CN113527339A - 甘氨酸钙络合物的制备方法 - Google Patents

甘氨酸钙络合物的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113527339A
CN113527339A CN202110818250.6A CN202110818250A CN113527339A CN 113527339 A CN113527339 A CN 113527339A CN 202110818250 A CN202110818250 A CN 202110818250A CN 113527339 A CN113527339 A CN 113527339A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glycine
calcium
complex
reaction
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110818250.6A
Other languages
English (en)
Inventor
洪作鹏
蔡学英
章亦武
张玉红
徐清华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Shanjiu Rijian Health Industry Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Shanjiu Rijian Health Industry Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Shanjiu Rijian Health Industry Co ltd filed Critical Zhejiang Shanjiu Rijian Health Industry Co ltd
Priority to CN202110818250.6A priority Critical patent/CN113527339A/zh
Publication of CN113527339A publication Critical patent/CN113527339A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F3/00—Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table
    • C07F3/003—Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table without C-Metal linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C227/00—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C227/14—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton from compounds containing already amino and carboxyl groups or derivatives thereof
    • C07C227/18—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton from compounds containing already amino and carboxyl groups or derivatives thereof by reactions involving amino or carboxyl groups, e.g. hydrolysis of esters or amides, by formation of halides, salts or esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/13—Crystalline forms, e.g. polymorphs

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种甘氨酸钙络合物的制备方法，包括如下步骤：步骤S100，将甘氨酸和无水氯化钙投入溶剂中搅拌混合，加热至60～100℃并经络合反应过程后得到反应液，溶剂为水或母液，甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：0.8～1.5；步骤S200，将反应液冷却静止，并加入已制备得到的甘氨酸钙络合物作为晶种，经结晶过程后得到晶体混合液；步骤S300，对晶体混合液进行离心分离后得到晶体物质和液体，晶体物质为四水甘氨酸钙络合物；步骤S400，四水甘氨酸钙络合物经烘干过程得到甘氨酸钙络合物，烘干过程分为三段，在负压环境或真空环境中进行。本发明以甘氨酸和无水氯化钙为原料，对改进并优化工艺流程，能提高产品纯度和产量，能提高生产效率，并减少资源和能源消耗。

Description

