CN101121672A - 甜菜碱磷酸盐及其生产方法与应用 - Google Patents

甜菜碱磷酸盐及其生产方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种固体甜菜碱磷酸盐产品。本发明产品的应用优于甜菜碱盐酸盐，产品成本低，在用于饲料添加剂时可以改善动物营养结构，另外，它还能用于化妆品、食品和药品。本发明提供了制备方法。

Description

甜菜碱磷酸盐及其生产方法与应用
技术领域
本发明涉及甜菜碱，特别涉及一种甜菜碱磷酸盐。
背景技术
甜菜碱(Betaine)首先发现于欧洲，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名。自1939年D.U.Vigneaud发现其营养功能以来，甜菜碱一直成为人们的研究热点，并被广泛地应用于制药、食品、添加剂、化学试剂、化工原料、畜禽养殖、水产养殖、生物发酵等领域。
甜菜碱是N-甲基化的氨基酸，在动物和植物代谢中具有重要的功能，它具有下列结构式：
Figure A20061002984200031
甜菜碱具有两极结构，它含有三个活性甲基，这些甲基能参与酶催化反应。甜菜碱可以用作饲料添加剂或食品添加剂，在遇到恶劣的自然环境时，还能用作植物的成长改进剂，还可以用于肥料，化妆品，药品或食品工业，以及并可在氨基酸生产、抗生素药物生产、霉制剂生产中用作生物发酵助剂。
目前市场上使用的甜菜碱主要有甜菜碱内盐(1)、甜菜碱一水合物(2)和甜菜碱盐酸盐(3)三种产品：
Figure A20061002984200032
由于甜菜碱内盐和甜菜碱一水合物的生产成本较高，其在添加剂、畜禽养殖、水产养殖、生物发酵等领域中的应用已逐渐被成本相对较低的甜菜碱盐酸盐所替代，甜菜碱盐酸盐的市场份额已经占了甜菜碱所有产品的80％以上。但是甜菜碱盐酸盐显酸性，并且氯离子的存在也使该产品在添加剂、畜禽养殖、水产养殖、生物发酵等领域中的应用效果不及甜菜碱内盐。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述不足之处，研究设计一种更有效的甜菜碱盐。
本发明提供了一种甜菜碱磷酸盐，如下式：
分子式：C5H14NO6P
分子量：215.14
物理性能：白色至微黄色结晶性粉末，无气味，味酸涩，具吸潮性，极易溶于水，溶于乙醇。
本发明是用对动物生长有利的磷酸根离子(H2SO4 -)代替氯离子(Cl-)从而制得甜菜碱磷酸盐，该产品的生产成本不高，同时又改善了甜菜碱的使用效果。
磷(P)是动物必须的矿物质元素，在动物的骨骼和牙齿发育与维持中起着关键的作用；同时，磷是所有细胞及细胞膜中的基本元素，它参与构成活细胞的结构物质，构成了DNA和RNA分子的骨架，参与遗传信息的传递；磷酸盐在细胞的日常能量交换中扮演着非常重要的角色，它参与几乎所有重要有机物质的合成和降解代谢；高能磷酸化合物则在能量的释放、储存和利用中起着极为重要的作用；磷又是维持体内酸碱平衡和调节渗透压的重要物质。
本发明的另一目的是提供了甜菜碱磷酸盐的制备方法。
制备方法1：
Figure A20061002984200042
该方法将等当量的甜菜碱和磷酸溶于等当量的水中，静置结晶，过滤，干燥得甜菜碱磷酸盐。
制备方法2：
Figure A20061002984200051
该方法将氯乙酸配成20-40％的水溶液，置于反应器中，开动搅拌，用15-30％的氢氧化钠水溶液或碳酸钠中和至pH4.0-5.0制得氯乙酸钠溶液，然后冷却至10-30℃，加入25-40％的三甲胺水溶液或通入三甲胺气体，氯乙酸钠与三甲胺的摩尔比为1∶1.00-1.20，控制温度在30-60℃，反应5-7小时。反应液浓缩后乘热过滤除去大部分氯化钠。用30-85％的磷酸调pH到2.0-2.5，冷却结晶过滤，得甜菜碱磷酸盐。
鉴于上述原理，甜菜碱磷酸盐在应用过程中可以起到甜菜碱和磷的协同功效，因而，甜菜碱磷酸盐及甜菜碱磷酸盐系列组合物产品作为动物饲料添加剂的应用效果优于甜菜碱盐酸盐，不仅可降低饲料成本，还可改善动物营养结构。
除上述应用之外，甜菜碱磷酸盐及甜菜碱磷酸盐系列组合物产品在化妆品或化妆用品中的应用效果也要优于甜菜碱盐酸盐，减少了产品中氯离子的刺激性副作用，改善了化妆品的营养功能；甜菜碱磷酸盐及甜菜碱磷酸盐系列组合物产品在药品中的应用效果也要优于甜菜碱盐酸盐；甜菜碱磷酸盐及甜菜碱磷酸盐系列组合物产品在食品中的应用效果优于甜菜碱盐酸盐，不仅改善食品营养结构，还改善食品的口味；甜菜碱磷酸盐及甜菜碱磷酸盐系列组合物产品作为发酵助剂还可以应用于氨基酸生产、抗生素药物生产、酶制剂生产等方面。
具体实施方式
实施例：
实施例1：将125克甜菜碱溶解于100ml水中制成溶液，缓慢滴加85％的磷酸调pH到2.0-2.5，静置结晶，过滤，滤液套用，结晶烘干便得甜菜碱磷酸盐。
实施例2：在装有搅拌器，气体吸收装置，温度计的1000ml四口瓶中，加入水160g，用油浴加热，开搅拌器，加入99％的氯乙酸100g，使之完全溶解。滴加30％碳酸钠水溶液中和，终点pH4.0-5.0。中和液用冷水冷却至25℃，慢慢通入三甲胺约64g，控制温度在30-80℃，搅拌反应约6小时，反应液浓缩至二分之一体积后乘热过滤除去大部分氯化钠。用30-85％的磷酸调pH到2.0-2.5，冷却结晶过滤，滤饼用水洗涤后母液下批套用，结晶干燥得甜菜碱磷酸盐纯品，纯度大于98.0％，收率92％。
实施例3：采用实施例1同样的步骤，只是使用35％的三甲胺水溶液代替三甲胺气体，操作指标不变，最后得到甜菜碱含量大于98％，收率90％。
实施例4：采用实施例1同样的步骤，只是使用20％的氢氧化钠水溶液代替30％碳酸钠水溶液，操作指标不变，最后得到甜菜碱含量大于98％，收率93％。

Claims (8)

1.一种甜菜碱磷酸盐，其特征在于它具有下列结构和性能：
Figure A2006100298420002C1
分子式：C5H14NO6P
分子量：215.14
物理性能：白色至微黄色结晶性粉末，无气味，味酸涩，具吸潮性，极易溶于水，溶于乙醇。
2.一种如权利要求1所述的一种甜菜碱磷酸盐的制备方法，其特征在于该方法为将等当量的甜菜碱和磷酸溶于等当量的水中，静置结晶，过滤，干燥得甜菜碱磷酸盐。
3.一种如权利要求1所述的一种甜菜碱磷酸盐的制备方法，其特征在于该方法为将氯乙酸配成20-40％的水溶液，置于反应器中，开动搅拌，用15-30％的氢氧化钠水溶液或碳酸钠中和至pH 4.0-5.0制得氯乙酸钠溶液；然后冷却至10-30℃，加入25-40％的三甲胺水溶液或通入三甲胺气体，氯乙酸钠与三甲胺的摩尔比为1∶1.00-1.20，控制温度在30-60℃，反应5-7小时；反应液浓缩后乘热过滤除去氯化钠，用30-85％的磷酸调pH到2.0-2.5，冷却结晶过滤，得甜菜碱磷酸盐。
4.一种如权利要求1所述的甜菜碱磷酸盐作为制备动物饲料添加剂的应用。
5.一种如权利要求1所述的甜菜碱磷酸盐在化妆品或化妆用品中的应用。
6.一种如权利要求1所述的甜菜碱磷酸盐在食品中的应用。
7.一种如权利要求1所述的甜菜碱磷酸盐在药品中的应用。
8.一种如权利要求1所述的甜菜碱磷酸盐作为发酵助剂在氨基酸，抗生素药物，酶制剂生产中的应用。
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