本發(fā)明涉及一種化合物的制備方法，具體涉及一種甘氨酸鋅絡(luò)合物的制備方法。

背景技術(shù)：

鋅是人和動物必需的微量元素。鋅能夠改善人味覺，還能加速生長發(fā)育；也可以調(diào)節(jié)機體免疫、防止感染和促進傷口愈合等。鋅可協(xié)助葡萄糖在細胞上轉(zhuǎn)運，一分子胰島素中有2個鋅原子。鋅與胰島素的活性有關(guān)。甘氨酸鋅絡(luò)合物是利用小腸對氨基酸的主動吸收。在體外將甘氨酸及鋅結(jié)合成穩(wěn)定的甘氨酸鋅絡(luò)合物.可不受食物因素的影響而整體吸收。甘氨酸鋅絡(luò)合物進入體內(nèi)分解成甘氨酸和鋅。其中，甘氨酸和鋅的吸收快，安全性好，生物利用率不僅高于傳統(tǒng)的補鋅藥物，且對降低血糖有效。

目前國內(nèi)外合成甘氨酸鋅絡(luò)合物有很多的方法。主要有：復分解法、直接配位法、室溫固相法等，但比例多為甘氨酸：七水合硫酸鋅為2:1；關(guān)于合成比例為1:1的報導資料較少。而且在常溫下結(jié)晶的甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)率較高，但是合成的產(chǎn)品所含的結(jié)晶水數(shù)量較多，不利于生產(chǎn)和保存等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供了一種甘氨酸鋅絡(luò)合物的制備方法，本發(fā)明還提供了采用該方法制備的甘氨酸鋅絡(luò)合物。

為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案：一種甘氨酸鋅絡(luò)合物的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

將甘氨酸和七水合硫酸鋅溶解于水中，加入少量鐵粉和數(shù)滴濃硫酸，在70-90℃下轉(zhuǎn)動反應，然后冷卻結(jié)晶后抽濾，得到結(jié)晶固體，用無水乙醇洗滌所述結(jié)晶固體數(shù)次，自然晾干，得到所述甘氨酸鋅絡(luò)合物。

本申請發(fā)明人為了生產(chǎn)出合成產(chǎn)率較高，而且為了得到的甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)品所含的結(jié)晶水數(shù)量較低，方便甘氨酸鋅絡(luò)合物的保存和使用，研究了在不同溫度下和不同的投料濃度下結(jié)晶，以產(chǎn)率和結(jié)晶水數(shù)量為依據(jù)，得出了最佳方案。

優(yōu)選地，所述結(jié)晶溫度為50～65℃。

優(yōu)選地，所述結(jié)晶溫度為50℃。

優(yōu)選地，所述反應生成的甘氨酸鋅絡(luò)合物占所述反應體系總重量的67-85％。

優(yōu)選地，所述反應生成的甘氨酸鋅絡(luò)合物占所述反應體系總重量的85％。

優(yōu)選地，所述攪拌轉(zhuǎn)動速度為50-70r/s，所述反應時間為30-60min。

優(yōu)選地，所述鐵粉的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的0.5-1.5‰。

優(yōu)選地，所述濃硫酸的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的0.5-1‰。本發(fā)明提供了一種甘氨酸鋅絡(luò)合物，所述甘氨酸鋅絡(luò)合物采用上述所述方法制備而成。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供了一種甘氨酸鋅絡(luò)合物的制備方法，。該方法結(jié)晶溫度50-65℃，高于現(xiàn)存方法結(jié)晶溫度25℃，減少了降溫結(jié)晶過程所用時間和制冷降溫能耗；同時通過該方法得到的甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)率高，并且產(chǎn)品含結(jié)晶水少，產(chǎn)品后續(xù)烘干能耗低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述甘氨酸鐵的一種實施例的合成流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例1中甘氨酸鋅絡(luò)合物的溫度與產(chǎn)率曲線圖；

圖3為本發(fā)明實施例1中甘氨酸鋅絡(luò)合物的溶解度曲線圖；

圖4為本發(fā)明實施例1中甘氨酸鋅絡(luò)合物的紅外譜圖。

具體實施方式

為更好的說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點，下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1

常溫下結(jié)晶的甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)率較高，但是合成的產(chǎn)品所含的結(jié)晶水數(shù)量較多，不利于生產(chǎn)和保存等，因此，為了生產(chǎn)出合成產(chǎn)率較高，而且甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)品所含的結(jié)晶水數(shù)量較低，方便甘氨酸鋅絡(luò)合物的保存和使用，研究在不同溫度下和不同的投料濃度下結(jié)晶，以產(chǎn)率和結(jié)晶水數(shù)量為依據(jù)，得出最佳的實驗方案。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料與儀器

