一種制備n-羥甲基-d,l-蛋氨酸微量元素螯合物的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明針對(duì)化工領(lǐng)域，涉及一種制備N(xiāo)-羥甲基-D,L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，該方法先以D,L-蛋氨酸與微量元素金屬鹽反應(yīng)，得到D,L-蛋氨酸微量元素螯合物；所得到的D,L-蛋氨酸微量元素螯合物在水介質(zhì)中與甲醛反應(yīng)，反應(yīng)完畢后經(jīng)過(guò)濾，冷水洗滌，干燥，粉碎，得到粉末狀的N-羥甲基-D,L-蛋氨酸微量元素螯合物。該方法制得了高純度的N-羥甲基-D,L-蛋氨酸微量元素螯合物，并且生產(chǎn)周期短，產(chǎn)物得率高，穩(wěn)定性高，得到的濾液可循環(huán)套用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種制備N(xiāo)-羥甲基-D, L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明針對(duì)化工領(lǐng)域，涉及ー種制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬微量元素作為飼料添加劑使用已經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段:第一階段，使用的微量元素的無(wú)機(jī)鹽，主要是硫酸鹽和其氧化物等，但是在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)許多缺點(diǎn)，例如與其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的拮抗作用，對(duì)維生素等營(yíng)養(yǎng)的破壞作用，生物學(xué)效價(jià)低和混合均勻度低等；第二階段:為了克服使用微量元素的無(wú)機(jī)鹽的缺點(diǎn)，人們開(kāi)始使用微量元素添加剤-有機(jī)酸鹽。但是有機(jī)金屬微量元素鹽同樣存在著生物學(xué)利用率低、生化功能不穩(wěn)定等不足之處；第三階段:微量金屬元素氨基酸螯合物是20世紀(jì)70年代首先由美國(guó)ALBICN生物試驗(yàn)室最早研制成功的ー類(lèi)新型高效飼料添加剤，具有穩(wěn)定性好、抗干擾、易被動(dòng)物吸收、生物學(xué)效價(jià)高等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為微量金屬元素添加劑的第三代。
[0003]20世紀(jì)80年代，我國(guó)開(kāi)始對(duì)微量元素氨基酸螯合物進(jìn)行了研究和應(yīng)用，并且在豬、禽、反芻動(dòng)物、兔及其魚(yú)類(lèi)上取得了較好的效果。目前主要的產(chǎn)品有蛋氨酸亞鐵、蛋氨酸銅、蛋氨酸鈷、賴(lài)氨酸亞鐵、賴(lài)氨酸銅、甘氨酸亞鐵等，以及ー些復(fù)合微量元素氨基酸螯合物添加剤。如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01110412988.9的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了蛋氨酸金屬(銅、鋅、鈷)螯合物的合成方法。由于氨基酸容易被反芻動(dòng)物瘤胃微生物降解，不能通過(guò)瘤胃被生物體利用，利用率較低，限制了上述微量元素氨基酸螯合物的應(yīng)用。
[0004]如何滿(mǎn)足高產(chǎn)反芻動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)氨基酸及其微量元素的需求已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外營(yíng)養(yǎng)學(xué)者所關(guān)注。許多研究表明:在其飼料中添加過(guò)瘤胃氨基酸微量元素螯合物是反芻動(dòng)物提供理想的小腸氨基酸的先進(jìn)手段，不僅僅有利于氨基酸的吸收，而且補(bǔ)充動(dòng)物日常所需的微量元素，不會(huì)對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)元素造成破壞作用，對(duì)提高飼料的利用率、減少蛋白質(zhì)氨基酸浪費(fèi)、降低生產(chǎn)成本、提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)能力均極為有利。
[0005]蛋氨酸是家禽的第一限制性氨基酸，飼料中常用的蛋氨酸添加劑主要有粉狀D，L-蛋氨酸(DLM)和蛋氨酸羥基類(lèi)似物(HMB)，目前，蛋氨酸微量元素螯合物(申請(qǐng)?zhí)枮?01110342880.7的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了ー種制備蛋氨酸微量元素螯合物的方法)和蛋氨酸羥基類(lèi)似物微量元素螯合物(申請(qǐng)?zhí)枮?01310199220.7的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了ー種微量元素蛋氨酸羥基類(lèi)似物螯合物添加劑的制備方法)已開(kāi)發(fā)進(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用。