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维生素C(Victim C)又称L-抗坏血酸(L-ascorbic acid),具有烯醇式己糖酸内酯结构,分子中的两个烯二醇基团很容易释出H+而使维生素C具备还原性。维生素C为水溶性维生素,在水溶液或碱性条件易分解,弱酸性溶液中分解较缓慢。维生素C广泛存在于植物细胞中,参与植物抗氧化、光保护及作为某些还原酶的辅因子、提高抗逆性等方面。植物维生素C是人体获得维生素C的主要来源,由于维生素C的不稳定性,在测定植物维生素C过程中需快速分析以提高分析效率,减少分析误差。植物维生素C现有测定方法主要有滴定法、电化学法、色谱分析法、分光光度法、动力学分析法等,但植物产品种类繁多,各方法各有局限性,不能对多种植物的维生素C含量进行分析。本研究用维生素C、碘酸钾、硫酸、淀粉组成动力学反应体系,采用分光光度计在600nm处进行动力学光度分析,研究了反应体系的化学反应机理。通过反应机理的研究构建了维生素C反应体系的反应历程以及相关的计量分析,并应用于植物维生素C含量的测定研究,主要研究内容及结果如下:1.维生素C、碘酸钾、硫酸、淀粉组成的动力学反应体系的反应历程分为三个阶段(用A,B,C表示)。A阶段分为三个步骤(用①②③表示),①33H2O为决速步骤,①包含三个双电子转移过程:+HIO2 + H2O(决定速率),H20 + H+。②为I03-+5I-+6H+ → 3I2+3H20,②包含的反应途径为:2I-+IO3-+ 2H+ →2IOH + IO-(慢),IO-+H+→IOH(快),I-+IOH + H+ →I2+H20(快),③为I2+。动力学研究表明A阶段反应速率方程式为v=k·c1.04(KIO3)·c1.06(VC)·c1.05(H+)。当维生素C消耗完全之后,A阶段结束,进入B阶段的历程。B阶段包含的反应途径为:2I-+ IO3-+2H+ →2IOH + IO-(慢),IO-+H+→IOH(快),I-+ IOH + H+→I2 +H20(快)。动力学研究表明B阶段的反应速率方程式为v=k·c1(IO3-)·c2(I-)·c2(H+)。C阶段反应式为I2 + H2O→ HIO + H++I+,碘-淀粉包合物解体。2.维生素C、碘酸钾、硫酸、淀粉组成的动力学反应历程A阶段的计量方程式为3+ 3H2O,维生素C和I-的计量关系为1/3nvc=nI-。B阶段的计量方程式为IO3-+ 5I-+ 6H+ → 3I2 + 3H2O,该阶段I-和I2的计量关系为nI-=5/3nI2。B阶段末端产生Amax值,Amax(?)c(VC),由此得出Amax与VC具有明确的函数关系,该关系具有维生素C的定量分析意义。3.本研究优化了用于维生素C定量分析时显示体系各反应物浓度参数,显色体系各反应物适宜浓度为:溶剂草酸浓度为0.04%,硫酸浓度为0.075 mol/L,碘酸钾浓度范围为 0.075-0.187 mol/L,维生素 C 浓度范围1.3 ×10-4-4.82×10-4 mol/L。4.建立测定维生素C的间接碘量动力学光度法,该方法表明Amax与维生素C浓度线性关系 r>0.999,线性范围1.38×10-4-4.82×10-4 mol/L。5.间接碘量动力学光度分析方法对植物中维生素C进行测定,动力学研究表明,植物中维生素C的分析试样的动力学历程与本实验研究的维生素C标准液动力学历程一致,植物中多种其他物质对测定无影响。通过不同方法的比较研究,准确度优于2,6-二氯靛酚滴定法,表明该方法可用于植物维生素C的测定。将该方法应用于其它领域,结果同样适用。