных не синтезирующиеся и поступающие в него только из внешней среды (непосредственно в составе ферментов и коферментов или в виде провитаминов).

Позже возник раздел биологической науки- витаминология, в разработку которого вовлечены широкие круги физиологов, биохимиков и химиков. Уже сейчас результат исследований, ведущихся в этом направлении, находит свое применение в медицине и в практике животноводства. Следует указать, что начало учению о витаминах положено исследованиями русского врача Н.И.Лунина (1880 г.). Инициатором исследований по биохимии витаминов, начатых в 20-х годах, в нашей стране был А.В.Палладии. Они направлены, в первую очередь, на выяснение роли витаминов в обмене веществ; конечная цель этих исследований- установить механизм участия витаминов в конкретных метаболических реакциях. Затем, внимание исследователей стало привлекать другое направление биохимических работ- изучение путей биосинтеза витаминов, образования и деструкции витаминсодержащих биохимических соединений.

В настоящее время открываются новые перспективы витаминологических исследований- выяснение путей возникновения витаминов, их биохимической эволюции и эволюции их функций в процессе развития органического мира. Результаты экспериментов, основанных на теории возникновения жизни А.И.Опарина, доказавшего образование органических компонентов живой материи небиологическим путем, дают основание допустить возможность древнего абиотического возникновения, по крайней мере, коферментных витаминов. Материалы по сравнительной и возрастной биохимии витаминов и обмена веществ указывают на последовательность возникновения отдельных витаминов и позволяют судить об их биохимических и физиологических функциях. Они также дают представление о происхождении и биологическом значении экзогенности витаминов для части растений и большинства животных. Физико-химические и химические исследования свойств витаминов и их производных, в частности витаминсодержащих нуклеотидов, выявление их каталитических свойств помогут объяснить "химический отбор", благодаря которому витамины оказались включенными в живую материю, в состав протобионтов. Беерстечер пытался разработать функциональную классификацию витаминов. Материалы о распространении витаминов и сравнительной биохимии с достаточным основанием позволяют признать коферментные витамины наиболее древними.

Совокупность высказанных соображений делает очевидной реальность составления выполняемой биохимиками и биологами совместно с химиками программы исследований возникновения витаминов.

Витамины первоначально использовали в медицине в качестве заместителей при болезнях, вызванных их алиментарной недостаточностью. Однако в дальнейшем применение витаминов вышло за рамки лечения авитаминозов и получило распространение при лечении самых разнообразных заболеваниий. С момента выделения Функом и Сузуки (1912 г.) никотиновой кислоты из отрубей риса и дрожжей и демонстрации Эльвехьемом (1937 г.) ее противопелларгического действия никотиновая кислота превратилась из экзотического соединения в крупнотоннажный продукт промышленности тяжелого органического синтеза.

До 1912 г. не знали, что причиной возникновения цинги является недостаток витамина, которому Друммонд в 1920 г. дал название витамина "С". До 1927 г. природа витамина "С" не была установлена, несмотря на то, что Лессонов уже в 1922 г. получил препарат витамина "С" из капусты, а Зильва усиленно работал над выделением витамина "С" из лимонного сока. В 1928 г. Сцент-Гиорги впервые выделил из коры надпочечников вещество с резко выраженными восстанавливающими свойствами и молярной массой 176. Полагая, что по химической структуре это вещество является кетогексоновой кислотой, он назвал его гексуро-новой кислотой, переименованной в 1933 г. в аскорбиновую кислоту. Вскоре была установлена структура аскорбиновой кислоты и в 1933 г. осуществлен ее синтез Рейхштейном в Швецарии и Гевортом в Англии.