甘氨酸钙络合物的制备方法
技术领域
本发明涉及补钙制剂，特别涉及一种甘氨酸钙络合物的制备方法。
背景技术
补钙制剂的发展经历了无机盐钙、传统有机盐钙及可溶性有机钙三代。第一代无机盐钙中较常用的是固体碳酸钙，对胃酸质量和分泌数量要求很高，较易引起体内结石和胃肠道剌激症状。第二代传统有机盐钙，例如乳酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙等，与无机盐钙相比，溶解性较好，对胃肠道刺激也小，缺点是含钙量相对较低，也有一定的副作用。第三代可溶性有机钙，或称氨基酸钙，克服了第一代无机盐钙难溶于水、利用率低，容易引起结石等题，也避免了第二代传统有机盐钙含量低的缺点，同时氨基酸钙具有稳定性好、生物效价高、不易结石、与维生素无配伍禁忌等优点。其中，分子量最小的氨基酸钙为甘氨酸钙，具有化学结构稳定、水溶性好、吸收高效等优点。
一直以来，用水做溶剂来制备甘氨酸钙的方法中，都需要用到三种以上的原料，要经过相对复杂的化学反应，最终会对制得的甘氨酸钙纯度造成影响，同时甘氨酸钙的产率也难以进一步提升。
例如，中国专利文献CN101225050A公开了一种甘氨酸钙的制备方法，该方法选用甘氨酸、氯化钙、固碱作为主要原料，先将甘氨酸溶解于水并加入固碱得到甘氨酸钠盐，再加入经溶剂溶解后的氯化钙，接着通过调节pH值、加热、搅拌并用刮板薄膜蒸发浓缩至表面析出晶膜，取出后在室温下冷却，然后置于8℃以下结晶至少18小时，将上述结晶纯化后的结晶物进行真空干燥得到甘氨酸钙产品。该方法存在如下缺点：一方面，甘氨酸先与固碱进行第一步反应，然后再与氯化钙溶液进行第二步反应，通常来说1摩尔质量的甘氨酸需要至少1摩尔质量的固碱才能完成第一步反应，即相当于100kg甘氨酸至少需要53kg固碱用量，由此可见，该制备方法工艺步骤较为复杂，且原料成本也较高；另一方面，固碱中的钠离子在第一步反应中与甘氨酸结合为甘氨酸钠盐，若固碱用量较高时，在第二步反应时甘氨酸钠盐和氯化钙溶液混合生成甘氨酸钙络合物的过程中，反应液中仍会存在部分自由移动的钠离子和氢氧根，后续再进行pH值调节时通常会采用盐酸(HCl)，这就会造成钠离子和盐酸中的氯离子反应生成氯化钠，在之后的冷却结晶过程中形成氯化钠晶体混入甘氨酸钙络合物晶体中，从而影响最终得到甘氨酸钙络合物产品纯度。另外，由于甘氨酸钙络合物产品中因存在其他晶体物质，还需要在下游工艺中增加额外的设备和工序对其进行提纯，增加了资源消耗，不利于环保节能。
又例如，中国专利文献CN106146328A公开了一种甘氨酸钙螯合物的制备方法，该方法采用甘氨酸、氧化钙、醋酸钙作为主要原料，在产物提纯过程中需要用到大量乙醇进行醇析，最后在40～60℃下对析出物进行烘干，随后还需要在65～200℃下对醇析液进行精馏以便回收其中的醇。该方法存在如下缺点，一方面，主要原料在甘氨酸和氧化钙的基础上还需增加醋酸钙以促进反应，原料组成种类较多，对产品纯度存在不利因素；另一方面，工艺步骤较为繁复，包括对一次滤液进行醇析、醇析液精馏回收、精馏釜液和一次滤渣回用等，尤其精馏处理能源消耗较大，设备投入和维护成本均较高。另外，乙醇在常温常压下具有易燃、易挥发等特点，处置不当则会引起燃烧爆炸同时污染环境，给生产过程带来诸多危险隐患。
此外，现有技术中还存在直接用无水乙醇作为溶剂来制备甘氨酸钙的技术，如中国专利文献CN105439880A公开了一种甘氨酸钙的制备方法，该方法将甘氨酸和无机钙分散在无水乙醇中，反应体系用超声波清洗器施加超声反应，再将反应产物用有机溶剂多次清洗，离心过滤，在60℃真空干燥，得到目标产物。但是该方法需要在有机溶剂-无水乙醇条件下通过超声辐射得到反应产物，而且反应产物还需经有机溶剂(优选为无水乙醇)多次洗涤再通过离心和真空干燥处理才能得到甘氨酸钙，由此，该方法需要使用大量乙醇，同样也存在乙醇回收利用处理问题及其给生产过程带来的危险隐患等问题，同时该方法还需要借助超声波以促进甘氨酸钙配位反应，但超声波必须通过清洗槽中的介质方能传递到反应物，能量损耗较大，而且受清洗槽中水量多少、反应瓶在槽中位置等多种因素影响，重复性较差。
发明内容
基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种甘氨酸钙络合物的制备方法，所述制备方法在现有技术的基础上仅采用甘氨酸和氯化钙作为原料，并以水或母液为溶剂，同时对工艺流程进行了改进和优化，由此得到的甘氨酸钙络合物在产品纯度和产量上都有显著提升，生产效率高且节能环保。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种甘氨酸钙络合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤S100，将甘氨酸和无水氯化钙投入溶剂中搅拌混合，加热至60～100℃并经络合反应过程后得到反应液，所述溶剂为水或母液，所述甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：0.8～1.5，所述络合反应的反应式包括：
Ca2++6H2O+热量→[Ca(H2O)6]2+，
[Ca(H2O)6]2++2C2H5NO2→[Ca(C2H5NO2)2·4H2O]2++2H2O；