原料：七水硫酸鋅(ZnSO₄·7H₂O)；水(H₂O)；甘氨酸(C₂H₅NO₂)；濃硫酸；鐵粉；無水乙醇；所用試劑均為分析純。

儀器：旋轉(zhuǎn)燒瓶；定氮儀；水浴加熱器；濾紙；漏斗；錐形瓶；消化管；燒杯；所用儀器均為廣州天科生物科技有限公司提供。

1.2 實驗配方

實驗配方1：濃度67％，總量200g，如表1。

表1甘氨酸鋅絡(luò)合物實驗配方1

實驗配方2：濃度85％，總量200g，如表2。

表2甘氨酸鋅絡(luò)合物實驗配方2

1.3 實驗原理：

以原料1:1的甘氨酸和七水合硫酸鋅在加溫到一定溫度，保持一定的時間和保持一定的轉(zhuǎn)速，停止加熱，待冷卻到常溫下可以直接合成。

1.4 產(chǎn)品合成步驟：

甘氨酸鋅絡(luò)合物的合成流程如圖1所示。

具體實驗方法：稱取甘氨酸和七水合硫酸鋅于燒杯中，加水溶解，加少量鐵粉和數(shù)滴濃硫酸，保持70-90℃溫度，轉(zhuǎn)速50-70r/s，反應30-60min生成甘氨酸鋅絡(luò)合物，，冷卻結(jié)晶后抽濾，然后用無水乙醇洗滌結(jié)晶固體數(shù)次，自然晾干，得產(chǎn)品，稱重。

1.5 實驗分析方法：

1.5.1 鋅含量的測定

稱取0.8g試樣，先稱準至0.0002g，置于250mL碘量瓶中。接著加5mL乙酸溶液使樣品溶解，加30mL水以及5滴二甲酚橙指示劑；然后滴加六次甲基四胺溶液至穩(wěn)定的紫紅色后再過量5mL，用乙二胺四乙酸二鈉標準溶液滴定至由紫紅色變亮黃色即為終點，同時做空白校正。平行測3次，計算結(jié)果如下：

$Zn\left(\%\right)=\frac{0.06539\×c\×v}{m}\×100\%$

式中：c——乙二胺四乙酸二鈉標準溶液的摩爾濃度，moL/L；

V——滴定試樣時消耗乙二胺四乙酸二鈉標準溶液體積，mL；

0.06539——每毫摩爾鋅的質(zhì)量克數(shù)；

m——試樣質(zhì)量，g。

1.5.2氮含量的測定：凱氏定氮法

(1)試樣的消煮：稱取0.2000g試樣，放入消化管中，放入6.4g CuSO4·K2SO4混合催化劑，與試樣混合均勻，再加入12mL硫酸，于420℃下消煮爐上消化至溶液呈透明的藍綠色后，再消化2h。

(2)氨的蒸餾:采用全自動定氮儀并按儀器本身常量程序進行測定。

(3)滴定：用0.1moL/L的標準鹽酸溶液滴定吸收液，如果溶液由藍綠色變?yōu)榛壹t色為終點。

(4)空白測定:稱取蔗糖0.2000g，代替試樣按以上進行空白測定。消耗0.1moL/L鹽酸標準溶液的體積不得超過0.2mL，消耗0.02moL/L鹽酸標準溶液體積不得超過0.3mL。

(5)蒸餾步驟的檢驗:精確稱取0.2g硫酸銨，代替試樣進行操作。測得硫酸銨含氮量是否為21.19±0.2％，如果不是，應檢查加堿、蒸餾和滴定步驟是否正確。

(6)計算:

式中：V2——滴定試樣時所需標準鹽酸溶液體積，mL

V1——滴定空白時所需標準鹽酸溶液體積，mL

c——鹽酸標準溶液濃度，moL/L；

m——試樣質(zhì)量，g；

0.0140——每毫克當量氮的克數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 常溫對其影響

常溫下的甘氨酸鋅絡(luò)合物的結(jié)晶，主要是做對比和參考作用。通過在常溫下結(jié)晶，研究其產(chǎn)品的產(chǎn)率和所含的結(jié)晶水的數(shù)量，作為一個參考體，方便甘氨酸鋅絡(luò)合物在高溫下結(jié)晶和不同投料濃度下的產(chǎn)品進行對比。