但是，現(xiàn)有制備蛋氨酸微量元素螯合物的方法中，都存在著合成エ藝周期長(zhǎng)、收率低、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品的純度低、穩(wěn)定性差的現(xiàn)象。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，不但縮短合成エ藝，而且提高了合成率。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:[0008]一種制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，包括如下進(jìn)行的步驟:[0009](I)將D，L-蛋氨酸加水和無(wú)機(jī)堿，加熱溶解得溶液1，另將可溶性的微量金屬鹽加入水中，加熱溶解得溶液2，將所述溶液I和溶液2混合得反應(yīng)體系，維持反應(yīng)體系pH為5.5~7.0，加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，所得濾液結(jié)晶得D，L-蛋氨酸微量元素螯合物；在本發(fā)明的方法中，D，L-蛋氨酸與可溶性的微量金屬鹽反應(yīng)后，過(guò)濾所得到的濾液繼續(xù)利用，所得到的固體物質(zhì)主要為微量金屬化合物不溶物，排出反應(yīng)體系，不污染環(huán)境。[0010](2)步驟(1)所得的D，L-蛋氨酸微量元素螯合物在水介質(zhì)中與甲醛進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾得N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物。[0011]在本發(fā)明的方法中，步驟(1)中，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，所得濾液也可不經(jīng)過(guò)結(jié)晶處理， 將濾液冷卻至20°c~30°C，得到含有D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的混合漿液直接用于下一步與甲醛反應(yīng)進(jìn)行羥甲基化。本發(fā)明優(yōu)選的是將所得濾液結(jié)晶得D，L-蛋氨酸微量元素螯合物固體，然后再用于下一步與甲醛反應(yīng)進(jìn)行羥甲基化。[0012]上述制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法反應(yīng)式如下所示:[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于，包括如下進(jìn)行的步驟: (1)將D，L-蛋氨酸加水和無(wú)機(jī)堿，加熱溶解得溶液I，另將可溶性的微量金屬鹽加入水中，加熱溶解得溶液2，將所述溶液I和溶液2混合得反應(yīng)體系，維持反應(yīng)體系pH為5.5~7.0，加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，所得濾液結(jié)晶得D，L-蛋氨酸微量元素螯合物； (2)將步驟(1)所得的D，L-蛋氨酸微量元素螯合物在水介質(zhì)中與甲醛進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾得N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于:所述步驟(1)中，所述可溶性的微量金屬鹽是鐵、銅、鋅、錳、鈷、鎳和鉻的可溶性的微量金屬鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于:所述步驟(1)中，所述可溶性的微量金屬鹽是氯化亞鐵、硫酸亞鐵、氯化銅、硫酸銅、氯化鋅、硫酸鋅、氯化錳、硫酸錳、氯化鈷、硫酸鈷、氯化鎳、硫酸鎳、氯化鉻、硫酸鉻中的ー種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于:所述步驟(1)中，D，L-蛋氨酸與可溶性的微量金屬鹽反應(yīng)體系中，微量金屬元素與D，L-蛋氨酸的摩爾比為0.4~0.8:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于:所述步驟(1)中，所述的無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉，所述氫氧化鈉與D，L-蛋氨酸的摩爾比為0.8~1.2:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于:所述步驟(1)中，所述溶液I和溶液2混合，加熱反應(yīng)溫度為60°C~90°C，反應(yīng)時(shí)間為I~3小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于:所述步驟(1)中所述結(jié)晶是將濾液冷卻至o°c~10°C結(jié)晶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，所述的D，L-蛋氨酸微量元素螯合物與甲醛反應(yīng)的摩爾比為1.0 ~1.2:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，所述的D，L-蛋氨酸微量元素螯合物與甲醛反應(yīng)溫度控制在20°C~30°C，反應(yīng)時(shí)間為0.5~2小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于:所述步驟(2)中所述的D，L-蛋氨酸微量元素螯合物與甲醛反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，所得N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物用冷水洗滌，然后干燥，粉碎，得到粉末狀N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物。