步骤S200，将所述反应液冷却静止，并加入已制备得到的甘氨酸钙络合物作为晶种，经结晶过程后得到晶体混合液，所述结晶过程的反应式包括：
[Ca(C2H5NO2)2·4H2O]2++2Cl-→Ca(C2H5NO2)2Cl2·4H2O；
步骤S300，对所述晶体混合液进行离心分离后得到晶体物质和母液，所述晶体物质为四水甘氨酸钙络合物，其化学式为Ca(C2H5NO2)2Cl2·4H2O；
步骤S400，所述四水甘氨酸钙络合物经烘干过程得到甘氨酸钙络合物，其化学式为Ca(C2H5NO2)2Cl2，所述烘干过程分为三段，在负压环境或真空环境中进行，其中，第一段的烘干温度不超过40℃，第二段的烘干温度为55～65℃，第三段的烘干温度为110℃以上。
优选地，所述步骤S100中，所述溶剂为水时，溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的1.3～1.8倍。
优选地，所述步骤S100中，所述甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：0.9～1.3，所述溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的1.4～1.7倍。
优选地，所述步骤S100中，所述甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：1，所述溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的1.5倍。
优选地，所述步骤S100中，所述溶剂为母液时，溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的3.0～6.0倍。
优选地，所述步骤S100中，所述甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：0.9～1.3，溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的3.5～5.5倍。
优选地，所述步骤S100中，所述甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：1，溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的4～5倍。
优选地，所述络合反应过程的反应时间为30分钟～3小时。
优选地，所述甘氨酸为食品级甘氨酸，所述无水氯化钙为食品级无水氯化钙。
本发明甘氨酸钙络合物的制备方法，通过一步法反应过程替代了的现有的二步法反应过程，直接将甘氨酸和氯化钙一起溶解于水或母液中进行络合反应，由结晶过程得到的晶体混合液再经离心分离后得到晶体物质和母液，该晶体物质为四水甘氨酸钙络合物Ca(C2H5NO2)2Cl2·4H2O，然后通过合适的烘干处理过程得到甘氨酸钙络合物Ca(C2H5NO2)2Cl2，由此，本发明的原料仅为甘氨酸和氯化钙，溶剂为水或母液，并对生产工艺流程进行了改进和优化，方法简单、安全和有效，在减少原料种类和降低生产成本的同时，还能有效提高产品纯度、产量以及生产效率，能避免三废产生，并减少对下游工艺的资源投入，有助于节能和环保。本发明的制备方法中得到的四水甘氨酸钙络合物为单晶产品，经烘干或风干成为无水甘氨酸钙络合物产品，其分散性极好，在封闭的环境中不易结块。另外，本发明采用直接冷却结晶提纯，以替代现有的刮板薄膜蒸发浓缩工艺，降低了工艺流程复杂性，亦有助于减少生产成本并提高生产效率。
本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
以下将参照附图对根据本发明甘氨酸钙络合物的制备方法的优选实施方式进行描述。图中：
图1为本发明甘氨酸钙络合物的制备方法的优选实施方式的工艺流程示意图；
图2为本发明由JY/T 008-1996检测得到的四水甘氨酸钙络合物单个分子的分布图。
具体实施方式
参见图1，一种甘氨酸钙络合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤S100，将甘氨酸和无水氯化钙按摩尔比为2：0.8～1.5投入到反应釜中，并溶解于溶剂中后进行搅拌混合，溶剂为水或母液，加热至60～100℃并经络合反应过程后得到反应液。通过合适比例的甘氨酸和无水氯化钙溶解于溶剂中得到的反应液，其pH值在4～5数值范围，能满足络合反应要求。
根据络合反应过程，络合反应的反应式包括如下：
Ca2++6H2O+热量→[Ca(H2O)6]2+
[Ca(H2O)6]2++2C2H5NO2→[Ca(C2H5NO2)2·4H2O]2++2H2O
步骤S200，将反应液冷却静止，并加入已制备得到的甘氨酸钙络合物作为晶种，经结晶过程后会有无色或白色结晶物析出，得到晶体混合液。结晶过程中撒入已制备得到的甘氨酸钙络合物作为晶种，通过在反应液中加入一定量的晶种，能加速结晶过程，促进结晶物尽快从反应液中析出，同时还能控制晶体颗粒大小和形状。结晶过程的反应式包括：
[Ca(C2H5NO2)2·4H2O]2++2Cl-→Ca(C2H5NO2)2Cl2·4H2O