當投料濃度為67％，投料量為200g時，所述投料濃度是指反應生成的甘氨酸鋅絡(luò)合物重量占反應體系總重量的百分比。先準確稱取甘氨酸31.3g和七水合硫酸鋅118.0g于燒杯中，加50.7g水溶解，之后加少量鐵粉和數(shù)滴濃硫酸，所述鐵粉的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的1‰，所述濃硫酸的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的0.5‰，放入恒溫水浴鍋的燒瓶中，保持85℃溫度，轉(zhuǎn)速50r/s，在反應30min之后，在常溫下結(jié)晶，得到結(jié)晶固體，最后用無水乙醇洗滌結(jié)晶固體數(shù)次，自然晾干，得產(chǎn)品，稱重得出產(chǎn)率。

將所得的產(chǎn)品通過凱氏定氮法和對鋅離子的滴定之后，計算出氮含量和亞鐵離子的含量，然后計算出結(jié)晶水的數(shù)量，結(jié)果如表3所示。

表3甘氨酸鋅絡(luò)合物常溫結(jié)晶

由表3可以看出，甘氨酸鋅絡(luò)合物在常溫下結(jié)晶，產(chǎn)率較高，但是得出的產(chǎn)品的結(jié)晶水數(shù)量較高，不利于生產(chǎn)。

2.2 溫度對其影響

為了觀察在不同的溫度下，對合成甘氨酸鋅絡(luò)合物的影響，在溫度的設(shè)置上，設(shè)置的溫度間隔為10℃，但根據(jù)實際在高溫結(jié)晶上的可能性，最后確定最高結(jié)晶溫度為60℃。因此研究在不同的結(jié)晶溫度下，以最終的產(chǎn)率和結(jié)晶水的數(shù)量為指標，觀察其不同的影響。

當投料濃度為67％，投料量為200g時。先準確稱取甘氨酸31.3g和七水合硫酸鋅118.0g于燒杯中，加50.7g水溶解，之后加少量鐵粉和數(shù)滴濃硫酸，所述鐵粉的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的1‰，所述濃硫酸的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的0.5‰，放入恒溫水浴鍋的燒瓶中，保持85℃溫度，轉(zhuǎn)速50r/s，在反應30min之后，在常溫下結(jié)晶，得到結(jié)晶固體，最后用無水乙醇洗滌結(jié)晶固體數(shù)次，自然晾干，得產(chǎn)品，稱重得出產(chǎn)率。

由于該反應要達到過飽和濃度才能進行結(jié)晶，所以在試驗之后，只有在投料濃度為70-82％時才能高溫下結(jié)晶，因此，設(shè)置投料濃度在85％時，先準確稱取甘氨酸39.1g和七水合硫酸鋅149.6g于燒杯中，加11.3g水溶解，之后加少量鐵粉和數(shù)滴濃硫酸，所述鐵粉的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的1‰，所述濃硫酸的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的0.5‰，放入恒溫水浴鍋的燒瓶中，同樣保持85℃溫度，轉(zhuǎn)速50r/s，在反應30min之后，分別在50℃、60℃下結(jié)晶，得到結(jié)晶固體，最后用無水乙醇洗滌結(jié)晶固體數(shù)次，自然晾干，得最終產(chǎn)品，稱重得出產(chǎn)率。

將所得的產(chǎn)品通過凱氏定氮法和對鋅離子的滴定之后，計算出氮含量和亞鐵離子的含量，然后計算出結(jié)晶水的數(shù)量，結(jié)果如表4所示。

表4不同溫度對甘氨酸鋅絡(luò)合物的影響

由表4和圖2可以看出，在其他反應條件不變的情況下，隨著結(jié)晶溫度的升高，甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)率逐漸降低，結(jié)晶水的數(shù)量也降低，然后維持一個穩(wěn)定值。結(jié)晶的溫度在50℃時，所得的產(chǎn)品產(chǎn)率與常溫下結(jié)晶相差最小，而且結(jié)晶水數(shù)量降低了，考慮到實驗效率的問題，最終確定當結(jié)晶溫度為50℃時，為此反應的最佳溫度。

