一种饲料添加剂ＤＬ－苏氨酸螯合铜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种饲料添加剂ＤＬ－苏氨酸螯合铜的制备方法，其技术方案为：以甘氨酸为原料，甘氨酸与碱式碳酸铜反应生成甘氨酸螯合铜，甘氨酸螯合铜与乙醛反应生成ＤＬ－苏氨酸螯合铜。本发明专利技术与现成的苏氨酸螯合铜制备方法相比，本发明专利技术有以下突出的优点：１）从甘氨酸制备苏氨酸及苏氨酸螯合铜，原料易得，不需要苏氨酸，这样成本较低。２）作为饲料添加剂氨基酸螯合铜，不需要拆分，直接利用ＤＬ－苏氨酸铜，降低费用５０％以上。３）ＤＬ－苏氨酸螯合铜的制备，在常温常压下进行，反应路线短，设备投资少，便于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氨基酸及氨基酸螯合铜的制备方法，具体地说是涉及一种饲料添加剂 DL-苏氨酸螯合铜的制备方法。
技术介绍
苏氨酸是一种必需的氨基酸，主要用于医药、化学试剂、食品强化剂、饲料添加剂 等方面。特别是饲料添加剂方面的用量增长快速，它常添加到未成年仔猪和家禽的饲料中， 是猪饲料的第二限制氨基酸和家禽饲料的第三限制氨基酸。苏氨酸是继蛋氨酸、赖氨酸、色 氨酸之后第四种禽畜饲料必需氨基酸添加剂，对禽畜的生长发育、强化催肥、催奶，产蛋均 有明显的促进作用。苏氨酸的缺乏可导致动物采食量降低、饲料利用率下降、生长受阻，免 疫机能抑制等症状。在配合饲料中加入L-苏氨酸，具有如下的特点①可以调整饲料的氨 基酸平衡，促进禽畜生长；②可改善肉质；③可改善氨基酸消化率低的饲料的营养价值；④ 可降低饲料原料成本；⑤提供动物机体免疫力。因此，苏氨酸在欧盟国家(主要是德国、比 利时、丹麦等)和美洲国家，已广泛地应用于饲料行业。此外，苏氨酸在食品工业中可用作 营养强化剂，添加于食品中、可提高蛋白质的营养价值，使食品营养成分更加充足合理。在 饲料工业中，苏氨酸可用作氨基酸饲料添加剂，为饲料蛋白质的供给开辟了新的途径，不但 提高了饲料的营养价值，降低了饲喂成本，而且还能获得促进畜禽生长发育、增强抗病能力 等其他许多有益的作用。在所有必须氨基酸中，苏氨酸在维持肠道完善性中尤其重要(Wang等2007)。Wang 等(2006)报道，日粮中氨基酸含量会增强仔猪的免疫功能。王薇薇(2008)发现，苏氨酸可 以通过小肠黏液蛋白质的合成抑制小肠黏膜上皮细胞的凋亡，从而影响仔猪小肠免疫屏障 功能。仔猪对苏氨酸的需要量为0. 746 0. 85%，瘦肉型生长肥育猪营养需要量7. 60 10. 30克/每日每头，母猪为17.8 19.6克/每日每头。研究表明高铜日粮(100 250毫克/千克硫酸铜)可促进猪的生长，提高采食量 和改善饲料利用率。高铜是目前养猪上应用较为广泛的营养调控手段，然而应用高铜致使 大量的铜(80% 95%)随粪便排入环境，给人类健康带来直接危害。氨基酸螯合铜的开发 应用为解决铜污染问题提供一个有效的途径。研究表明，低剂量(100毫克/千克苏氨酸螯 合铜)饲喂断奶仔猪，可就得与高铜(250毫克/千克硫酸铜)相近或更好的促生长效果， 而且可显著降低猪肝和粪中铜的含量。DL-苏氨酸螯合铜可以被动物机体内充分吸收，分解为苏氨酸和铜离子，所以兼具 有提供苏氨酸和螯合铜的双重功效，可以有效提高养殖业的生产效率，并且降低养殖业铜 的排放量，因此，在养殖业的生产中具有极大的应用前景。DL-苏氨酸螯合铜的分子式为C8H16N2O6Cu,结构为 中国专利申请(200910043299. 8，专利技术名称“苏氨酸铜及其制备方法和应用”)公 开了一种用于饲料的苏氨酸铜的制备方法，该方法包括(1)将硫酸铜或者硫酸铜的结晶 水合物与质量浓度为5% 30%的苏氨酸水溶液混合，所述硫酸铜或者硫酸铜的结晶水合 物与苏氨酸的摩尔比为(0.5 1.1) 2，在惰性气体保护下进行反应，反应温度控制在 60°C 100°C，添加氢氧化钠维持反应时的pH值为4 8，反应0. 5 6h后得到反应产物； (2)将所述反应产物进行真空浓缩直至得到粘稠状的浓缩物，或者用有机溶剂萃取所述反 应产物中的水分得到沉淀物，再将所述浓缩物或沉淀物进行干燥、粉碎后，得到苏氨酸铜成 品。尽管该方法能获得一定性能的苏氨酸铜产品，然而该方法使用了昂贵的苏氨酸和硫酸 铜(价格高于碳酸铜2-3倍)，比较需要惰性气体和真空环境，导致生产成本过高，因此不适 于反应路线短、设备投资少的工业化生产。因此，目前需要一种能结合苏氨酸和螯合铜的双重功效、使两种物质的互补性在 饲料中能得到充分体现，并更好促进动物机体对上述两种物质的同步吸收，同时又适于反 应路线短、设备投资少的工业化生产的苏氨酸铜的生产方法，以达到有效促进动物生长、增 强动物抵抗力和提高饲料利用效率的目的。