Аскорбиновая кислота принимает активное участие в окислительновосстановительных процессах в организме и входит в состав ряда сложных ферментов, обусловливающих процессы клеточного дыхания. Витамин "С" участвует в процессах углеводного и белкового обмена; повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям; регулирует холестериновый обмен; участвует в нормальном функционировании желудка, кишечника и поджелудочной железы; совместно с витамином МР" обеспечивает нормальную эластичность стенок кровеносных капилляров; стимулирует образование протромбина; обезвреживает действие ряда лекарственных веществ (мышьяковая группа) и промышленных ядов (свинец). Аскорбиновая кислота применяется при лечении цинги и является единственным средством, излечивающим ее. Кроме того, аскорбиновую кислоту с успехом используют при инфекционных заболеваниях, крупозной пневмонии, ревматизме, туберкулезе, дифтерии, поражении сердечной мышцы, ахилии, язвенной болезни, при гепатитах и циррозах печени, базедовой и бронзовой болезнях, при полиомелите, шоковом состоянии и ряде других болезней. Мясников указывает, что аскорбиновая кислота влияет на холестериновый обмен. При гипертонической болезни и атеросклерозе массивными дозами аскорбиновой кислоты удается существенно снизить уровень холестерина в крови. Имеются данные, что большие дозы аскорбиновой кислоты при острых инфекционных заболеваниях дают такой же эффект, как антибиотики и сульфаниламидные препараты, но без токсического действия. Эффективные результаты получены при лечении туберкулеза, скарлатины, болезни почечных лоханок, сепсиса, а также различных вирусных заболеваний - полиэмилита, кори, свинки, ветрянки, вирусной пневмонии и вирусного энцефалита. Маккормик считает, что аскорбиновая кислота является "вечным косметическим средством" против преждевременной потери эластичности тканей. В настоящее время аскорбиновая кислота применяется при лечении гриппа, ангины, отравлений и др. Новейшие данные о терапевтическом эффекте аскорбиновой кислоты будут способствовать дальнейшему росту спроса на нее.

Рост потребления аскорбиновой кислоты связан не только с обширным терапевтическим ее применением. Значительные количества аскорбиновой кислоты потребляются пищевой промышленностью для витаминизации пищевых продуктов- кондитерских изделий, консервов, соков, напитков, соли и др. Из литературных данных известно о широком применении аскорбиновой кислоты с целью улучшения органолептических свойств пищевых продуктов. Например, аскорбиновую кислоту применяют для сохранения красного цвета мяса. Рыба, обрызганная 0,5-2 %-ным раствором аскорбиновой кислоты не изменяет своего качества при хранении ее в холодильниках при -18 °С в течение года, в то время как в указанных условиях без этой обработки ее сохранность невозможна. Аскорбиновую кислоту используют для предохранения персиков, абрикосов, яблок и др. фруктов от потемнения при консервировании. Витамин "С" используют для предохранения молока и мороженного от прокисания. Необходимо упомянуть аскорбил-пальмитат- жирорастворимое моноэфирное производное аскорбиновой кислоты, которое применяется как антиоксидант в фармацевтических и парфюмерных препаратах в качестве средства от прогоркания жиров и масел.

Таким образом, можно предположить, что потребление аскорбиновой кислоты для целей витаминизации пищевых продуктов и улучшения их качества будет все возрастать. Этому должно способствовать также значительное снижение стоимости аскорбиновой кислоты за счет технического усовершенствования производства. Если исходить из потребления аскорбиновой кислоты на душу населения 50 г. в год (включая витаминизацию пищевых продуктов), то общая потребность в аскорбиновой кислоте будет исчисляться тысячами тонн.

Переходя к вопросу усовершенствования производства синтетической аскорбиновой кислоты необходимо, прежде всего, остановиться на применяемом в настоящее время в витаминной промышленности методе синтеза. Как известно, имеются четыре принципиальных метода синтез аскорбиновой кислоты:

1. Синтез через 2-кето-1 -гексоновые кислоты.

2. Через 3- кето-1-гексоновые кислоты.

3. Конденсация двух альдегидов бензоинового типа.

4. Конденсация эфиров окислов.

Существующие технологии производства синтетической аскорбиновой кислоты с периодическими процессами требуют большие емкости аппаратов и огромные площади для цехов, что влечет за собой экономические затраты, в то время как при ускоренном непрерывном процессе, эти затраты снизились бы до 10 раз. Однако для полного осуществления непрерывных процессов требуется усовершенствование операций и даже изменение отдельных стадий процесса. В области усовершенствования производства аскорбиновой кислоты перспективными являются:

- усовершенствование метода синтеза аскорбиновой кислоты из Б-глюкозы на базе непрерывных процессов, сокращения количества стадий синтеза путем непосредственного окисления 1-сорбозы в 2-кето-Ь-гулоновую кислоту и изъятия из производства вредных и огнеопасных растворителей (ацетон, хлороформ, дихлорэтан) в результате проведения процесса енолизации в среде концентрированных кислот.

- освоение новых методов синтеза, из которых многообещающим является синтез аскорбиновой кислоты через 1-галактуроновую кислоту, получаемую из жома свеклы.