本步骤中，冷却静止实质上为结晶提纯的过程。一般，冷却包括主动冷却和被动冷却。主动冷却是指主动降低环境温度，并对反应液进行缓慢搅拌，以便尽快降低反应液的温度，继而促进结晶尽快完成。被动冷却是指反应液在室温条件下慢慢冷却而完成结晶的过程。由此，主动冷却结晶完成所需时间较短些，被动冷却结晶完成所需时间较长些，一般情况下主动冷却和被动冷却都需要进行12小时以上，具体时间需要根据实际操作中冷却设备和结晶情况来定。结晶时间稍长些可使结晶物长老些，更易于离心分离，且结晶得率也会得到改善。另外，静止并非绝对静止，而是相对于激烈搅动而言，主动冷却时的静止一般是指对反应液进行缓慢搅动，被动冷却时的静止一般是指对反应液进行适当搅动，缓慢搅动是连续不停地低速搅动反应液，而适当搅动是指反应液接近室温并加入晶种后将反应液搅动均匀后即停止，目的都是为了加快反应液冷却促进结晶物析出而不影响晶体形状。由于主动冷却的冷却效果较好、效率较高，本步骤中，优选主动冷却的方式。
步骤S300，对晶体混合液进行离心分离后得到晶体物质和液体，晶体物质为四水甘氨酸钙络合物，其化学式为Ca(C2H5NO2)2Cl2·4H2O。其中，用于离心分离的离心机可以是600～1200r/min的普通离心机。
步骤S400，四水甘氨酸钙络合物经烘干过程得到甘氨酸钙络合物，其化学式为Ca(C2H5NO2)2Cl2。烘干过程分为三段，在负压环境或真空环境中进行，有助于改善烘干效果。其中，第一段(即初期)的烘干温度不超过40℃，这是由于四水甘氨酸钙络合物极易溶于水，烘干过程的初期温度若过高则容易造成四水甘氨酸钙络合物溶解在自身的结晶水中，或晶体外表溶化结壳致使烘干无法完成；第二段(即中期)的烘干温度为55～65℃，随着结晶水的逐步散失，可在一定程度上提高第二段的烘干温度；第三段(后期)的烘干温度为110℃以上，第三段的烘干温度设定需要能让四水甘氨酸钙络合物分子中的结晶水全部失掉，但同时需注意不被烘焦。在烘干过程中，四水甘氨酸钙络合物受热失去4个结晶水而成为白色粉末状的甘氨酸钙络合物。通过判断物质外观并测定其含水量，外观为松散白色粉末，且干燥失重率为0～1％，即可认为烘干过程完成。
本发明偶然发现，将甘氨酸和无水氯化钙按一定比例溶于水中，竟然可以得到四水甘氨酸钙络合物，不需要使用固碱调节pH值，也不需要使用大量乙醇，而在此基础上，通过合理控制烘干过程，可以从四水甘氨酸钙络合物得到高品质的无水甘氨酸钙络合物。
具体地，甘氨酸的化学式为C2H5NO2，无水氯化钙的化学式为CaCl2。由于甘氨酸的等电点为5.97，作为两性化合物可带电荷，即当水溶液pH值小于5.97时，甘氨酸在水溶液中主要是以H3N+CH2COOH的形式存在。由上述步骤得到反应液的pH值为4～5时，尤其是在4.2～4.8范围时，可保证H+数量在合适的数量范围内，既不会因pH值过小造成H+过多导致干扰目标的络合反应，也不因pH值过大造成OH-过多导致生成氢氧化钙，这样同样也不利于目标的络合反应。
无水氯化钙是强电解质，溶于水或母液中即完全电离称钙离子和氯离子，钙离子在加热的水溶液中，是以钙的水合离子存在的，即Ca2++6H2O+热量→[Ca(H2O)6]2+，钙的水合离子[Ca(H2O)6]2+是一种络合物，可称六水合钙(II)离子，其为八面体构型的络合物。在甘氨酸存在的情况下，作为配位体的甘氨酸其羟基-OH的配位能力较强，其与Ca2+的结合力大于同样作为配位体的H2O，羟基-OH上的氧原子具有富余的电子对可供成键需要，所以钙的水合离子中的H2O易被C2H5NO2取代，同时，甘氨酸虽为小分子，但也具有两个碳链，C2H5NO2展开并与Ca2+成键需要占用Ca2+周围较大的空间，因而对于Ca2+来说其只能容纳2个甘氨酸分子和4个水分子，也就是在络合反应过程中，钙的水合离子[Ca(H2O)6]2+中的2个水分子被2个甘氨酸分子取代，得到的络合离子[Ca(C2H5NO2)2·4H2O]2+具有形态稳定合理且能量最小化的特点。由此，配位体的取代过程可表示为如下离子方程式：
[Ca(H2O)6]2++2C2H5NO2→[Ca(C2H5NO2)2·4H2O]2++2H2O
由于四水甘氨酸钙络合物为单晶结构，1个钙离子Ca2+与2个甘氨酸分子C2H5NO2和4个水分子H2O以络合键结合，带有2个正电荷，当该物质结晶析出后需要2个负电荷才能平衡电位，而反应液中带负电荷的物质只有氯离子Cl-，在反应液进行结晶逐渐冷却的过程中，[Ca(C2H5NO2)2·4H2O]2+会吸引2个氯离子Cl-以平衡物质电荷，由此得到四水甘氨酸钙络合物的完整分子，具体的结晶过程反应式可表示如下：
[Ca(C2H5NO2)2·4H2O]2++2Cl-→Ca(C2H5NO2)2Cl2·4H2O
通过上述步骤100至步骤300得到晶体物质，该晶体物质经检测验证为四水甘氨酸钙络合物，该络合物是一种无色至白色的晶体或结晶性粉末，参见图2，其化学式为Ca(C2H5NO2)2Cl2·4H2O，检测依据为JY/T 008-1996(四圆单晶X射线衍射仪测定小分子化合物的晶体及分子结构分析方法通则)。络合物的空间构形普遍采用X-射线衍射仪对络合物晶体的测定而明了，这种方法能够比较精确地测出络合物中各原子的位置、键角和键长等，从而得出络合分子或离子的空间构形。
