蘇氨酸鋅的製備方法
2023-12-05 20:43:26 2
專利名稱：蘇氨酸鋅的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種蘇氨酸鋅的製備方法，尤其涉及分子式為
C8H16N206Zn，或含結晶水時分子式為C8H16N206Zn '2H20的蘇氨酸鋅製 備方法。
背景技術：
目前，我國食品和飼料生產中添加的微量元素主要是無機金屬礦物質。 無機微量元素添加劑主要存在以下問題
(1) 吸收利用率低無機金屬離子在胃腸道內易與食品或飼料中的植
酸、磷酸、草酸等分子形成不易被人體和動物吸收的難溶性化合物，不同 的二價金屬離子可能會產生拮抗，影響其在小腸的吸收和機體利用率，造 成即使大量添加，人體或動物仍可能出現微量元素缺乏症。
(2) 對其他營養素的破壞作用游離的二價金屬離子易使某些維生素 氧化失活，誘導食品或飼料中的脂肪氧化產生過氧化自由基，對機體產生 危害，如導致免疫能力下降、生產性能降低等。
(3) 超量添加的弊端超量添加無機礦物質會對動物胃腸道造成不良 刺激，促進有害菌繁殖，增加消化道疾病的發病率。同時，過多的金屬元 素隨糞便排出，給環境造成汙染。
在飼料中添加適量有機微量元素螯合物是解決飼料中無機微量元素超 量添加、提高微量元素吸收利用率比較有效的方法。有機微量元素螯合物 (Organic Micrometal Chelates, OMC)是指以微量元素離子為中心原子， 通過配位鍵與配體配位後形成的環狀化合物，分子量一般不超過800。研究 表明，微量元素胺基酸螯合物的半致死量大於無機鹽，是更安全的第三代 微量元素添加劑。
微量元素胺基酸螯合物是以胺基酸為配體，通過胺基酸的羧基氧原子 和氨基氮原子與中心金屬離子形成配位鍵，帶有五元環或六元環的配位化 合物，分子內電荷呈中性，與相應的無機鹽相比，它的主要優點為
(1)在體內pH環境下穩定性和溶解性較好，吸收率高出無機鹽三倍多，具有更高的生物學效價。
(2) 具有良好的生化穩定性，在消化道中大大降低了二價金屬離子間的 拮抗作用，同時也減少了與植酸、草酸等結合的機會，有利於腸道的吸收 利用。微量元素胺基酸螯合物的吸收途徑和代謝機制不同於無機鹽，它可 以通過胺基酸或肽的吸收途徑進入腸細胞。金屬胺基酸螯合物能以類似二 肽的形式，通過小腸黏膜被直接吸收進入血漿，不必再走主動吸收的途徑， 因而降低了能耗，提高了吸收率。
(3) 在相同劑量下，有機微量元素能有效促進動物生長、提高飼料利用 率，增加肉、蛋、奶中微量元素(如鐵、鋅、硒、鉻等)含量，提高其營 養價值。
發明內容
本發明的目的在於提供蘇氨酸鋅的製備方法，所生產的蘇氨酸鋅(分 子式為C8H16N206Zn，或含結晶水時分子式為C8H16N206Zn'2H20)即可 滿足人體和動物對鋅的營養需求，還可為人體和動物提供必需胺基酸—— 蘇氨酸的營養。
本發明是這樣來實現的，以蘇氨酸與氧化鋅為原料，在水介質中反應， 其特徵是蘇氨酸與鋅摩爾比為(7.00—2.00): 1,在5(TC—IO(TC溫度下攪 拌反應至溶液澄清。繼續反應0. 5—3.0h，結束反應，反應液降溫自然結晶， 過濾分離，水洗，乾燥，粉碎，製備得到蘇氨酸鋅產品。
上述反應液降溫後自然結晶，分離提取蘇氨酸鋅後的濾液，可繼續利 用，作為下一次反應的反應介質，原料充分利用，達到降低成本的目的。 本發明利用蘇氨酸的酸性和氧化鋅的鹼性來直接進行中和反應，不需要加 入其他試劑，所以在最後的反應物中沒有其他的副產物，提高了產品的純 度，並減少了副產物的排出，符合當今對環保的要求。本發明具有工藝簡 單、收率高、成品品質好等優點。
在本發明中也可用鹼式碳酸鋅、碳酸鋅、氫氧化鋅替換氧化鋅為原料。
本發明中在反應結束後，反應液中可以加入有機溶劑，如甲醇或乙醇、 丙酮等進行快速沉澱產物、過濾分離、水洗、乾燥，製備得到蘇氨酸鋅產本發明中在反應結束後，反應液可以真空濃縮，晶析，過濾分離，水 洗，乾燥，粉碎，製備得到蘇氨酸鋅產品。