2.3 原料配比對其影響

為了觀察不同的原料配比對合成甘氨酸鋅絡(luò)合物的影響，在投料濃度的設(shè)置上，原本設(shè)置的濃度間隔為5％，但根據(jù)實際在高溫結(jié)晶上的可能性，要達到過飽和濃度才能進行結(jié)晶，所以在試驗之后，最后確定投料濃度只有在70-82％時，才能進行多個溫度下的結(jié)晶，因此確定投料濃度為85％。研究在不同的投料濃度下，以最終的產(chǎn)率為指標，觀察其不同的影響。

當投料濃度為67％，投料量為200g時。先準確稱取甘氨酸31.3g和七水合硫酸鋅118.0g于燒杯中，加50.7g水溶解，之后加少量鐵粉和數(shù)滴濃硫酸，所述鐵粉的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的1‰，所述濃硫酸的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的0.5‰，放入恒溫水浴鍋的燒瓶中，保持85℃溫度，轉(zhuǎn)速50r/s，在反應30min之后，在常溫下結(jié)晶，得到結(jié)晶固體，最后用無水乙醇洗滌結(jié)晶固體數(shù)次，自然晾干，得產(chǎn)品，稱重得出產(chǎn)率。

設(shè)置投料濃度在85％時，先準確稱取甘氨酸39.1g和七水合硫酸鋅149.6g于燒杯中，加11.3g水溶解，之后加少量鐵粉和數(shù)滴濃硫酸，所述鐵粉的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的1‰，所述濃硫酸的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的0.5‰，放入恒溫水浴鍋的燒瓶中，同樣保持85℃溫度，轉(zhuǎn)速50r/s，在反應30min之后，分別在50℃、60℃下結(jié)晶，得到結(jié)晶固體，最后用無水乙醇洗滌結(jié)晶固體數(shù)次，自然晾干，得最終產(chǎn)品，稱重得出產(chǎn)率。

將所得的產(chǎn)品通過凱氏定氮法和對鋅離子的滴定之后，計算出氮含量和亞鐵離子的含量，然后計算出結(jié)晶水的數(shù)量，結(jié)果如表5所示。

表5原料配比對甘氨酸鋅絡(luò)合物的影響

由表5可以看出，當投料濃度為67％，甘氨酸鋅絡(luò)合物在高溫下不能結(jié)晶析出晶體，只能在常溫下析出結(jié)晶，當投料濃度為82％時，甘氨酸鋅絡(luò)合物隨著結(jié)晶溫度的升高，甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)率逐漸降低。因此當結(jié)晶的溫度在50℃時，投料濃度為85％時，產(chǎn)率較高，反應最佳。

2.4 正交試驗

為了更好的對合成甘氨酸鋅絡(luò)合物進行全面的了解和觀察，本正交實驗在溫度的設(shè)置上，以溫度間隔為10℃；在投料濃度的設(shè)置上，原本設(shè)置的濃度間隔為5％，但根據(jù)實際在高溫結(jié)晶上的可能性，要達到過飽和濃度才能進行結(jié)晶，所以在試驗之后，最后確定投料濃度在85％時，能進行多個溫度下的結(jié)晶，因此確定最終的正交實驗方案。研究在不同的結(jié)晶溫度以及不同的投料濃度下，進行多方面的對比，對合成甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)品得出一個最佳的實驗方案。主要從最終的產(chǎn)率和結(jié)晶水數(shù)量等，觀察其不同的影響。

當投料濃度為67％，投料量為200g時。先準確稱取甘氨酸31.3g和七水合硫酸鋅118.0g于燒杯中，加50.7g水溶解，之后加少量鐵粉和數(shù)滴濃硫酸，所述鐵粉的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的1‰，所述濃硫酸的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的0.5‰，放入恒溫水浴鍋的燒瓶中，保持85℃溫度，轉(zhuǎn)速50r/s，在反應30min之后，在常溫下結(jié)晶，得到結(jié)晶固體，最后用無水乙醇洗滌結(jié)晶固體數(shù)次，自然晾干，得產(chǎn)品，稱重得出產(chǎn)率。

設(shè)置投料濃度在85％時，先準確稱取甘氨酸39.1g和七水合硫酸鋅149.6g于燒杯中，加11.3g水溶解，之后加少量鐵粉和數(shù)滴濃硫酸，所述鐵粉的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的1‰，所述濃硫酸的重量為所述七水合硫酸亞鐵重量的0.5‰，放入恒溫水浴鍋的燒瓶中，同樣保持85℃溫度，轉(zhuǎn)速50r/s，在反應30min之后，分別在50℃、60℃下結(jié)晶，得到結(jié)晶固體，最后用無水乙醇洗滌結(jié)晶固體數(shù)次，自然晾干，得最終產(chǎn)品，稱重得出產(chǎn)率。

