一种酪氨酸铜的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种酪氨酸铜的制备方法，包括以下步骤：(1)将铜源溶解得到含铜溶液；(2)将含酪氨酸根的物质溶解得到pH＞10的含酪氨酸阳离子的溶液；(3)将含酪氨酸阳离子的溶液与含铜溶液混合，控制pH值恒温反应，冷却后过滤、洗涤、干燥，即得到酪氨酸铜。本发明专利技术还提供一种上述的制备方法制备得到的酪氨酸铜在动物饲料添加剂领域中的应用。本发明专利技术的制备方法在制备过程中分别将酪氨酸变为阳离子，铜盐变为阳离子后再反应，降低反应活化能，提高反应效率和收率，副反应少，产物纯度高，易于实现工业化大规模生产。业化大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种酪氨酸铜的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于饲料添加剂领域，尤其涉及一种氨基酸铜的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]酪氨酸(tyrosine；Tyr)的化学名称为2-氨基-3-对羟苯基丙酸，它是一种含有酚羟基的芳香族极性α-氨基酸。酪氨酸是一种重要的营养必需氨基酸，对人和动物的新陈代谢、生长发育起着重要的作用，广泛应用在食品、饲料、医药和化工等行业。其常作为苯丙酮尿症患者的营养补充剂，以及多肽类激素、抗生素、L-多巴、黑色素、对羟基肉桂酸、对羟基苯乙烯等医药化工产品的制备原料。
[0003]铜在维持机体正常代谢和免疫力方面有重要作用，饲喂试验表明，饲料中添加高铜能提高动物的日增重、采食量及饲料效率，具有促进生长的作用。目前，用作饲料中铜源的物质主要是硫酸铜，其最大的优势是价格低廉，但硫酸铜的大量使用会产生其他严重的问题，一方面对微量元素Fe和Zn等具有拮抗作用，另一方面由于硫酸铜的高溶解性，其大量排出后加重了对环境的污染。更为严重的是，饲料中的Cu
2+
极易被还原，这种还原反应会破坏添加剂中的维生素。此外，因硫酸铜容易吸水结块，在饲料生产加工过程中还会腐蚀加工设备。
[0004]铅在动物饲料中是一种有毒有害的成分，如果动物摄入铅含量超标，铅会在体内积蓄，损害畜禽的健康，然后通过食物链影响人的健康。铅含量超标带来的危害的具体表现有：对神经系统起作用，出现神经衰弱和中毒性多发神经炎；引起贫血，并影响凝血过程；损害肾脏，而且也会损害免疫系统等。所以饲料添加剂需要严格控制铅含量。
[0005]因此，将两者结合起来的低铅酪氨酸铜在动物饲料领域具有很好的应用前景，然而目前尚未发现酪氨酸铜在动物饲料中的应用报道，如何制备出能够应用于动物饲料领域并能够工业化大规模生产的酪氨酸铜是本领域的一个难题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种可工业化大规模生产、转化率高、副产物少的酪氨酸铜的制备方法及其应用。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0007]一种酪氨酸铜的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将铜源溶解得到含铜溶液；
[0009](2)将含酪氨酸根的物质溶解得到pH＞10的含酪氨酸阳离子的溶液；
[0010](3)将含酪氨酸阳离子的溶液与含铜溶液混合，控制pH值恒温反应，冷却后过滤、洗涤、干燥，即得到酪氨酸铜。
[0011]上述制备方法中，优选的，铜源包括碳酸铜、碱式碳酸铜、碱式硫酸铜、碱式氯化铜、氯化铜、硫酸铜、氧化铜或氢氧化铜中的一种或多种；上述铜源可以采用生产用的尾料、次品等，以降低成本。当采用不溶或难溶铜源时，加入稀酸溶解铜源。上述稀酸优选采用稀
硫酸，稀硫酸需要缓慢加入，主要是考虑到铜源为碳酸铜或碱式碳酸铜时，加酸会冒出大量二氧化碳气泡。加入速度太快，会引起爆沸，导致溶液喷溅或逸出。此外，缓慢加入稀硫酸，更有利于调节pH值。另外，采用稀硫酸也是考虑到了铜盐中的铅离子对动物危害较大，加入稀硫酸可生成硫酸铅沉淀除掉铅。
[0012]本专利技术中，稀酸不宜采用磷酸，铜源也不建议选用磷酸铜、碱式磷酸铜。因为我们在实验中发现采用上述磷酸或磷酸铜等，产物中可能存在酪氨酸磷酸铜复合物，而不是目标产物酪氨酸铜。上述制备方法中，优选的，含酪氨酸根的物质为酪氨酸或酪氨酸二钠盐；当采用酪氨酸时，加入碱溶解酪氨酸，碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种，此时pH值需要设定为大于10，需要一定碱的浓度，否则酪氨酸的溶解情况较差。加碱时可先计算出需要将含酪氨酸根的物质转化为酪氨酸阳离子的所需的理论含碱量，实际加入量略微高于理论值。如果搅拌10min，仍有极少量的酪氨酸不溶解，可加入少量稀碱溶液直至完全溶解。本专利技术中，含有酪氨酸根的物质可采用生产酪氨酸的发酵液、母液、下脚料等，不用经过精制提纯干燥，可节省成本，扩大原料范围。
