專利名稱：利用羰基鐵合成氨基酸螯合鐵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用羰基鐵合成氨基酸螯合鐵(II)的方法，主要應(yīng)用于食品、飼
料添加劑以及保健品行業(yè)。
背景技術(shù)：
世界上有20億貧血人口，在我國缺鐵性貧血非常普遍，有些地區(qū)孩子缺鐵性貧血 患者高達64.4%，因此人類正面臨著缺鐵導(dǎo)致的臨床疾病困擾。國家衛(wèi)生部的全國營養(yǎng)調(diào) 查資料表明，我國人民膳食中多種營養(yǎng)素攝入不足，如維生素A、B1、B2及礦物元素鈣、鐵、 鋅、硒等。如何解決營養(yǎng)素缺乏這一全球性問題，長期以來一直為營養(yǎng)學(xué)界所關(guān)注。經(jīng)過多 年的探索和研究，到上世紀(jì)50年代后，在一些發(fā)達國家和發(fā)展中國家已達成共識，食物強 化是成效比較高的消除微量營養(yǎng)素缺乏的公共衛(wèi)生措施，而面粉營養(yǎng)強化是食物強化的一 個主要組成部分。 鐵是血紅蛋白、肌紅蛋白和多種酶系的重要組成成分，在體內(nèi)起著營養(yǎng)和免疫等 重要作用，它是人體和畜禽所必需的重要微量元素之一，但目前鐵添加劑主要以一些簡單 的無機鹽或有機鐵為主，如硫酸亞鐵、碳酸亞鐵、檸檬酸亞鐵等，無機鹽類不僅吸收利用率 差，而且硫酸鹽理化性質(zhì)不穩(wěn)定，容易稀釋結(jié)塊，硫酸亞鐵更是極易氧化水解；并且，無機鹽 對維生素尤其是Va和Vc有極大的破壞作用。另外，不穩(wěn)定的鐵制劑對脂質(zhì)氧化具有催化 作用，進而縮短食品的貨架壽命。如何找到一種易吸收、相對穩(wěn)定以及對其它營養(yǎng)物質(zhì)不具 破壞作用的添加劑是營養(yǎng)學(xué)界所期待的問題。 氨基酸微量元素螯合物的研究與應(yīng)用屬于新興的邊緣學(xué)科——生物無機化學(xué)的 研究范疇。作為藥物或營養(yǎng)性添加劑的應(yīng)用則始于20世紀(jì)80年代。多年的研究表明，氨 基酸螯合物具有化學(xué)性能穩(wěn)定、生物效價高、無毒無剌激性、適口性好、增強人體免疫功能 等特性，還可減少與其他微量元素的拮抗，提高人體抗應(yīng)激能力。因此氨基酸螯合鐵將是 目前最理想的食品或飼料添加劑，但是由于工藝路線問題，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、效果各 異。目前已有氨基酸螯合鐵制備工藝主要是利用無機鹽硫酸亞鐵為原料，一方面雜質(zhì)含量 較高，難以制備出高純度的氨基酸螯合鐵產(chǎn)品；另一方面硫酸根離子難以除去而影響產(chǎn)品 品質(zhì)；另外產(chǎn)品的收率相對較低，反應(yīng)時間也相對較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用羰基鐵合成高純氨基酸螯合鐵(II)的方法。
本發(fā)明采用羰基鐵為反應(yīng)原料，它只有鐵元素和CO組成，在反應(yīng)過程中CO溢出， 我們僅在反應(yīng)體系中引入鐵元素，無其它任何雜質(zhì)，因此能夠保證制備高純度氨基酸螯合 鐵。 —種利用羰基鐵合成氨基酸螯合鐵(II)方法，其特征在于該方法將五羰基鐵以 及氨基酸水溶液作為反應(yīng)物，在惰性氣體存在下，控制反應(yīng)溫度0-9(TC，攪拌反應(yīng)5-24小 時，通過常規(guī)方法分離產(chǎn)物得到氨基酸螯合鐵(11)。
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本發(fā)明所述的氨基酸選自賴氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、色 氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、天門冬氨酸、賴氨酸、丙氨酸以及脯氨酸中的一種。
本發(fā)明五羰基鐵與氨基酸的摩爾比為1 : 1 7。
本發(fā)明優(yōu)選的反應(yīng)時間為6-10小時。 本發(fā)明利用羰基鐵物質(zhì)為起始原料，合成的氨基酸螯合鐵(II)不含其它無機酸 根離子，產(chǎn)品收率大于90% ，合成的氨基酸中的鐵為二價態(tài)，含量大于16% 。
本發(fā)明與其它氨基酸螯合鐵的合成方法相比，其優(yōu)點在于
(1)使用羰基鐵作為原料，不會引入其它雜質(zhì)； (2)由于羰基鐵中的鐵原子以0價狀態(tài)存在，因此既是反應(yīng)試劑，又是將鐵穩(wěn)定在 2價的穩(wěn)定劑； (3)產(chǎn)品當(dāng)中沒有任何酸根離子； (4)不添加任何穩(wěn)定劑，鐵能夠穩(wěn)定在2價狀態(tài)； (5)沒有其它雜質(zhì)引入渠道，產(chǎn)品純度高。
具體實施方式

實施例1 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取1. 86g(0. 0248mol)的甘氨酸，將稱取的 甘氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在6(TC下攪 拌8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空 下干燥得固體產(chǎn)品2. 3g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，甘氨酸螯合鐵(II) 的收率為92. 6% 。鐵元素在化合物的含量為16. 8% 。
實施例2 量取1.8ml(0. 0124mol)的Fe (CO) 5，稱取2. 33g (0. 031mol)的甘氨酸，將稱取的甘 氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在6(TC下攪拌 8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品2.52g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，甘氨酸螯合鐵(II)的 收率為93. 3%。鐵元素在化合物的含量為17. 4%。
實施例3 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取3. 26g(0. 0434mol)的甘氨酸，將稱取的 甘氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在6(TC下 攪拌8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真 空下干燥得固體產(chǎn)品2. 56g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，甘氨酸螯合鐵 (II)的收率為94.8%。鐵元素在化合物的含量為18.3%。
實施例4 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取4. 5g(0. 031mol)的賴氨酸，將稱取的賴 氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在6(TC下攪拌 8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品4g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，賴氨酸螯合鐵(II)的收率 為93%。鐵元素在化合物的含量為16.7%。