因此，本发明的制备方法所选用的原料仅为甘氨酸和无水氯化钙，溶剂为水或母液，不再添加其他任何原料，使得生产原料和生产工艺更为简单和安全，例如不再需要使用固碱，既能减少影响产品纯度的因素，又能简化工艺流程，减少下游设备投入。由此得到的甘氨酸钙络合物是纯粹的甘氨酸钙，其分子包括络合而成的2个甘氨酸分子和1个钙离子，虽然其分子中还包括2个用于电荷平衡的氯离子，但甘氨酸钙络合物极易溶于水，在人体胃肠道内极易溶解而成由2个甘氨酸分子和1个钙离子组成的甘氨酸钙络合离子，甘氨酸钙络合离子是短肽链，吸收不需要维生素D的配合，极易透过肠上细胞膜，直接通过肠道吸收，氯离子则大部分随体液排出。另外，络合型结构稳定，在肠道内不易与食物中的草酸及其它植物酸等物质结合而耗损，不会因此而引起体内结石症，大大提高了人体对钙的利用率。所以，甘氨酸钙络合物作为一种补钙制剂，具有化学结构稳定、水溶性好、吸收率高等优点。
作为一种可选的实施方式，步骤S100中，溶剂为水时，溶剂的体积毫升数为甘氨酸的重量克数的1.3～1.8倍。溶剂为水，优选为纯净水或蒸馏水。
作为一种可选的实施方式，步骤S100中，甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：0.9～1.3，溶剂的体积毫升数为甘氨酸的重量克数的1.4～1.7倍。
作为一种可选的实施方式，步骤S100中，甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：1，溶剂的体积毫升数为甘氨酸的重量克数的1.5倍。
作为一种可选的实施方式，步骤S100中，将步骤300得到的母液回收套用并替代步骤S100中的水作为溶剂，即母液参与下一轮的络合反应，母液为含有甘氨酸、氯化钙、甘氨酸钙络合物及水的混合液体，母液作为溶剂参与下一轮络合反应，需要兼顾到其他反应物质的摩尔比和液体用量，当甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：0.8～1.5，母液的体积毫升数为甘氨酸的重量克数的3.0～6.0倍。通过回收套用母液，有助于减少制备过程中溶剂损耗，提高总收率，提高资源利用率并减少污染。理论上母液可以进行无限次回收套用，但实际生产中母液会随着回收套用次数增加而积累一些杂质和污染物，如母液的时间跨度较长则需要进行沉淀过滤以去除杂质和污染物，才可继续进行回收套用。
作为一种可选的实施方式，甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：0.9～1.3，母液的体积毫升数为甘氨酸的重量克数的3.5～5.5倍。
作为一种可选的实施方式，甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：1，母液的体积毫升数为甘氨酸的重量克数的4～5倍。
作为一种可选的实施方式，步骤S100中，络合反应过程的反应温度为80～100℃，稍高的反应温度能加快络合反应速度，从而缩短络合反应时间。
作为一种可选的实施方式，络合反应过程的反应时间为30分钟～3小时，优选为1～3小时。
作为一种可选的实施方式，步骤S100中，甘氨酸为食品级甘氨酸，其甘氨酸含量大于等于98.5％；无水氯化钙为食品级无水氯化钙，其氯化钙含量大于等于98％。
实施例1
取食品级含量为98.5％的甘氨酸1000kg，取食品级含量98％的无水氯化钙740kg，慢慢投入到加有1500kg(1.5m3)水的反应釜中，搅拌混合，同时逐步加热反应液直至反应温度90℃，使反应液中的固体物质完全溶解，保持反应温度2小时后反应完成，得PH值为4.8的反应液。
将反应液注入结晶罐中，经过循环冷却水降温冷却，同时缓慢搅拌使反应液各部分温度平衡，当反应液温度接近室温(25℃)后适量撒入少量甘氨酸钙络合物白色粉末作为晶种，以促进结晶完成。反应液中出现大量的结晶体析出，同时其温度非常接近或达到室温，30分钟后结晶完成，得晶体混合溶液。整个过程为12小时。
将晶体混合液通过离心机分离得到晶体物质四水甘氨酸钙络合物和液体。
将四水甘氨酸钙络合物放入通风良好的烘箱中，初期温度为40℃，用时12小时，中期温度为60℃，用时12小时，后期温度为110℃，继续烘干直至被烘干物质变成松散的白色粉末为止，此时通过测定得到甘氨酸钙络合物含量为98.6％、钙含量14.7％、干燥失重率0.6％，即完成烘干，然后粉碎、过筛、称重和包装，得甘氨酸钙络合物成品765kg。
实施例2
取食品级含量98.5％的甘氨酸500kg，取食品级含量98％的无水氯化钙370kg，缓慢投入到加有2.0m3母液的反应釜中，搅拌混合，同时逐步加热反应液直至反应温度90℃，使反应液中的固体物质完全溶解，保持反应温度2小时，反应结束，得PH值为4.76的反应液。
将反应液注入结晶罐中，经过循环冷却水降温冷却，同时缓慢搅拌使反应液各部分温度平衡，当反应液温度接近室温(26℃)后适量撒入少量甘氨酸钙络合物白色粉末作为晶种，以促进结晶完成。反应液中出现大量的结晶体析出，同时其温度非常接近或达到室温，30分钟后结晶完成，得晶体混合溶液。整个过程为15小时。
将晶体混合液通过离心机分离得到晶体物质四水甘氨酸钙络合物和液体，液体可用于下一轮络合反应。