[0013]本专利技术不直接选用碳酸铜与酪氨酸反应的原因为：碳酸铜不溶于水，而酪氨酸的酸性很难将碳酸铜全部溶解。大部分的碳酸铜只能以固体形态与酪氨酸溶液在水固两相界面溶解，反应速率较慢，也很难反应完全。
[0014]上述制备方法中，优选的，当碱为碳酸钠、碳酸钾时，加压溶解酪氨酸，加压的压力为100-1000KPa；更优选的，加压压力为200-500KPa。压力过低，不反应或反应速率慢，转化率低；加压过高，对设备要求高，且产品出现的副产物增加，对反应速率和转化率改善不明显。所以加压的压力控制为100-1000KPa较适宜。
[0015]本专利技术中采用酪氨酸阳离子的溶液与含铜溶液混合是考虑到酪氨酸在水中溶解度小，空间位阻大，反应需要的活化能高，反应较慢。步骤(2)中，将含酪氨酸根的物质转化为酪氨酸阳离子，再与含铜溶液反应，可减少反应活化能和反应时间，提高反应效率和收率。
[0016]由于铜离子在碱性环境中更容易生成氢氧化铜(氢氧化铜颗粒较小，悬浮在溶液中)，再与酪氨酸阳离子反应会导致生成的酪氨酸铜的颗粒太小，所以铜离子与酪氨酸阳离子的反应需要避免在强碱性环境中。本专利技术中将酪氨酸阳离子的溶液与含铜溶液混合时，优选将含有酪氨酸阳离子的溶液加入到含铜溶液中，可以尽可能的避免生成氢氧化铜，避免生成的酪氨酸铜颗粒过细。此外，步骤(1)中残留在含铜溶液中的絮凝剂，在反应时，会使生成的产品颗粒增大，颗粒更均匀，更利于固液分离，产品流动性更好。上述操作可以保证本专利技术中得到的酪氨酸铜颗粒尺寸较大，过滤性能更好。
[0017]上述制备方法中，优选的，将酪氨酸阳离子的溶液与含铜溶液混合时，控制酪氨酸阳离子与铜离子的摩尔比为(1.95-2.05)：1。
[0018]上述制备方法中，优选的，控制pH值恒温反应时，控制pH值为5.5-8.5，反应温度为70-100℃，反应时间为1.5-5h。我们研究表明，在上述pH值下反应效果更佳。上述恒温反应过程为吸热反应，加上酪氨酸的空间位阻大，反应活化能较高，需要更高的温度加快反应。温度太低，时间太短，容易造成反应不完全，产品转化率较低。反应时间较长，收率变化不大，浪费时间和能源。所以恒温反应的温度为70-100℃，恒温反应的时间为1.5-5h较为合适。
[0019]上述制备方法中，优选的，步骤(1)中，向含铜溶液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的添加量控制其在含铜溶液中的浓度为0.1-1g/L。由于铜源中铅含量过低，生成的硫酸铅含量也极低，颗粒很小，悬浮在溶液中，很难过滤除去。本专利技术在含铜溶液中加入絮凝剂可以更好的将小颗粒硫酸铅聚集起来形成大颗粒，再通过过滤除去。过滤后残留在溶液中的絮凝剂也可以在后续步骤中增加产品颗粒尺寸，使产品易过滤，得到的成品流动性更好。聚丙烯酰胺为有机高分子絮凝剂，可用于饮用水的消毒。聚丙烯酰胺是无毒的，因为当它进入动物体内后，在很短的时间内就会被排出体外，基本不会被消化道所吸收。我们研究表明，聚丙烯酰胺添加范围在0.1-1g/L可以达到絮凝效果好、残留量极低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酪氨酸铜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将铜源溶解得到含铜溶液；(2)将含酪氨酸根的物质溶解得到pH＞10的含酪氨酸阳离子的溶液；(3)将含酪氨酸阳离子的溶液与含铜溶液混合，控制pH值恒温反应，冷却后过滤、洗涤、干燥，即得到所述酪氨酸铜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜源包括碳酸铜、碱式碳酸铜、碱式硫酸铜、碱式氯化铜、氯化铜、硫酸铜、氧化铜或氢氧化铜中的一种或多种；当采用不溶或难溶铜源时，加入稀酸溶解铜源。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含酪氨酸根的物质为酪氨酸或酪氨酸二钠盐；当采用酪氨酸时，加入碱溶解酪氨酸，所述碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，当所述碱为所述碳酸钠、所述碳酸钾时，加压溶解酪氨酸，所述加压的压力为100-1000KPa。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将酪氨酸阳离子的溶液与含铜溶液混合时，控制酪氨酸阳离子与铜离子的摩尔比为(1.95-2.05)：1。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，控制pH值恒温反应时，控制pH值为5.5-8....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄逸强，张亚伟，王赏初，洪双胜，孙毅，
申请(专利权)人：长沙兴嘉生物工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：