11.N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的循環(huán)生產(chǎn)方法，其特征在于，包括下列步驟: A將D，L-蛋氨酸加水和無(wú)機(jī)堿，加熱溶解得溶液1，另將可溶性的微量金屬鹽加入水中，加熱溶解得溶液2，將所述溶液I和溶液2混合得反應(yīng)體系，維持反應(yīng)體系pH為5.5~`7.0，加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，所得濾液結(jié)晶，過(guò)濾得D，L-蛋氨酸微量元素螯合物和濾液I ;所述濾液I循環(huán)利用，用于另一輪N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的制備過(guò)程中與D，L-蛋氨酸混合繼續(xù)參與反應(yīng)；B將步驟A中所得的D，L-蛋氨酸微量元素螯合物在水介質(zhì)中與甲醛進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾得N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物和濾液2 ;所得濾液2在另一輪N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的制備過(guò)程中繼續(xù)與甲醛進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)。
12.利用N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物生產(chǎn)裝置制備N(xiāo)-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物生產(chǎn)裝置，包括D，L-蛋氨酸微量元素螯合物制備反應(yīng)罐(I)、分離裝置(2)、D, L-蛋氨酸微量元素螯合物與甲醛進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)的反應(yīng)罐(3)、液體儲(chǔ)存罐(4)、洗滌裝置(5)、干燥裝置(6 )和粉碎裝置(7 )，所述反應(yīng)罐(I)與反應(yīng)罐(3 )分別通過(guò)帶閥門(mén)的回流管道與分離裝置(2)連通，所述液體儲(chǔ)存罐(4)分別與反應(yīng)罐(I)、分離裝置(2)和反應(yīng)罐(3)相連通， 所述洗滌裝置(5)與所述分離裝置(2)相連，所述干燥裝置(6)與所述洗滌裝置(5)相連， 所述粉碎裝置(7)與所述干燥裝置(6)相連；a將D，L-蛋氨酸加水和無(wú)機(jī)堿，加熱溶解得溶液1，另將可溶性的微量金屬鹽加入水中，加熱溶解得溶液2，將所述溶液I和溶液2加入到反應(yīng)罐(I)中混合得反應(yīng)體系，維持反應(yīng)體系pH為5.5~7.0,加熱反應(yīng),待反應(yīng)結(jié)束后,送入分離裝置(2)分離除去固體物質(zhì),所得濾液結(jié)晶，然后經(jīng)過(guò)分離裝置(2)分離得D，L-蛋氨酸微量元素螯合物和濾液1，所述濾液 I送入液體儲(chǔ)存罐(4)中儲(chǔ)存，另一輪N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的制備開(kāi)始時(shí)，所述濾液I與D，L-蛋氨酸混合，用于另一輪N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的制備；b將步驟a中所得的D，L-蛋氨酸微量元素螯合物送入反應(yīng)罐(3)，在水介質(zhì)中與甲醛進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后送入分離裝置(2)中分離得N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物和濾液2 ;所得N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物送入洗滌裝置(5)用冷水洗滌后送入干燥裝置(6)中干燥，干燥后送入粉碎裝置(7)中粉碎得到粉末狀的N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物;所得濾液2送入液體儲(chǔ)存罐(4)中儲(chǔ)存，在另一輪N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的制備過(guò)程中繼續(xù)與甲醛進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)，用于制備` N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物。
【文檔編號(hào)】C07C323/58GK103497135SQ201310507151
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】吳傳隆, 王用貴, 秦嶺, 朱麗利, 楊帆, 任星宇, 陳宏楊, 李歐 申請(qǐng)人:重慶紫光化工股份有限公司