技术实现思路
本专利技术原理是以廉价的甘氨酸、碱式碳酸铜为反应原料，并使用廉价易得的甲醇、 乙醛、冰醋酸、氢氧化钠为反应剂，在常规的反应环境中即制备可用于饲料添加剂的DL-苏 氨酸螯合铜，无需特殊或昂贵的反应设备。因此，本专利技术第一目的在于提供一种用于饲料添加剂的DL-苏氨酸螯合铜的制备 方法，包括(1)甘氨酸螯合铜的制备取一定质量的甘氨酸，加入相当于甘氨酸质量体积比 40-100倍的水，加热溶解后，再加入0. 5-1. 2倍量的碱式碳酸铜，在相同温度下保温后，然 后趁热滤除去未反应的碱式碳酸铜，并将滤液在0-5°C析出结晶，过滤并高温干燥得到甘氨 酸螯合铜；(2) DL-苏氨酸螯合铜的制备取一定质量的甘氨酸螯合铜，加入相当于苏氨酸螯 合铜质量体积比6-16倍的甲醇，搅拌溶解，低温冷却后，加入质量体积比1-2. 6倍的乙醛， 再加入5%的氢氧化钠甲醇溶液180-240毫升，加热后并保温反应，然后趁热过滤除去不溶 物，并在滤液中加质量体积比0.06-0. 16倍(优选0.1倍)的冰醋酸，冷却后，加热干燥得 至IJ DL-苏氨酸螯合铜。在一个实施方案中，步骤1中加入的水量为60-80倍，加入的碱式碳酸铜量为 0. 8-0. 9倍。其中，在一个具体实施方案中，步骤1中加入的水量优选为70倍，加入的碱式 碳酸铜量优选为0.8倍。在另一实施方案中，步骤2中第一次加入的甲醇量为9-10倍，加入的乙醛量为 1. 4-1. 6倍，第二次加入的甲醇量为1. 5-1. 8倍，加入的氢氧化钠量为0. 08-0. 1倍。其中， 在一个具体实施方案中，步骤2中第一次加入的甲醇量优选为10倍，加入的乙醛量优选为 1. 6倍，第二次加入的甲醇量优选为1. 8倍，加入的氢氧化钠量优选为0. 1倍。还在其他的实施方案中，步骤1中的加热和保温温度优选60-80°C，干燥温度优选 60-700C，步骤2中低温冷却温度优选5-10°C，加热和保温温度优选60_80°C，干燥温度优选 60-70 O。根据以上方案，在其他的具体实施方案中，所述步骤包括a取甘氨酸100-150克，加水0. 7-1. 5升，在60_8(TC加热溶解，在加入80-120克 碱式碳酸铜，60-80°C保温1-3小时，趁热滤除去未反应的碱式碳酸铜，滤液在0-5°C析出结 晶，过滤，60°C干燥得到甘氨酸螯合铜；b. DL-苏氨酸螯合铜的制备取步骤a得到的甘氨酸螯合铜，加甲醇500-800毫升，搅拌溶解，冷却至5_10°C加 入乙醛200-280毫升，再加5%的氢氧化钠甲醇溶液180-240毫升，60-80°C保温反应1小 时。趁热过滤除去不溶物，滤液中加入冰醋酸15-30毫升，冷却过夜，过滤60°C干燥得到 DL-苏氨酸螯合铜。甘氨酸螯合铜得率=(甘氨酸螯合铜质量/(甘氨酸质量X1.4066))*100%，其 中1.4066是甘氨酸螯合铜相对分子量与甘氨酸相对分子量2倍的比值，即211 + 150 = 1. 4066DL-苏氨酸螯合铜得率=(DL-苏氨酸螯合铜质量/(甘氨酸X1.9933))*100%， 其中1. 9933是DL-苏氨酸螯合铜相对分子量与甘氨酸相对分子量2倍的比值，即299 + 150 =1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于饲料添加剂的ＤＬ－苏氨酸螯合铜的制备方法，包括：（１）甘氨酸螯合铜的制备：取一定质量的甘氨酸，加入相当于甘氨酸质量体积比７－１０倍的水，加热溶解后，再加入０．８－０．９倍量的碱式碳酸铜，在相同温度下保温后，然后趁热滤除去未反应的碱式碳酸铜，并将滤液在０－５℃析出结晶，过滤干燥得到甘氨酸螯合铜；（２）ＤＬ－苏氨酸螯合铜的制备：取步骤（１）得到的甘氨酸螯合铜，加入相当于甘氨酸质量体积比５．０－６．０倍的甲醇，搅拌溶解，低温冷却后，加入质量体积比１．２－２．０倍的乙醛，再加入相当于甘氨酸质量体积比１．５－２．５倍的５％的氢氧化钠甲醇溶液，加热后并保温反应，然后趁热过滤除去不溶物，并在滤液中加相当于甘氨酸质量体积比０．１５－０．３倍（优选０．２倍）的冰醋酸，冷却后，加热干燥得到ＤＬ－苏氨酸螯合铜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：印遇龙，吴信，
申请(专利权)人：中国科学院亚热带农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]