将四水甘氨酸钙络合物放入通风良好的烘箱中，初期温度为40℃，用时13小时，中期温度为60℃，用时13小时，后期温度为110℃，继续烘干15小时直至被烘干物质变成松散的白色粉末为止，此时通过测定得到甘氨酸钙络合物含量为99.0％、钙含量14.8％、干燥失重率0.5％，即完成烘干，然后粉碎、过筛、称重和包装，得甘氨酸钙络合物成品1125kg。
实施例3
取食品级含量98.5％的甘氨酸500kg，取食品级含量98％的无水氯化钙380kg，缓慢投入到加有2.2m3母液的反应釜中，搅拌混合，同时逐步加热反应液直至反应温度90℃，使反应液中的固体物质完全溶解，保持反应温度2小时，反应结束，得PH值为4.78的反应液。
将反应液注入结晶罐中，经过循环冷却水降温冷却，同时缓慢搅拌使反应液各部分温度平衡，当反应液温度接近室温(20℃)后适量撒入少量甘氨酸钙络合物白色粉末作为晶种，以促进结晶完成。反应液中出现大量的结晶体析出，同时其温度非常接近或达到室温，30分钟后结晶完成，得晶体混合溶液。整个过程为16小时。
将晶体混合液通过离心机分离得到晶体物质四水甘氨酸钙络合物和液体，液体可用于下一轮络合反应。
将四水甘氨酸钙络合物放入通风良好的烘箱中，初期温度为40℃，用时14小时，中期温度为60℃，用时14小时，后期温度为110℃，继续烘干14小时直至被烘干物质变成松散的白色粉末为止，此时通过测定得到甘氨酸钙络合物含量为99.3％、钙含量14.9％、干燥失重率0.2％，即完成烘干，然后粉碎、过筛、称重和包装，得甘氨酸钙络合物成品1150kg。
比较例1
第一步反应，取食品级含量98.5％的甘氨酸100kg、慢慢投入到加有100kg(0.10m3)水的反应釜中，再取食品级含量99％的片碱53kg，缓慢加入到上述反应釜中，搅拌混合，同时逐步加热升温至60～70℃，使反应液中的固体物质完全溶解，经膜分离后得甘氨酸钠溶液。
第二步反应，取食品级含量98％的无水氯化钙74kg，缓缓加入到装有50kg(0.05m3)水的反应釜中，搅拌加温到60～70℃，使反应液中的固体物质完全溶解，然后将该溶液加入到第一步反应得到的甘氨酸钠溶液中，用食用盐酸溶液调节PH值4～5，继续加热搅拌，当反应液温度达90℃后，维持该温度继续反应2小时，得到反应完成的反应液。
通过刮板薄膜蒸发浓缩上述反应完成的反应液直至析出少量晶体。
取出以上有少量结晶体的溶液，在室温下缓慢冷却到有较多晶体析出，然后置于8℃以下的环境下继续结晶至少18小时，得晶体混合液。
将以上晶体混合液放入离心机进行固液分离，固体在40～110℃烘干，经粉碎、过筛、称重和包装，得甘氨酸钙络合物产品56kg，测得甘氨酸钙络合物含量98.0％、干燥失重率0.8％。
由实施例1和比较例1得出，比较例1操作步骤较为繁琐，且需要消耗片碱和盐酸。由于反应液中进入了大量的片碱和盐酸，即反应液中含有多余的钠离子和氯离子，会给后续生产过程增加困难。通过实施例1中1000kg甘氨酸得765kg甘氨酸钙络合物产品，而比较例1中100kg甘氨酸得56kg甘氨酸钙络合物产品，由此可知比较例1得率明显较低。另外，比较例中，由于都用水作溶剂，反应液中的钠离子和氯离子可存在于溶剂中没有一同和甘氨酸钙络合物析出来，所以对产品纯度没有很大影响。
比较例2
第一步反应，取食品级含量98.5％的甘氨酸50kg、慢慢投入到加有0.13m3母液的反应釜中，再取食品级含量99％的片碱22.5kg，缓慢加入到上述反应釜中，搅拌混合，同时逐步加热升温至60～70℃，使反应液中的固体物质完全溶解，经膜分离后得甘氨酸钠溶液。
第二步反应，取食品级含量98％的无水氯化钙37kg，缓缓加入到装有0.07m3母液的反应釜中，搅拌加温到60～-70℃，使反应液中的固体物质完全溶解，然后将该溶液加入到第一步反应得到的甘氨酸钠溶液中，用食用盐酸溶液调节PH值4～5，继续加热搅拌，当反应液温度达90℃后，维持该温度继续反应2小时，得到反应完成的反应液。
通过刮板薄膜蒸发浓缩上述反应完成的反应液直至析出少量晶体。
取出以上有少量结晶体的溶液，在室温下缓慢冷却到有较多晶体析出，然后置于8℃以下的环境下继续结晶至少18小时，得晶体混合液。
将以上晶体混合液放入离心机进行固液分离，固体在40～110℃烘干，经粉碎、过筛、称重和包装，得甘氨酸钙络合物产品91kg，测得甘氨酸钙络合物含量96.0％、干燥失重率0.7％。
由实施例2和比较例2得出，比较例2同样地操作步骤较为繁琐，且需要消耗片碱和盐酸。由于反应液中进入了大量的片碱和盐酸，即反应液中含有多余的钠离子和氯离子，会给后续生产过程增加困难。通过实施例2中500kg甘氨酸得1125kg甘氨酸钙络合物产品，而比较例2中50kg甘氨酸得91kg甘氨酸钙络合物产品，由此比较例2的得率远低于实施例2。而且，实施例2产品含量为98.6％，而比较例2产品含量为96.0％，由此可知比较例2产品纯度低于实施例2产品纯度。在放大镜观测下，可发现实施例2的四水甘氨酸钙络合物产品晶型一致为单斜长方形，而比较例2的产品晶型包括有多种晶体，其中立方晶体为氯化钠晶体，这是由于反应液中氯化钠含量偏高，使得氯化钠在冷却结晶过程中单独析出并混入甘氨酸钙络合物晶体中，这是由于工艺中加入片碱和盐酸并采用母液作为溶解造成的后果。