本發明的優點是本發明利用市場價格便宜、又屬於人體及動物的必 需胺基酸——蘇氨酸與氧化鋅及其他鋅鹽為原料，合成了蘇氨酸鋅。本發 明製成的蘇氨酸鋅符合生理條件要求①是中性；②分子量小，分子量為
301.60，含兩個結晶水時分子量為337.63;③可以整體被吸收。與市場上其
他胺基酸鋅螯合物比較，顯示出獨特的特點。與甘氨酸鋅比較，蘇氨酸作 為畜禽的必需胺基酸之一 (豬中第二限制性胺基酸、禽類第三限制性氨基 酸)，在畜禽中得到廣泛的應用；與蛋氨酸鋅、賴氨酸鋅比較，它沒有蛋氨 酸、賴氨酸特殊的異味。
本發明製得的蘇氨酸鋅用於斷奶仔豬補充鋅的生物實驗結果表明與 ZnS04比較，能夠提高仔豬平均日增重(ADG)28.3X，日平均採食量(ADFI) 29.6%，增加血清鋅濃度2.41倍和IgG含量1.62%。與葡萄糖酸鋅比較， 能夠提高仔豬平均日增重(ADG) 15.3%，日平均採食量(ADFI) 18.2%， 增加血清鋅濃度1.31倍和IgG含量1.03%。
本發明製得的蘇氨酸鋅用於對蛋雞生產性能和蛋品質影響的研究實驗 結果表明蘇氨酸鋅可提高蛋雞生產性能，與硫酸鋅對照相比，添加35ppm 同劑量情況下，產蛋率提高10.91%;平均日產蛋重提高8.25%;飼料利用 率提高9.32%;蛋鋅的沉積量更高；添加蘇氨酸鋅顯著提高蛋雞血清鋅和鹼
性磷酸酶水平，表明添加蘇氨酸鋅提高鋅的吸收利用效率。與乳酸鋅比較，
添加70ppm同劑量情況下，產蛋率提高5.85%;平均日產蛋重提高5.02%; 飼料利用率提高6.32%;蛋鋅的沉積量更高。
具體實施方式
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實施例1
稱取蘇氨酸71.4g (0.60mol)，溶於250mL水中。然後向蘇氨酸溶液中 緩慢加入氧化鋅粉末20. 3g (0. 25mol)，蘇氨酸與氧化鋅的摩爾比為2. 4: 1，在95'C攪拌反應至溶液澄清，繼續反應0.5h。停止反應，靜置過夜， 溶液沉澱出大量玫瑰花形無色半透明晶體，過濾，水洗，5(TC、 0. lOMPa真 空乾燥，粉碎，得到74.7g蘇氨酸鋅。反應產率88.50%，分子式為C8H16N206Zn。 實施例2
實例1中生成的蘇氨酸鋅反應液過濾掉結晶產物，濾液待用。可繼續
加入氧化鋅粉末反應；或作為反應溶劑，用作蘇氨酸與氧化鋅反應的介質， 循環使用。蘇氨酸100%被利用，反應產率幾乎可達100%,分子式為 C8H16N206Zn。 實施例3
稱取蘇氨酸71.4g (0.60mol)，溶於250mL水中。然後向蘇氨酸溶液中 緩慢加入氧化鋅粉末20. 3g(0. 25mol)，蘇氨酸與氧化鋅的摩爾數比為2. 4: 1，在95。C攪拌反應至溶液澄清，繼續反應0.5h。停止反應，冷卻，加入 乙醇，使蘇氨酸鋅沉澱析出，沉澱為略帶微淡乳黃色固體，過濾，水洗， 50°C、 0. lOMPa真空乾燥，粉碎，得到80.60g蘇氨酸鋅。反應產率95. 50 %，分子式為C8H16N206Zn'2H20。 實施例4
稱取蘇氨酸71.4g (0.60mol)，溶於250mL水中。然後向蘇氨酸溶液中 緩慢加入氧化鋅粉末16. 20g (0. 20mol)，蘇氨酸與氧化鋅的摩爾比為3. 0: 1，在85i:攪拌反應至溶液澄清，繼續反應0.5h。停止反應，靜置過夜， 溶液沉澱出大量玫瑰花形無色半透明晶體，過濾，水洗，50°C、 0. 10MPa真 空乾燥，粉碎，得到60.8g蘇氨酸鋅。反應產率90.00%，分子式為 C8H16N206Zn。 實施例5
稱取蘇氨酸35.7g (0.300mol)，溶於200mL水中。然後向蘇氨酸溶液 中緩慢加入鹼式碳酸鋅(3Zn(0H)"2ZnC03) llg (0.02mol)，蘇氨酸與鋅 的摩爾比為3: 1，在9(TC攪拌反應，反應至溶液澄清，繼續反應lh。停止 反應，冷卻，靜置過夜，蘇氨酸鋅沉澱析出，沉澱物為帶金屬光澤沙糖狀 乳黃色半透明塊狀晶體，過濾，水洗，6(TC、 0. 10MPa真空乾燥，粉碎，得 到28.3g蘇氨酸鋅。反應產率83.82%，分子式為C8H16N206Zn'21120。 實施例6
