アスコルビン酸

酸性

アスコルビン酸はビニル性カルボン酸のように振る舞い、二重結合のπ電子がヒドロキシ基とカルボニル基の間に伝わることにより高い酸性を示す (pK_a1 = 4.17、pH = 2 (50 mg/mL))。これは、プロトンを放出した後の共役塩基が共鳴構造を持ち、負電荷を非局在化させて安定化できるためである。

アスコルビン酸は還元性を示す。適当な酸化剤（空気中の酸素およびハロゲンなど）の作用により、プロトンを2個放出してデヒドロアスコルビン酸に変わる。この性質により、酸化防止剤として用いられる。

酸化

アスコルビン酸イオンは、典型的な生物学的pH値における優勢種である。 マイルドな還元剤及び抗酸化物質 (酸化防止剤)である。 酸化で1番目の電子が失われることによりラジカルカチオンが形成され、次に2番目の電子が失われることによりデヒドロアスコルビン酸が形成される。 通常、ヒドロキシルラジカルなどの活性酸素種の酸化剤と反応する。

アスコルビン酸は、セミデヒドロアスコルビン酸と呼ばれるそれ自体のラジカルイオンの共鳴安定化された性質により、単一の電子を転送することができるという特質をもつ。 化学反応式は以下のとおり：

RO^• + C₆H₇O−
6 → RO⁻ + C₆H₇O•
6 → ROH + C₆H₆O₆

酸素にさらされると、アスコルビン酸はさらに酸化分解されて、ジケトグロン酸、キシロン酸、トレオン酸、シュウ酸などのさまざまな生成物になる。

活性酸素種は、核酸、タンパク質、脂質との相互作用の可能性があるため、分子レベルで動植物に損傷を与えるものであり、これらのラジカルが連鎖反応を開始することがある。 アスコルビン酸塩は、電子移動反応によってこれらの連鎖ラジカル反応を終わらせることができる。 アスコルビン酸塩の酸化型は比較的非反応性であり、細胞の損傷を引き起こさない。

しかしながら、アスコルビン酸塩は優れた電子供与体であるので、遊離金属イオンの存在下での過剰なアスコルビン酸塩は、フリーラジカル反応を促進するだけでなく開始することもできるため、特定の代謝状況において潜在的に危険な酸化促進化合物になり得る。

アスコルビン酸とアスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸カリウム、アスコルビン酸カルシウム塩、アスコルビン酸グルコシドは、食品添加物である酸化防止剤として一般的に使用されている。 ただし、これらの化合物は水溶性であるため、脂肪を酸化から保護することはできない。この目的のために、アスコルビン酸と長鎖脂肪酸の脂溶性エステル（パルミチン酸アスコルビルまたはステアリン酸アスコルビル）を食品の抗酸化剤として使用することができる。

なお食品が、その加工中や保存中などに、その色が褐変する事を防止するために、アスコルビン酸自身が酸化されて、食品の側を還元する作用を利用する方法もある^{[3][注釈 1]}。

互変異性

アスコルビン酸はプロトンの移動によって不安定なジケトンに互変異性する。この場合、エノール側が優勢である。エノールがプロトンを失うと、その二重結合からπ電子を受け取り、ジケトンが生成する。この互変異性では1,2-ジケトンと1,3-ジケトンが生成可能である。

定量法

アスコルビン酸の定量分析は、酸化還元滴定により行える。試料をメタリン酸水溶液に溶かし 0.05 mol/L ヨウ素溶液で滴定する。指示薬は、デンプン試液を用いる。この方法の中で、ヨウ素は酸化剤としてはたらく。