實施例5 量取1. 8ml (0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取6. 3g(0. 031mol)的色氨酸，將稱取的色 氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在6(TC下攪拌 8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品5. 4g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，色氨酸螯合鐵(II)的收 率為93. 7% 。鐵元素在化合物的含量為18. 1%。
實施例6 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取4. 6g(0. 031mol)的蛋氨酸，將稱取的蛋 氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在6(TC下攪拌 8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品4g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，蛋氨酸螯合鐵(II)的收率 為95. 2%。鐵元素在化合物的含量為18. 7% 。
實施例7 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取4. 6g(0. 031mol)的谷氨酸，將稱取的谷 氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在6(TC下攪拌 8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品3. 9g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，谷氨酸螯合鐵(II)的收 率為90. 7% 。鐵元素在化合物的含量為17. 8% 。
實施例8 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取2. 8g(0. 031mol)的丙氨酸，將稱取的丙 氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在6(TC下攪拌 8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品2. 7g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，丙氨酸螯合鐵(II)的收 率為93. 1%。鐵元素在化合物的含量為18. 3% 。
實施例9 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取3. 7g(0. 031mol)的蘇氨酸，將稱取的蘇 氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在6(TC下攪拌 8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品3. 5g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，蘇氨酸螯合鐵(II)的收 率為94. 6% 。鐵元素在化合物的含量為18. 5% 。
實施例10 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取4g(0. 031mol)的亮氨酸，將稱取的甘氨 酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在6(TC下攪拌8 小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品3. 75g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，亮氨酸螯合鐵(II)的 收率為94. 9% 。鐵元素在化合物的含量為18. 7% 。
實施例11 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取2. 3g(0. 031mol)的甘氨酸，將稱取的甘 氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在8(TC下攪拌8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品2. 6g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，氨基酸螯合鐵(II)的收 率為92. 8% 。鐵元素在化合物的含量為17. 2% 。
實施例12 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取2. 3g(0. 031mol)的甘氨酸，將稱取的甘 氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在3(TC下攪拌 8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品2.53g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，氨基酸螯合鐵(II)的 收率為93. 7% 。鐵元素在化合物的含量為18. 2% 。
實施例13 量取1. 8ml(0. 0124mol)的Fe(CO)s，稱取2. 3g(0. 031mol)的甘氨酸，將稱取的甘 氨酸溶于25ml的蒸餾水中，放入惰性氣體保護和能夠冷凝回收的反應(yīng)器中，在15t:下攪拌 8小時，停止攪拌，在氮氣保護下將溶劑減壓除去，利用乙醇洗去多余的氨基酸，在真空下干 燥得固體產(chǎn)品2.57g，用硫酸鈰滴定方法檢測鐵元素的價態(tài)為+2價，氨基酸螯合鐵(II)的 收率為95. 2% 。鐵元素在化合物的含量為18. 8% 。
權(quán)利要求
一種利用羰基鐵合成氨基酸螯合鐵(II)方法，其特征在于該方法將五羰基鐵以及氨基酸水溶液作為反應(yīng)物，在惰性氣體存在下，控制反應(yīng)溫度0-90℃，攪拌反應(yīng)5-24小時，通過常規(guī)方法分離產(chǎn)物得到氨基酸螯合鐵(II)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在氨基酸選自賴氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、 纈氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、天門冬氨酸、賴氨酸、丙氨酸以及脯氨 酸中的一種。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于五羰基鐵與氨基酸的摩爾比為1 : l 7。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于反應(yīng)時間為6-10小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用羰基鐵合成氨基酸螯合鐵(II)的方法，主要應(yīng)用于食品、飼料添加劑以及保健品行業(yè)。該方法將五羰基鐵以及氨基酸水溶液作為反應(yīng)物，在惰性氣體存在下，在溫和的反應(yīng)條件下得到氨基酸螯合鐵(II)。合成的氨基酸螯合鐵(II)不含其它無機酸根離子，產(chǎn)品收率大于90％，合成的氨基酸中的鐵為二價態(tài)，含量大于16％。
文檔編號C07C229/76GK101735089SQ200810182210
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月22日
發(fā)明者華曼, 張曉宏, 慕新元, 熊緒茂, 王欣玫, 胡斌 申請人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所