有机锌的合成研究进展

李致宝，粱初海，韦少平，许朝芳，张丽娟，柯 敏

（广西壮族自治区化工研究院，广西 南宁 530001）

有机锌的合成研究进展

李致宝，粱初海，韦少平，许朝芳，张丽娟，柯 敏

（广西壮族自治区化工研究院，广西 南宁 530001）

有机锌是一类绿色的含锌食品和饲料添加剂，具有良好的化学稳定性和生物吸收利用率。本文综述了近些年来国内外有机锌相关合成研究的进展。

有机锌;添加剂;合成工艺;研究进展

锌是人类和动物的必需微量元素，分布在各种组织器官中，是体内数百种酶和功能蛋白质的组成成分，在体内参与多种功能物质的代谢，具有广泛的生理生化功能。锌能增加食欲，促进生长发育，促进创口的愈合，提高机体免疫力等。传统上在人们通常以无机锌的形式补充锌，随着应用研究的深入，发现体内锌的存在形式是以有机物的结构稳定地贮存在各组织器官中，有机锌有着更好的生物吸收利用率。但有机锌的成本比无机锌贵不少，因此多年来，许多科研工作者一直在探索可减少成本的有机锌化合物的合成工艺。

1 常用有机锌

食品和饲料中锌源以无机锌和有机锌的形式添加，一直以来无机锌（比如硫酸锌、氧化锌）资源丰富，价格便宜，被广泛应用于保健食品和饲料中。有机锌相对无机锌而言，刺激性少，适口性更好，具有化学稳定性高、生物吸收利用率好的特点。常用的有机锌主要有葡萄糖酸锌、乳酸锌、氨基酸螯合锌、柠檬酸锌、多糖锌等。而作为饲料添加剂应用于动物营养中的主要有酵母锌、蛋氨酸锌、甘氨酸锌、赖氨酸锌等。

2 常用有机锌的合成工艺

2．1 赖氨酸锌的合成

赖氨酸锌螯合物一般由赖氨酸盐酸盐和含锌化合物反应生成。李群等[2]研究报道，以赖氨酸盐酸盐和氢氧化锌为原料，按摩尔比2∶1先将赖氨酸盐酸盐溶解在去离子水中，然后分批加入定量的氢氧化锌，在70℃水浴中搅拌反应2h。趁热过滤，减压蒸馏，静置结晶，过滤得滤饼用无水乙醇反复洗涤抽滤，产率为91．05%。张瑞华[3]介绍了2种方法，一是以赖氨酸盐酸盐和氯化锌为原料，在水溶液中用氢氧化钠调节p H值为8，在80℃中搅拌反应1h，产品收率为85．83%。二是先将赖氨酸、甲醇和氢氧化锂回流反应生成赖氨酸锂盐，再加氯化锌的甲醇溶液，迅速反应，收率为94．79%。此方法收率较高，但反应过程相对复杂，原料成本高。李顺心[4]研究表明，在L-赖氨酸盐酸盐与氯化锌摩尔比为2∶1，反应温度80℃，pH值7，反应时间120min的优化工艺条件下，L-赖氨酸锌的产率可达89．67%。其收率与张瑞华介绍的第一种方法相当。

2．2 蛋氨酸锌的合成

于桂生[5]报道，按锌与氨基酸物质的量比为2∶1，称取七水合硫酸锌和蛋氨酸置于三颈瓶中，用蒸馏水溶解，加入氢氧化纳溶液调节体系pH值，控制在6～7之间，回流反应1h，产率90%。另外以盐酸和氢氧化锌为原料，采用另一工艺，蛋氨酸锌的产率可达93%。虞泽鹏[6]研究了用微波的方法制备蛋氨酸锌，具体工艺方法是:准确称取乙酸锌和蛋氨酸，微量高速粉碎机充分混合，然后称取混合物于试管中，用微量进样器加入引发剂，进行微波催化合成。反应完成后，用乙醇、乙醚、蒸馏水充分洗涤，滤渣烘干称重，得白色结晶，取样进行分析鉴定。刘昌盛[7]也研究了微波法一步快速合成蛋氨酸锌。作者将醋酸锌与蛋氨酸以1∶2摩尔比充分粉碎混合，调节水分，然后微波辐射快速合成，充分洗涤并干燥。在蛋氨酸∶醋酸锌＝2∶1，微波功率为 600W，催化水分为 50μL，时间5min，一定样品量的条件下，蛋氨酸锌的耦合率达80%以上。微波法合成操作简单，耗时少，成本低廉，副产物少，制得的产品纯度高。虽然微波法有这些优点，但作者在文中没有提到具体产品收率，工艺实用性还有待探讨。