Возможность получения кристаллически чистого витамина "С" синтетическим путем довольно быстро привела к организации его промышленного производства. Кристаллический витамин "С" в январе 1934 г. появился на рынке США по цене 7500 долларов за кг, но уже в ноябре цена его снизилась до 2010 долларов за кг. Как в предвоенные годы, так и в годы войны США являлись основным поставщиком аскорбиновой кислоты в Западно- европейские страны, где не было еще организованно производство этого витамина синтетическим путем. К 1945 г. производство аскорбиновой кислоты в США было доведено до 600 т. Но в Европейских странах в годы войны, наряду с получением витамина "С" по импорту из США, было организовано получение концентратов витамина "С" из различных видов растительного сырья. Так, в Англии в 1942 г. начался сбор плодов шиповника для получения витамина "С". Несмотря на то, что в дальнейшем в Англии было организовано собственное производство синтетической аскорбиновой кислоты, спустя десять лет там продолжал иметь место организованный сбор плодов шиповника для производства так называемого "сиропа шиповника", который считался богатым источником аскорбиновой кислоты. Однако в США, наряду с промышленным производством синтетической аскорбиновой кислоты так же предпринимались попытки использовать натуральное сырье для производства концентратов витамина "С". Так, в 1950 г. в Западной области, Клоуз с сотрудниками разработал метод получения аскорбиновой кислоты из зеленого грецкого ореха с выходом 25-50 %. Однако этот метод оказался невыгодным, т. к. используемое при этом оборудование после короткого сезона производства не находило применения на протяжении остального времени года.

В послевоенный период производство витаминов было организованно в большинстве капиталистических стран. В 1980 г. в США вырабатывались витамины и витаминные препараты в различных формах и сочетаниях более 700 наименований, быстрыми темпами развивалось производство витаминов в Японии, ФРГ, Франции, Швейцарии и в других странах. В нашей стране производство витаминов (в основном в виде концентратов) получило заметное развитие в годы Отечественной войны.

Актуальность темы.

Во всех странах мира обеспечение населения высокоэффективными витаминными и лекарственными препаратами является одной из важнейших проблем, поскольку от этого зависит состояние здоровья людей, определяющее производительные силы и экономическое могущество государства. Ежегодно для удовлетворения растущей потребности в витаминах создаются новые комплексные препараты. Поэтому исследование исторических аспектов возникновения, становления и развития витаминной промышленности в России, в частности на примере Уфимского витаминного завода, являющимся одним из крупнейших предприятий витаминной промышленности нашей страны, является весьма актуальной задачей в оценке настоящих и будущих возможностей расширения ассортимента и увеличения крупномасштабного производства этих видов продукции.

Целью работы является:

- изучение возникновения, становления и развития производства витаминных и лекарственных препаратов в России на примере ОАО "УфаВИТА";

- анализ проблем, связанных с расширением ассортимента и объемов производства витаминной и другой продукции на ОАО "УфаВИТА";

- анализ деятельности изобретателей и рационализаторов, направленной на совершенствование технологический процессов и повышение экономической эффективности производства на ОАО "УфаВИТА"; - возникновение, становление и развитие производства аскорбиновой кислоты на базе растительного и синтетического сырья на Уфимском витаминном заводе (УВЗ).

Научная новизна работы заключается в том, что впервые собран и обобщен материал по истории возникновения, становления и развития производства витаминной продукции в России на примере Башкирского региона начиная с дореволюционной России и до наших дней. Впервые обобщены сведения по производству витаминов и лекарственных препаратов в стране в разрезе выполнения пятилетних планов развития народного хозяйства России. Впервые изучены и систематизированы данные по производству витаминных и лекарственных препаратов на УВЗ, рассмотрены исторические аспекты образования и проблемы совершенствования синтеза аскорбиновой кислоты.

Практическая значимость. Материалы данного исследования используются при чтении лекций по специальности "Биохимия и технология микробиологических производств" технологического факультета Уфимского государственного нефтяного технического университета по курсу "Микробиология", "Биотехнология" и "Процессы и аппараты биотехнологии".

Фактический материал и анализ динамики развития производства витаминных и лекарственных препаратов используется ОАО "УфаВИТА" при расширении, реорганизации и строительства новых объектов производства.

Диссертация изложена на 151 стр. машинописного текста, включая 43 табл., 32 рис. и состоит из введения, 4-х глав, выводов и списка литературы. Первая глава включает материалы по возникновению, становлению и развитию производства витаминной продукции на базе артели "Единение", преобразованной впоследствии в кондитерскую фабрику "Башкондитер", а затем реорганизованной на промышленное производство витаминных и лекарственных средств в 1941 г. и получившей название "Уфимский витаминный завод". Обсуждаются результаты деятельности УВЗ в период Великой Отечественной войны и годы первой послевоенной пятилетки. Вторая глава посвящена