將所得的產(chǎn)品通過凱氏定氮法和對鋅離子的滴定之后，計算出氮含量和亞鐵離子的含量，然后計算出結(jié)晶水的數(shù)量，結(jié)果如表6。

表6不同溫度、配料比對甘氨酸鋅絡(luò)合物的影響

由表6可以看出，在其他反應條件不變的情況下，只有在投料濃度為85％時，甘氨酸鋅絡(luò)合物才能高溫結(jié)晶。而且隨著結(jié)晶溫度的升高，甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)率逐漸降低，結(jié)晶水的數(shù)量也降低，然后維持一個穩(wěn)定值。結(jié)晶的溫度在50℃時，所得的產(chǎn)品產(chǎn)率與常溫下結(jié)晶相差最小，而且結(jié)晶水數(shù)量降低了，考慮到實驗效率的問題，最終確定當投料濃度為85％，結(jié)晶溫度為50℃時，為最佳反應，所得產(chǎn)品含結(jié)晶水數(shù)量較少，且產(chǎn)率較高。

2.5 產(chǎn)品的感官和定性鑒定

合成的甘氨酸鋅絡(luò)合物是一種白色粉末狀物品?；緹o異味，但是易潮解和易溶于水；不溶于乙醇等有機溶劑，室溫下能夠穩(wěn)定存在。

產(chǎn)品的溶解度曲線如圖3所示。由圖3可知，甘氨酸鐵隨著溫度的上升，其溶解度逐漸增大，并且在溫度大于50℃時，溶解度增加迅速。

2.6 紅外譜圖

用KBr壓片法測定甘氨酸鋅絡(luò)合物在400～4 000cm^-1的紅外光譜，譜圖如和圖4所示。

甘氨酸與鋅離子形成絡(luò)合物后，它的一些主要吸收峰同配位體相比發(fā)生了明顯位移。從而證實二價鋅離子與甘氨酸發(fā)生了配位作用。甘氨酸的紅外光譜在3101cm^-1有較強寬譜帶，這是NH的特征吸收峰，而甘氨酸鋅絡(luò)合物的紅外光譜中無此吸收峰，同時在554cm^-1處出現(xiàn)了Zn-N的伸縮振動峰，說明N原子參與了配位。同時，在3000cm^-1處甘氨酸中羧酸的O-H的吸收峰在形成配合物后發(fā)生了明顯位移，出現(xiàn)在3600cm^-1，同時在480cm^-1處出現(xiàn)了Zn-O伸縮振動峰，這進一步說明羧基參與了配位反應。

2.7 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)式分析

常溫結(jié)晶甘氨酸鋅絡(luò)合物分子結(jié)構(gòu)式如下：

由現(xiàn)有文獻知，甘氨酸與鋅離子以1:1的比例，在常溫下結(jié)晶的甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)品中，所含的結(jié)晶水數(shù)量為5個，如上式所示。而在高溫結(jié)晶下，合成的甘氨酸鋅絡(luò)合物失去了大約兩個結(jié)晶水，所剩的結(jié)晶水為三個。根據(jù)現(xiàn)有文獻可知，鋅離子為六配位，八面體結(jié)構(gòu)，氫鍵結(jié)合六水合硫酸鋅形成復合物的鍵長較鋅離子與配體氫氧鍵和四個配位水中的氫鍵長，鍵能較弱。因此在高溫狀態(tài)下結(jié)晶，推測失去的2個結(jié)晶水可能為氫鍵結(jié)合六水合硫酸鋅形成復合物的結(jié)晶水。

通過對甘氨酸鋅絡(luò)合物在不同的溫度和不同的配料比下結(jié)晶的實驗，得出在其他反應條件不變的情況下，只有在投料濃度為70-85％時，甘氨酸鋅絡(luò)合物才能高溫結(jié)晶。而且隨著結(jié)晶溫度的升高，甘氨酸鋅絡(luò)合物產(chǎn)率逐漸降低，結(jié)晶水的數(shù)量也降低，然后維持一個穩(wěn)定值。結(jié)晶的溫度在50℃時，所得的產(chǎn)品產(chǎn)率與常溫下結(jié)晶相差最小，而且結(jié)晶水數(shù)量降低了，考慮到實驗效率的問題，因此最終確定當投料濃度為85％，結(jié)晶溫度為50℃時，為合成甘氨酸鋅絡(luò)合物的最佳反應。

最后所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。