2．3 甘氨酸锌的合成

钟国清[8]以甘氨酸和碱式碳酸锌为原料合成了甘氨酸锌螯合物，最佳工艺条件为:n（甘氨酸）∶n（碱式碳酸锌）＝1．00∶0．35，温度 95℃，反应时间8h，产率≥92%。此法收率较高，但是反应时间较长。管海跃等[9]以甘氨酸和碱式碳酸锌为原料，按摩尔比为2∶1的比例在水相中合成，90～95℃之间反应6h，得到了产率为94．6%的水合甘氨酸锌螯合物。时间和收率都比钟国清有了不少优化。武建刚等[10]以甘氨酸、氧化锌为原料，盐酸为催化剂研究了生产甘氨酸锌的新方法。试验确定了合适的配合反应条件。反应温度为100℃，反应时间为2min，产品一次得率为65%，产品甘氨酸锌纯度大于99．0%。此方法生产的产品晶型好、纯度高，反应母液可以多次回用，排放少，是清洁的生产方式。

2．4 葡萄糖酸锌的合成

葡萄糖酸锌目前主要用于食品营养强化剂。蒋金芝等[11]采用葡萄糖酸钙和浓硫酸等摩尔反应制得葡萄糖酸，趁热除去硫酸钙再经离子交换树脂纯化后，与氧化锌反应并经浓缩及加入95%乙醇结晶得到葡萄糖酸锌的白色粉末，产率为91．2%，产品纯度为 99．3%。 魏巍等[12]用同样的原料考察了反应温度、结晶时间、结晶温度及结晶剂对葡萄糖酸锌产率的影响，得出葡萄糖酸与氧化锌反应的最适宜条件为:反应温度应控制在60℃，反应时间 2h，结晶剂乙醇用量为35mL（相对0．0125mol的葡萄糖酸锌），在0℃的冰水浴结晶8h。韩秀丽等[13]在氧化反应釜内，加入葡萄糖，催化剂，加水溶解，搅拌下加热，65℃时滴加氧化剂，控制温度70℃。投料完毕后，继续保温3h，冷却，分批加入氧化锌，使反应液的pH值保持在5．8左右，继续保温3h，过滤，滤液浓缩至原体积的1／3左右，放置8h，使其充分结晶，真空干燥得白色结晶粉，产率 95%，产品熔点173～175℃，纯度99．0%。该方法由葡萄糖在反应釜内直接转化为葡萄糖酸锌，省去了分离等步骤，技术线路合理，生产周期短，能耗低，生产成本低而且产品质量稳定，具有明显的经济效益和社会效益。

3 结语

锌是人类和动物的必需微量元素，具有广泛的生理生化功能。而有机锌良好的生物利用率已被逐渐认可，因此科研工作者对有机锌的合成进行了不少研究，并取得不错的成绩。由于原料成本的问题，有机锌的价格总体还比较高，造成有机锌的应用受到了限制。随着人们的认可及科学研究水平的提高，有机锌使用成本的下降，有机锌的应用将得到更好的推广与应用。

[1] 李群，刘飞飞，于岚．L-赖氨酸锌螯合物的研究[J]．应用化工，2010，（3）:441-443．

[2] 张瑞华．赖氨酸锌的合成[J]．饲料工业，2004，（5）:35-37．

[3] 李顺心，李群．L-赖氨酸锌螯合物的合成及表征[J]．应用化工，2007，（12）:1218-1220．

[4] 于桂生．蛋氨酸锌的制备与组成的测定[J]．天津化工，2005，（7）:50-51．

[5] 虞泽鹏，李吕木．蛋氨酸锌螯合物的合成与鉴定[J]．中国饲料，2005，（15）:24-25．

[6] 刘昌盛，乐国伟，施用晖．微波固相合成蛋氨酸锌[J]．饲料工业，2003，（6）:10-11．

[7] 钟国清．甘氨酸锌螯合物的合成与结构表征[J]．精细化工，2001，（7）:391-393．

[8] 管海跃，崔艳丽，毛建卫．一水合甘氨酸锌螯合物的合成及其表征[J]．浙江大学学报（理学版），2008．（4）:442-447．

[9] 武建刚，王卫红，陈昌铭．甘氨酸锌的制取方法研究[J]．兽药与饲料添加剂，2008，（2）:4-5．

[10] 蒋金芝，唐有根，王要武，等．葡萄糖酸锌的研制[J]．精细化工，1996，（6）:39-41．

[11] 魏巍，王学东，崔玉民．间接法合成葡萄糖酸锌及其表征[J]．阜阳师范学院学报（自然科学版），2006，（12）:43-45．

[12] 韩秀丽，李红萍，王晓松．一步法合成葡萄糖酸锌的研究[J]．河南科学，2000，（9）:256-258．

Synthesis Research Progress in Organic Zinc

LIZhi-bao， LIANGChu-hai， WEIShao-ping， XUChao-fang
（Guangxi Research Institute of Chemical Industry，Nanning 530001， China）

Organic zinc was green feed or food additives containing zinc，it had good chemical stability and biological absorption and utilization rate．In this paper， synthesis research progress in organic zinc at home and abroad was reviewed．

organic zinc;additives;synthesis technology;research progress

TQ 262.3

A

1671-9905（2012）03-0021-02

广西自然科学基金（桂科自0991190）

粱初海，高级工程师，目前主要从事科学研究的管理，农药、兽药及饲料添加剂等精细化工产品的研发，联系电话:0771-3331739

2011-12-21