另外，通过溶解性实验来验证甘氨酸钙络合物极易溶于水的特性。称取白色粉末状甘氨酸钙络合物10g，放入装有100ml蒸馏水的烧杯中，室温下适当搅拌，2～3分钟变成无色透明溶液。同样地，称取白色粉末状甘氨酸钙络合物15g，放入装有100ml蒸馏水的烧杯中，室温下适当搅拌，3分钟即变成无色透明溶液。称取白色粉末状甘氨酸钙络合物20g，放入装有100ml蒸馏水的烧杯中，室温下适当搅拌，3～4分钟即变成无色透明溶液。由于100ml水中能溶解物质超过10g，则说明该物质易溶于水。以上实验说明，甘氨酸钙络合物产品在100ml水中远超10g，因而甘氨酸钙络合物极易溶于水，是一种极佳的补钙制剂。
本发明甘氨酸钙络合物的制备方法具有生产工艺简单，生产设备要求低，生产效率高，成本较低，避免三废产生，适于工业化生产。根据本发明得到的四水甘氨酸钙络合物为单晶产品，经烘干或风干成为无水甘氨酸钙络合物产品，其分散性极好，在封闭的环境中不易结块。
需要说明的是，本发明中采用步骤编号(字母或数字编号)来指代某些具体的方法步骤，仅仅是出于描述方便和简洁的目的，而绝不是用字母或数字来限制这些方法步骤的顺序。本领域的技术人员能够明了，相关方法步骤的顺序，应由技术本身决定，不应因步骤编号的存在而被不适当地限制。
本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种甘氨酸钙络合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S100，将甘氨酸和无水氯化钙投入溶剂中搅拌混合，加热至60～100℃并经络合反应过程后得到反应液，所述溶剂为水或母液，所述甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：0.8～1.5，所述络合反应的反应式包括：
Ca2++6H2O+热量→[Ca(H2O)6]2+，
[Ca(H2O)6]2++2C2H5NO2→[Ca(C2H5NO2)2·4H2O]2++2H2O；
步骤S200，将所述反应液冷却静止，并加入已制备得到的甘氨酸钙络合物作为晶种，经结晶过程后得到晶体混合液，所述结晶过程的反应式包括：
[Ca(C2H5NO2)2·4H2O]2++2Cl-→Ca(C2H5NO2)2Cl2·4H2O；
步骤S300，对所述晶体混合液进行离心分离后得到晶体物质和母液，所述晶体物质为四水甘氨酸钙络合物，其化学式为Ca(C2H5NO2)2Cl2·4H2O；
步骤S400，所述四水甘氨酸钙络合物经烘干过程得到甘氨酸钙络合物，其化学式为Ca(C2H5NO2)2Cl2，所述烘干过程分为三段，在负压环境或真空环境中进行，其中，第一段的烘干温度不超过40℃，第二段的烘干温度为55～65℃，第三段的烘干温度为110℃以上。
2.如权利要求1所述的甘氨酸钙络合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述溶剂为水时，溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的1.3～1.8倍。
3.如权利要求2所述的甘氨酸钙络合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：0.9～1.3，所述溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的1.4～1.7倍。
4.如权利要求2所述的甘氨酸钙络合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：1，所述溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的1.5倍。
5.如权利要求1所述的甘氨酸钙络合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述溶剂为母液时，溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的3.0～6.0倍。
6.如权利要求5所述的甘氨酸钙络合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：0.9～1.3，溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的3.5～5.5倍。
7.如权利要求5所述的甘氨酸钙络合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述甘氨酸和无水氯化钙的摩尔比为2：1，溶剂的体积毫升数为所述甘氨酸的重量克数的4～5倍。
8.如权利要求1所述的甘氨酸钙络合物的制备方法，其特征在于，所述络合反应过程的反应时间为30分钟～3小时。
9.如权利要求1至8任一项所述的甘氨酸钙络合物的制备方法，其特征在于，所述甘氨酸为食品级甘氨酸，所述无水氯化钙为食品级无水氯化钙。
