一種制備n-羥甲基-d,l-蛋氨酸微量元素螯合物的方法
【專利摘要】本發明針對化工領域，涉及一種制備N-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，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中與甲醛反應，反應完畢后經過濾，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，并且生產周期短，產物得率高，穩定性高，得到的濾液可循環套用。
【專利說明】一種制備N-羥甲基-D, L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法
【技術領域】
[0001]本發明針對化工領域，涉及ー種制備N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法。
【背景技術】
[0002]金屬微量元素作為飼料添加劑使用已經經歷了三個發展階段:第一階段，使用的微量元素的無機鹽，主要是硫酸鹽和其氧化物等，但是在應用中發現許多缺點，例如與其他營養物質的拮抗作用，對維生素等營養的破壞作用，生物學效價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機鹽的缺點，人們開始使用微量元素添加剤-有機酸鹽。但是有機金屬微量元素鹽同樣存在著生物學利用率低、生化功能不穩定等不足之處；第三階段:微量金屬元素氨基酸螯合物是20世紀70年代首先由美國ALBICN生物試驗室最早研制成功的ー類新型高效飼料添加剤，具有穩定性好、抗干擾、易被動物吸收、生物學效價高等優點，被譽為微量金屬元素添加劑的第三代。
[0003]20世紀80年代，我國開始對微量元素氨基酸螯合物進行了研究和應用，并且在豬、禽、反芻動物、兔及其魚類上取得了較好的效果。目前主要的產品有蛋氨酸亞鐵、蛋氨酸銅、蛋氨酸鈷、賴氨酸亞鐵、賴氨酸銅、甘氨酸亞鐵等，以及ー些復合微量元素氨基酸螯合物添加剤。如專利申請號為201110412988.9的中國專利公開了蛋氨酸金屬(銅、鋅、鈷)螯合物的合成方法。由于氨基酸容易被反芻動物瘤胃微生物降解，不能通過瘤胃被生物體利用，利用率較低，限制了上述微量元素氨基酸螯合物的應用。
[0004]如何滿足高產反芻動物對蛋白質氨基酸及其微量元素的需求已經成為國內外營養學者所關注。許多研究表明:在其飼料中添加過瘤胃氨基酸微量元素螯合物是反芻動物提供理想的小腸氨基酸的先進手段，不僅僅有利于氨基酸的吸收，而且補充動物日常所需的微量元素，不會對其他營養元素造成破壞作用，對提高飼料的利用率、減少蛋白質氨基酸浪費、降低生產成本、提高反芻動物的生產能力均極為有利。
[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)和蛋氨酸羥基類似物(HMB)，目前，蛋氨酸微量元素螯合物(申請號為201110342880.7的發明專利公開了ー種制備蛋氨酸微量元素螯合物的方法)和蛋氨酸羥基類似物微量元素螯合物(申請號為201310199220.7的發明專利公開了ー種微量元素蛋氨酸羥基類似物螯合物添加劑的制備方法)已開發進入市場應用。但是，現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、收率低、生產成本高、產品的純度低、穩定性差的現象。
【發明內容】
[0006]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種制備N-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]為實現上述目的，本發明的技術方案為:[0008]一種制備N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，包括如下進行的步驟:[0009](I)將D，L-蛋氨酸加水和無機堿，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混合得反應體系，維持反應體系pH為5.5~7.0，加熱反應，反應結束后過濾，所得濾液結晶得D，L-蛋氨酸微量元素螯合物；在本發明的方法中，D，L-蛋氨酸與可溶性的微量金屬鹽反應后，過濾所得到的濾液繼續利用，所得到的固體物質主要為微量金屬化合物不溶物，排出反應體系，不污染環境。[0010](2)步驟(1)所得的D，L-蛋氨酸微量元素螯合物在水介質中與甲醛進行羥甲基化反應，反應結束后過濾得N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物。[0011]在本發明的方法中，步驟(1)中，反應結束后過濾，所得濾液也可不經過結晶處理， 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進行羥甲基化。本發明優選的是將所得濾液結晶得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進行羥甲基化。[0012]上述制備N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法反應式如下所示:[0013]
【權利要求】
1.一種制備N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的方法，其特征在于，包括如下進行的步驟: (1)將D，L-蛋氨酸加水和無機堿，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混合得反應體系，維持反應體系pH為5.5~7.0，加熱反應，反應結束后過濾，所得濾液結晶得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中與甲醛進行羥甲基化反應，反應結束后過濾得N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物。
2.根據權利要求1所述的制備N-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.根據權利要求1或2所述的制備N-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.根據權利要求1或2所述的制備N-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.根據權利要求1或2所述的制備N-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，所述的無機堿為氫氧化鈉，所述氫氧化鈉與D，L-蛋氨酸的摩爾比為0.8~1.2:1。
6.根據權利要求1或2所述的制備N-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，加熱反應溫度為60°C~90°C，反應時間為I~3小時。
7.根據權利要求1或2所述的制備N-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)中所述結晶是將濾液冷卻至o°c~10°C結晶。
8.根據權利要求1或2所述的制備N-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的摩爾比為1.0 ~1.2:1。
9.根據權利要求1或2所述的制備N-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溫度控制在20°C~30°C，反應時間為0.5~2小時。
10.根據權利要求1或2所述的制備N-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結束后，過濾，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生產方法，其特征在于，包括下列步驟: A將D，L-蛋氨酸加水和無機堿，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混合得反應體系，維持反應體系pH為5.5~`7.0，加熱反應，反應結束后過濾，所得濾液結晶，過濾得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程中與D，L-蛋氨酸混合繼續參與反應；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中與甲醛進行羥甲基化反應，反應結束后過濾得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程中繼續與甲醛進行羥甲基化反應。
12.利用N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物生產裝置制備N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的生產方法，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裝置，包括D，L-蛋氨酸微量元素螯合物制備反應罐(I)、分離裝置(2)、D, L-蛋氨酸微量元素螯合物與甲醛進行羥甲基化反應的反應罐(3)、液體儲存罐(4)、洗滌裝置(5)、干燥裝置(6 )和粉碎裝置(7 )，所述反應罐(I)與反應罐(3 )分別通過帶閥門的回流管道與分離裝置(2)連通，所述液體儲存罐(4)分別與反應罐(I)、分離裝置(2)和反應罐(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-蛋氨酸加水和無機堿，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加入到反應罐(I)中混合得反應體系，維持反應體系pH為5.5~7.0,加熱反應,待反應結束后,送入分離裝置(2)分離除去固體物質,所得濾液結晶，然后經過分離裝置(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送入液體儲存罐(4)中儲存，另一輪N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的制備開始時，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罐(3)，在水介質中與甲醛進行羥甲基化反應，反應結束后送入分離裝置(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送入液體儲存罐(4)中儲存，在另一輪N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物的制備過程中繼續與甲醛進行羥甲基化反應，用于制備` N-羥甲基-D，L-蛋氨酸微量元素螯合物。
【文檔編號】C07C323/58GK103497135SQ201310507151
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月24日 優先權日:2013年10月24日
【發明者】吳傳隆, 王用貴, 秦嶺, 朱麗利, 楊帆, 任星宇, 陳宏楊, 李歐 申請人:重慶紫光化工股份有限公司