稱取蘇氨酸35.7g (0.300mol)，溶於200mL水中。然後向蘇氨酸溶液中緩慢加入鹼式碳酸鋅(3Zn(0H)2'2ZnC03) llg (0.02mol)，蘇氨酸與鋅 的摩爾比為3: 1，在9(TC攪拌反應，反應至溶液澄清，繼續反應lh。停止 反應，冷卻，加入一定量體積的乙醇快速析晶，沉澱為略帶微淡乳黃色固 體，過濾，水洗，60°C、 0. 10MPa真空乾燥，粉碎，得到30. lg蘇氨酸鋅。 反應產率89. 15。％，分子式為C8H16N206Zn'2H20。 實施例7
稱取蘇氨酸47.6g (0.400mol)，溶於250mL水中。然後向蘇氨酸溶液 中緩慢加入鹼式碳酸鋅(3Zn(0H)2 2ZnC03) llg (0.02mol)，蘇氨酸與鋅 的摩爾比為4: 1，在85t:攪拌反應，反應至溶液澄清，繼續反應1.5h。停 止反應，冷卻，靜置過夜，蘇氨酸鋅沉澱析出，沉澱物為帶金屬光澤沙糖 狀乳黃色半透明塊狀晶體，過濾，水洗，60°C、 0. lOMPa真空乾燥，粉碎， 得到29.2g蘇氨酸鋅。反應產率86.62%，分子式為C8H16N206Zn。 實施例8
稱取蘇氨酸35.7g (0.300mol)，溶於200mL水中。然後向蘇氨酸溶液 中緩慢加入鹼式碳酸鋅(3Zn(0H)2'2ZnC03) llg (0.02mol)，蘇氨酸與鋅 的摩爾比為3: 1，在9(TC攪拌反應，反應至溶液澄清，繼續反應lh。停止 反應，冷卻，靜置過夜，蘇氨酸鋅沉澱析出，沉澱物為帶金屬光澤沙糖狀 乳黃色半透明塊狀晶體，過濾，水洗，6(TC、 0. lOMPa真空乾燥，粉碎，得 到28.3g蘇氨酸鋅。反應產率83.82%，分子式為C8H16N206Zn'21120。 實施例9
稱取蘇氨酸71.4g (0.300mol)，溶於200mL水中。然後向蘇氨酸溶液 中緩慢加入鹼式碳酸鋅(3Zn(0H)2'2ZnC03) llg (0.02mol)，蘇氨酸與鋅 的摩爾比為6: 1，在5(TC攪拌反應，反應至溶液澄清，繼續反應3.0h。停 止反應，冷卻，靜置過夜，蘇氨酸鋅沉澱析出，沉澱物為帶金屬光澤沙糖 狀乳黃色半透明塊狀晶體，過濾，水洗，6(TC、 0. lOMPa真空乾燥，粉碎， 得到30.3g蘇氨酸鋅。反應產率84.28%，分子式為C8H16N206Zn。
權利要求
1. 蘇氨酸鋅的製備方法，它以蘇氨酸與氧化鋅為原料，在水介質中反應，其特徵是蘇氨酸與鋅的摩爾比為7.00-2.00∶1，在50℃-100℃溫度下攪拌反應至溶液澄清，繼續反應0.5-3.0h，結束反應，反應液降溫自然結晶，過濾分離，水洗，乾燥，粉碎，製備得到蘇氨酸鋅產品。
2、 根據權利要求1所述蘇氨酸鋅的製備方法，其特徵是可用鹼式碳 酸鋅、碳酸鋅、氫氧化鋅替換氧化鋅為原料。
3、 根據權利要求1所述蘇氨酸鋅的製備方法，其特徵是反應結束後， 可向反應液中加入有機溶劑，如甲醇、乙醇、丙酮進行快速沉澱產物，過 濾分離，水洗，乾燥，粉碎，製備得到蘇氨酸鋅產品。
4、 根據權利要求1所述蘇氨酸鋅的製備方法，其特徵是反應結束後, 反應液可以真空濃縮，晶析，過濾分離，水洗，乾燥，粉碎，製備得到蘇 氨酸鋅產品。
全文摘要
蘇氨酸鋅的製備方法，以蘇氨酸與氧化鋅為原料，在水介質中反應，蘇氨酸與氧化鋅摩爾比為(7.00-2.00)∶1，在50℃-100℃溫度下攪拌反應，製備得到蘇氨酸鋅(分子式為C8H16N2O6Zn，或含結晶水時分子式為C8H16N2O6Zn·2H2O)產品。本發明利用市場價格便宜、又屬於人體及動物的必需胺基酸——蘇氨酸與氧化鋅及其他鋅鹽為原料，合成了蘇氨酸鋅，製成的蘇氨酸鋅符合生理條件要求①是中性；②分子量小，分子量為301.60，含兩個結晶水時分子量為337.63；③可以整體被吸收。
文檔編號C07C229/00GK101289411SQ200810106870
公開日2008年10月22日 申請日期2008年5月23日 優先權日2008年5月23日
發明者王遠興, 聶少平, 胡曉波, 謝明勇, 黃亞霖, 毅 龔 申請人:南昌大學