背景技术
本发明涉及的是一种氨基酸营养性添加剂的制备方法，尤其是一种甘氨酸锌的制备方 法。
技术领域
锌是畜禽所必需的最重要的微量元素之一，参与体内多种酶的组成、代谢，并直接参 与体内蛋白质及维生素的体内合成，是目前国内外公认的，使用效果最理想的食品、饲料 添加剂。锌添加剂的发展经历了三个阶段，第一代为无机盐类，如硫酸锌、氧化锌等，第 二代产品为一些简单的有机化合物，如乳酸锌、葡萄酸锌等。但以上两类产品均存在其应 用弊端，无机盐类不仅吸收利用率差，而且容易造成环境污染，资源浪费，影响饲料中的 其他活性营养物质，而简单的有机化合物亦难以克服吸收利用率低的缺陷，不能充分满足 动物体生长的需要。自17世纪初，化学界发现并制备出络合物以来，络合物的研究和应 用在很多行业都得到了很大的发展。20世纪70年代，微量元素氨基酸络合物的研究推动 了络合物在动物营养中的应用。而甘氨酸是动物营养源之一，动物营养研究工作者用其作 为络合剂研究开发出新一代微量元素氨基酸营养性添加剂——甘氨酸锌。
大量实验证实甘氨酸锌以其独特的化学结构，把动物必需的锌元素和氨基酸中分子量 最小的甘氨酸以1∶1的摩尔比结合，分子结构稳定，具有最高的生物学效价和优良的化学 稳定性，既避免了矿物质之间的相互拮抗作用，又消除了无机盐氧化维生素的弊端。甘氨 酸锌是集经济性、高效性、环保性于一体的，具有溶解性好、消化吸收率高、抗干扰、无 刺激和无毒害等优点，在饲料、食品等行业中得到了广泛的应用。
近年来，国内外多家企业竞相研发甘氨酸锌，但由于工艺设计与路线问题，致使各家 产品质量参差不齐，效果各异，同时亦无一套标准的甘氨酸锌质检分析方法，对产品无法 进行客观的评价，从而限制了甘氨酸锌在实际中的广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的不足，提供一种制备工艺简单、产品质量稳定可靠、 便于推广应用的甘氨酸锌制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它选用甘氨酸和硫酸锌作为主要原料， 其特征在于选用甘氨酸和硫酸锌的反应摩尔比为1∶1——3∶1；先将甘氨酸溶解于水中，并 加入固碱使其充分反应，经膜分离后得到甘氨酸钠盐，将硫酸锌用溶剂溶解后加入上述的 甘氨酸钠盐，调节pH值在3-8之间后，加热至60-100℃，在搅拌下反应1-4小时，用 刮板薄膜蒸发浓缩至表面析出晶膜，取出后在室温下缓慢冷却，然后置于8℃以下的环境 中结晶至少18小时，将上述结晶纯化后的结晶物进行真空干燥，制成分子结构形式为 [Zn(C2H5NO2)2SO4·4H2O][ZnSO4·6H2O]的甘氨酸锌产品。
本发明选用甘氨酸和硫酸锌的反应摩尔比为2∶1；所述的将硫酸锌用溶剂溶解后加入 甘氨酸钠盐后，调节pH值在5后，加热至80℃，在搅拌下反应4小时，用刮板薄膜蒸发 浓缩至表面析出晶膜，取出后在室温下缓慢冷却，然后置于5℃以下的环境中结晶24小时， 将上述结晶纯化后的结晶物进行真空干燥，制成分子结构形式为 [Zn(C2H5NO2)2SO4·4H2O][ZnSO4·6H2O]的甘氨酸锌产品。
本发明主要研究内容为：
①合成工艺研究：通过研究甘氨酸锌络合常数、络合物溶液pH值、络合物溶液中微 量元素离子浓度[Zn2+]，确定不同络合物的络合参数，以络合率为指标，确定络合反应的 影响因素及最佳合成工艺条件。
②甘氨酸锌络合物的结构表征与分析：甘氨酸锌红外光谱，由光谱图确定分子中的 特征基团，确定络合物分子结构的红外测定，并运用X-射线衍射仪对甘氨酸锌进行晶体结 构分析测定。