CN202110818250.6A 2021-07-20 2021-07-20 甘氨酸钙络合物的制备方法 Pending CN113527339A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110818250.6A CN113527339A (zh) 2021-07-20 2021-07-20 甘氨酸钙络合物的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110818250.6A CN113527339A (zh) 2021-07-20 2021-07-20 甘氨酸钙络合物的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113527339A true CN113527339A (zh) 2021-10-22

Family

ID=78100355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110818250.6A Pending CN113527339A (zh) 2021-07-20 2021-07-20 甘氨酸钙络合物的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113527339A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101225050A (zh) * 2008-01-30 2008-07-23 洪作鹏 一种甘氨酸钙的制备方法
CN108191688A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 大连韦德生化科技有限公司 一种合成及结晶d-泛酸钙的方法
CN109111300A (zh) * 2018-11-06 2019-01-01 山东省葡萄研究院 一种葡萄专用营养抑菌剂及其制备方法与应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101225050A (zh) * 2008-01-30 2008-07-23 洪作鹏 一种甘氨酸钙的制备方法
CN108191688A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 大连韦德生化科技有限公司 一种合成及结晶d-泛酸钙的方法
CN109111300A (zh) * 2018-11-06 2019-01-01 山东省葡萄研究院 一种葡萄专用营养抑菌剂及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KIRILL YUSENKO ET AL: "Model Studies on the Formation and Reactions of Solid Glycine Complexes at the Coasts of a Primordial Salty Ocean", 《Z. ANORG. ALLG. CHEM.》 *
孔随飞等: "甘氨酸钙的合成和结构表征", 《饲料研究》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101486669B (zh) 一种合成牛磺酸的方法
CN101830818B (zh) 一种无水甜菜碱的制备方法
CN106749436B (zh) 一种硫酸氨基葡萄糖氯化钠复盐的制备方法
CN108191688A (zh) 一种合成及结晶d-泛酸钙的方法
CN110330439A (zh) 一种不引入杂质离子的甘氨酸锌络合物及其制备方法
CN111004162A (zh) 一种以三乙酰氧基硼氢化钠为还原剂制备l-硒代胱氨酸的方法及其装置
CN104592081B (zh) 一种氨曲南主环的合成方法
CN104628609A (zh) 一种牛磺酸的分离提取方法
CN107324375A (zh) 一种碱式氯化锌的制备方法
CN108033903A (zh) 一种dl-对甲砜基苯丝氨酸乙酯带水酯化的合成工艺
CN113527339A (zh) 甘氨酸钙络合物的制备方法
CN112707850A (zh) 一种低寡聚体羟基蛋氨酸金属螯合物的制备方法
CN102241663A (zh) 一种雷奈酸锶八水合物的制备方法
CN106219580A (zh) 一种制备碱式碳酸镁的方法
CN106632032B (zh) 地喹氯铵及其制备方法
CN105985232A (zh) 一种高含铁量的枸橼酸铁及其制备方法
CN1800137A (zh) 一种枸橼酸苹果酸钙鳌合物及其制备方法和用途
CN110467537A (zh) 一种左旋对羟基苯甘氨酸的制备工艺
CN115872883B (zh) 一种高纯度肌氨酸的制备方法
RU2510617C2 (ru) Способ получения стеарата кальция
CN105646188A (zh) 一种药用级枸橼酸铋钾的生产方法
CN103833545A (zh) 一种枸橼酸钙的制备方法
CN114644580B (zh) 一种酶法生产l-胱氨酸粗品母液的处理方法
CN110155975B (zh) 一种提高焦磷酸亚锡溶解度的方法
CN117384234A (zh) 一种磷酸化小麦低聚肽螯合钙的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination