氨基酸金属离子螯合物合成条件及测定方法的研究

论文摘要

本研究以赖氨酸、谷氨酸、甘氨酸和蛋氨酸与硫酸锌为原料采用水体系合成法制备单项氨基酸螯合锌,选用有机溶剂沉淀法分离提纯螯合物。分别探讨了氨基酸与金属离子配位比、pH、溶剂、反应温度及时间对螯合物制备过程的影响；有机溶剂种类、浸提剂与螯合液的比例（浸提比）及溶解沉淀所用溶解剂对分离测定过程的影响。用原子吸收分光光度法测定螯合率作为判断标准。并利用双硫腙显色法定性判断分离过程是否完全,与紫外光谱法配合确定螯合物是否生成。将制备及测定方法应用于上述氨基酸与铜、锰、亚铁硫酸盐螯合物及四种氨基酸按不同比例混合后的复合氨基酸螯合锌的制备及测定,以确定方法的可靠性及适用范围。购买市售氨基酸螯合微肥产品进行定性检测及螯合率的测定,为氨基酸螯合微肥产品检测方法提供参考。主要研究结果如下：1.单项氨基酸螯合锌最佳螯合条件分别为：（1）赖氨酸螯合锌：配位比（氨基酸：金属离子）2：1,pH 6.5-7.5,溶剂水,螫合温度60。C,螯合时间1 h；（2）谷氨酸螯合锌：配位比2：1,pH 5.5-7.5,溶剂水,螯合温度90℃,螯合时间0.5 h；（3）甘氨酸螯合锌：配位比2：1,pH 6.5,溶剂1‰硫酸,螯合温度90℃,螯合时间0.5 h；（4）蛋氨酸螯合锌：配位比2：1,pH4.5-5.5,溶剂1%硫酸,螯合温度80℃,螯合时间1 h。2.单项氨基酸螯合锌的最佳分离测定条件分别为：（1）赖氨酸螯合锌：浸提剂甲醇,浸提比10：1-15：1,溶解剂5‰硫酸；（2）谷氨酸螯合锌：浸提剂甲醇或乙醇,浸提比10：1-15：1,溶解剂20%硫酸；（3）甘氨酸螯合锌：浸提剂乙醇,浸提比10：1～15：1,溶解剂5%0硫酸；（4）蛋氨酸螯合锌：浸提剂甲醇,浸提比10：1-15：1,溶解剂1%硫酸。四种氨基酸螯合锌的螯合率分别为：69.09%、82.60%、86.61%和80.53%。3.单项氨基酸螯合锌的定性鉴定。双硫腙显色结果为赖氨酸锌螯合原液为紫红色而其余三种螯合原液为蓝紫色,这与赖氨酸锌的螯合率低于其余三种螯合物相符。而经分离后,氨基酸螯合物的水溶液均为蓝绿色说明螯合原液中的游离态锌离子已被有机溶剂浸提完全。而在紫外光谱中氨基酸螯合物的吸收峰较氨基酸的吸收峰有明显的位移和高度的变化,证明氨基酸与金属离子发生了螯合反应。4.单项氨基酸螯合铜、锰、亚铁螯合物的制备与检测。定性鉴定结果表明：双硫腙显色法在氨基酸螯合铜和亚铁的测定时出现偏差,主要是由于铜离子和亚铁离子本身颜色的干扰,但紫外光谱法可以弥补这一不足。对分离效果的显色表明分离条件对于其他金属离子螯合物同样适用。四种氨基酸螫合物的螯合率分别为：（1）赖氨酸铜、锰、亚铁依次为：54.26%、64.02%、61.15%；（2）谷氨酸铜、锰、亚铁依次为：84.96%、80.28%、87.10%；（3）甘氨酸铜、锰、亚铁依次为：72.18%、82.73%、91.63%；（4）蛋氨酸铜、锰、亚铁依次为：89.54%、60.89%、40.76%。对于螯合率偏低的螯合物可通过调整螯合条件来提高螯合率。5.复合氨基酸螯合锌的制备与测定。对螯合物进行定性鉴定,双硫腙显色结果和紫外光谱结果都显示有螯合物的生成,但不同的氨基酸比例使最终形成的螯合物有所差异,同时双硫腙显色结果证明分离完全。螯合率在69%-81%之间。6.对市售氨基酸螯合微肥产品进行测定。定性鉴定选用双硫腙显色法,验证结果溶液均显蓝色或蓝紫色,说明产品中含有少量金属离子。试验分别对浸提剂体积和浸提时间进行研究,通过螯合率结果确定最佳条件为：1g样品加入40 mL甲醇,浸提30 min。其中氨基酸螯合铁、锰螯合率大于90%,氨基酸螯合锌、铜大于50%。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 绪论
• 1.1 螫合的概念及螯合微肥的优点
• 1.2 氨基酸螯合微肥生产工艺
• 1.2.1 氨基酸的来源
• 1.2.2 螯合工艺
• 1.3 影响氨基酸与金属离子螫合的条件
• 1.3.1 氨基酸与金属离子配位比
• 1.3.2 螯合反应pH
• 1.3.3 螯合反应温度和时间
• 1.3.4 相关文献
• 1.4 螯合率的测定方法
• 1.4.1 根据分离方法不同分类
• 1.4.2 根据测定方法不同分类
• 1.5 氨基酸金属离子螯合物的定性鉴定
• 1.5.1 红外光谱法
• 1.5.2 紫外光谱
• 1.5.3 双硫腙显色
• 1.5.4 其他
• 2 课题研究背景、目的、内容及技术路线
• 2.1 研究背景
• 2.2 研究目的
• 2.3 研究内容
• 2.4 技术路线
• 3 单项氨基酸螯合锌的制备
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验试剂与材料
• 3.2.2 试验仪器
• 3.2.3 试验方法
• 3.2.3.1 单项氨基酸螫合锌制备工艺流程
• 3.2.3.2 研究内容
• 3.2.3.3 螯合率的测定与计算
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 配位比对单项氨基酸螯合锌螯合率的影响
• 3.3.2 pH对氨基酸螯合锌螯合率的影响
• 3.3.3 溶剂对氨基酸螯合锌螯合率的影响
• 3.3.4 反应温度和时间对氨基酸螯合锌螯合率的影响
• 3.4 讨论
• 4 单项氨基酸螯合锌的测定
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验试剂与材料
• 4.2.2 试验仪器
• 4.2.3 试验方法
• 4.2.3.1 分离测定方法
• 4.2.3.2 研究内容
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 浸提剂对氨基酸螯合锌螯合率的影响
• 4.3.2 浸提比对氨基酸螯合锌螯合率的影响
• 4.3.3 溶解剂对氨基酸螯合锌螯合率的影响
• 4.4 讨论
• 5 单项氨基酸螯合锌的定性鉴定
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 试验试剂与材料
• 5.2.2 试验仪器
• 5.2.3 试验方法
• 5.2.3.1 双硫腙显色鉴定方法
• 5.2.3.2 紫外光谱扫描鉴定方法
• 5.2.3.3 稳定性鉴定方法
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 双硫腙定性鉴定结果
• 5.3.2 紫外光谱法定性鉴定结果
• 5.3.3 氨基酸螯合锌稳定性鉴定
• 5.3.3.1 氨基酸螯合锌稳定性鉴定结果
• 5.3.3.2 氨基酸螯合锌pH稳定性
• 5.4 讨论
• 6. 单项氨基酸螯合锌制备工艺及检测方法在其他金属离子氨基酸螫合物上的应用
• 6.1 引言
• 6.2 材料与方法
• 6.2.1 试验试剂与材料
• 6.2.2 试验仪器
• 6.2.3 试验方法
• 6.2.3.1 单项氨基酸螯合铜、锰、亚铁的制备方法
• 6.2.3.2 单项氨基酸螯合铜、锰、亚铁的定性鉴定方法
• 6.2.3.3 单项氨基酸螯合铜、锰、亚铁的螯合率测定方法
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 单项氨基酸螯合铜、锰、亚铁的双硫腙显色结果
• 6.3.2 单项氨基酸螫合铜、锰、亚铁的紫外光谱测定结果
• 6.3.3 单项氨基酸螯合铜、锰、亚铁的螯合率测定结果
• 6.4 讨论
• 7. 复合氨基酸螯合锌的制备与检测
• 7.1 引言
• 7.2 材料与方法
• 7.2.1 试验试剂与材料
• 7.2.2 试验仪器
• 7.2.3 试验方法
• 7.2.3.1 复合氨基酸螯合锌的制备
• 7.2.3.2 复合氨基酸螯合锌的定性测定方法
• 7.2.3.3 复合氨基酸螯合锌的定量测定方法
• 7.2.3.4 氨基酸螯合锌中不同氨基酸间的相互作用测定
• 7.3 结果与分析
• 7.3.1 不同混合比例的复合氨基酸螯合锌的定性测定结果
• 7.3.2 复合氨基酸螯合锌的定量测定结果
• 7.3.3 氨基酸螯合锌中不同氨基酸间的相互作用
• 7.4 讨论
• 8. 市售氨基酸螯合微肥产品检测
• 8.1 引言
• 8.2 材料与方法
• 8.2.1 试验试剂与材料
• 8.2.2 试验仪器
• 8.2.3 试验方法
• 8.2.3.1 氨基酸螯合微肥样品中金属离子总含量的测定（GB/T14540-2003）
• 8.2.3.2 氨基酸螯合微肥的定性鉴定
• 8.2.3.3 氨基酸螯合微肥螯合率的测定
• 8.3 结果与讨论
• 8.3.1 金属离子含量测定结果
• 8.3.2 氨基酸螯合微肥定性鉴定结果
• 8.3.3 氨基酸螯合微肥测定条件筛选
• 8.3.3.1 有机溶剂体积对氨基酸螯合微肥螯合率的影响
• 8.3.3.2 浸提时间对氨基酸螯合微肥螯合率的影响
• 8.4 讨论
• 9 总结与展望
• 9.1 总结
• 9.2 问题与展望
• 参考文献
• 硕士在读期间发表的与本课题相关的论文
• 致谢