本技术突破了甘氨酸锌生产与制备的技术瓶颈，建立了甘氨酸锌(分子式为： C4H30N2O22S2Zn2，化学结构式：[Zn(C2H5NO2)2SO4·4H2O][ZnSO4·6H2O])的结构表征与质量检 测分析方法，具有制备工艺简单，产品质量稳定，便于推广等优点。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例对本发明作详细的介绍：本发明选择的材料主要包括有硫酸 锌(ZnSO4·7H2O)，固碱，甘氨酸，以上试剂均为分析纯，它主要包括：
(1)甘氨酸钠盐制备：
C2H5NO2+NaOH→C2H4NO2Na+H2O
(2)甘氨酸钠盐与硫酸锌反应制成甘氨酸锌成品：
本发明选用甘氨酸和硫酸锌作为主要原料，其特征在于选用甘氨酸和硫酸锌的反应摩 尔比为1∶1——3∶1；先将甘氨酸溶解于水中，并加入固碱使其充分反应，经膜分离后得到 甘氨酸钠盐，将硫酸锌用溶剂溶解后加入上述的甘氨酸钠盐，调节pH值在3-8之间后， 加热至60-100℃，在搅拌下反应1-4小时，用刮板薄膜蒸发浓缩至表面析出晶膜，取出 后在室温下缓慢冷却，然后置于8℃以下的环境中结晶至少18小时，将上述结晶纯化后的 结晶物进行真空干燥，制成分子结构形式为[Zn(C2H5NO2)2SO4·4H2O][ZnSO4·6H2O]的甘氨酸 锌产品。
本发明的实施例可以在上述各数值范围内进行任意选择替换，并构成不同的实施例， 并不局限于以下三个实施例。
实施例1：选用甘氨酸和硫酸锌作为主要原料，两者的反应摩尔比为1∶1，先将甘氨酸 溶解于水中，并加入固碱使其充分反应，经膜分离后得到甘氨酸钠盐，将硫酸锌用溶剂溶 解后加入前述的甘氨酸钠盐，调节pH＝4.5后，加热至90℃，在搅拌下反应2.5小时，用刮 板薄膜蒸发浓缩至表面析出晶膜，取出后在室温下缓慢冷却，然后置于4℃的冰箱中结晶 24小时，将上述结晶纯化后的结晶物放置于真空干燥箱中进行干燥，制成化学结构式为： [Zn(C2H5NO2)2SO4·4H2O][ZnSO4·6H2O]的甘氨酸锌产品。
实施例2：选用甘氨酸和硫酸锌作为主要原料，两者的反应摩尔比为1∶2，先将甘氨酸 溶解于水中，并加入固碱使其充分反应，经膜分离后得到甘氨酸钠盐，将硫酸锌用溶剂溶 解后加入前述的甘氨酸钠盐，调节pH＝8后，加热至100℃，在搅拌下反应4小时，用刮板薄 膜蒸发浓缩至表面析出晶膜，取出后在室温下缓慢冷却，然后置于4℃的冰箱中结晶20小 时，将上述结晶纯化后的结晶物放置于真空干燥箱中进行干燥，制成化学结构式为甘氨酸 锌产品。
实施例3：选用甘氨酸和硫酸锌作为主要原料，两者的反应摩尔比为1∶3，先将甘氨酸 溶解于水中，并加入固碱使其充分反应，经膜分离后得到甘氨酸钠盐，将硫酸锌用溶剂溶 解后加入前述的甘氨酸钠盐，调节pH＝3后，加热至80℃，在搅拌下反应3小时，用刮板薄 膜蒸发浓缩至表面析出晶膜，取出后在室温下缓慢冷却，然后置于4℃的冰箱中结晶18小 时，将上述结晶纯化后的结晶物放置于真空干燥箱中进行干燥，制成甘氨酸锌产品。
本发明在上述的实施例中，所述的硫酸锌用溶剂溶解后，加入甘氨酸钠盐，并调节pH 值，加热搅拌反应后，蒸发浓缩至表面析出晶体。所述的蒸发浓缩至表面析出晶体后，可 以选择再用有机溶剂清洗经干燥生产出新型添加剂甘氨酸钙产品。所述的有机溶剂清洗至 少包括常用的醇洗。本发明所述的加热搅拌下反应后其母液可以循环利用，即可以进行回 收。