固相法合成甘氨酸亚铁络合物

固相法合成甘氨酸亚铁络合物

铁是人体所必需的养分之一。它的主要功能是以血液为特征的氧的运输，以细胞色素系统的形式参与组织呼吸，促进生理氧化还原。如果铁的摄入不足，就会导致营养性贫血、营养性贫血、问题妊娠、生长迟缓、对感染的耐受性低，并会长期损害神系统和运动系统。人体缺铁一方面是由于食物中的草酸盐、植酸盐、磷酸盐等易与铁形成不溶性物质,难以被人体吸收,另一方面是由于只有亚铁离子才容易被人体吸收,而亚铁离子又极不稳定,极易被氧化成为不易被人体吸收的三价铁离子1实验部分1.1分析测试方法甘氨酸(生化试剂,北京化工厂生产,分析纯)、硫酸亚铁铵(西安化学试剂厂,化学纯),实验用水均为二次蒸馏水,其他试剂均为分析纯.Perkin-Elmer2400型元素分析仪(美国),PE-M1730型FTIR红外光谱仪(美国),UV-762紫外光谱仪(上海精密仪器公司),CDR-4P差动热分析仪(上海精密科学仪器有限公司制),R20017型电子天平.1.2还原剂的用量为了防止二价铁离子氧化,在实验开始前,对盐酸羟铵、抗坏血酸钠和铁粉3种还原剂进行对比实验.按摩尔比2∶1取相同量的甘氨酸和硫酸亚铁铵,加入相同量(取总量的1%)的还原剂,研磨,实验结果如表1所示.由表1可以看出,盐酸羟铵的反应时间最快、现象最明显、产率最高、还原效果最好.其原因可能是抗坏血酸钠本身呈碱性,达不到制备甘氨酸亚铁反应所需的酸度环境按摩尔比2∶1取一定量的甘氨酸和硫酸亚铁铵,用研钵混合研磨均匀后,分成等量的3份,分别加入不同量的盐酸羟铵,实验结果见表2.由表2可知,还原剂盐酸羟铵的用量以1.5%～2.0%为宜,少了反应不完全,多了又会造成浪费.这与文献1.31.3.1研磨法制备有色固体配方准确称取甘氨酸1.14897g、硫酸亚铁铵3.00421g、盐酸羟铵0.07569g,放入研钵混合研磨,3min左右溶液开始变为淡紫罗兰色,5min左右变为褐色,10min左右变为酱状棕色,保持该状态2min左右,得产品,再放置一段时间,用无水乙醇洗2～3次,过滤,烘干,得棕色固体粉末3.48308g.实验过程中,保持pH=6～7.1.3.2--混合法准确称取甘氨酸1.20069g、硫酸亚铁铵3.08376g、盐酸羟铵0.08509g,混合研磨均匀后,放入坩埚中,将坩埚移至可控温的电炉子上,加热混合搅拌,温度升至60℃左右时,呈褐色,75℃时呈熔融状态,保持该温度2min,冷却至室温,再放置一段时间后,用无水乙醇洗2～3次,过滤,烘干,得棕色固体粉末3.66828g.所得产品均无味,水溶液呈中性,难溶于乙醇、丙酮、乙醚等.将两种方法得到的滤液与K1.41.4.1固相研磨法合成络合物最佳条件的确定25℃,反应时间10min,做不同摩尔比的系列实验,见表3中的1、2、3,得最佳摩尔比为25℃,∶综上,固相研磨法合成甘氨酸亚铁络合物的最佳反应条件为1.4.2固相熔融法合成络合物最佳条件的确定在75℃的熔融状态下,做不同摩尔比的系列实验,见表4中的1、2、3,得最佳摩尔比为∶综上,熔融法合成甘氨酸亚铁络合物的最佳反应条件为2结果与讨论2.1氨基酸亚铁的合成用Perkin-Elmer2400型元素分析仪,对上述两种方法合成的络合物中C、H、N元素的质量分数进行测定,理论值和测定值如表5所示.其中,铁离子以二甲酚橙为指示剂,用EDTA溶液进行滴定由表5可见,元素分析的测定值与计算值基本吻合.因此可确定该络合物的化学式为(NH由于有硫酸生成,整个反应几乎保持在pH=6～7范围内进行,而这恰是氨基酸亚铁生成的最佳酸度环境2.2甘氨酸亚铁的合成用KBr压片法,对甘氨酸和用两种方法合成的甘氨酸亚铁在400～4000cm2.3检测结果分析以二次水为溶剂,配置一定浓度的样品,用UV-762紫外光谱仪先进行全程扫描,再在200～400nm波长范围内扫描,结果如图2所示.两种方法得到的甘氨酸亚铁的吸收峰的位置相同,但强度相差0.0473.由图2可见,甘氨酸亚铁在200nm处有一紫外吸收峰,而甘氨酸没有紫外吸收峰.这可能是由于铁原子发生电荷跃迁,即铁原子4s轨道上的1个电子首先激发跃迁到了4p轨道上,然后进行sP2.4络合物的性质对络合物进行差热-热重分析,在TG(热重)曲线上有4个明显的失重台阶,分别为14.6%、23.9%、25.0%和12.8%,共失重76.2%.说明最终残余质量为络合物的23.8%,这一结果和理论计算所得络合物中铁的百分含量23.3%基本吻合,也和熔融法所得的最终残余质量为络合物的22.5%基本一致.研磨法在80℃左右失重14.6%,与该络合物失去两个水分子的理论值15.0%基本吻合,而熔融法在80℃左右失重15.2%,也和该络合物失去两个水的理论值15.0%基本一致,表明络合物甘氨酸亚铁中含有两个水分子.差热曲线表现为一条平行的波浪线,这可能是由于甘氨酸亚铁的分解过程是一个循环氧化还原过程,即在氧气(或空气)有限的条件下,甘氨酸亚铁首先分解为铁的氧化物和一氧化碳,一氧化碳将铁的氧化物还原为铁,铁又被氧化为铁的氧化物,铁的氧化物又被还原为铁,如此不断循环.3相熔融法合成络合物(1)推测甘氨酸亚铁的可能结构为高自旋、外轨型络合物,其可能结构见图3.(2)与其他合成方法相比,固相研磨法和固相熔融法合成甘氨酸亚铁络合物具有产率高、时间短、纯度高、速度快、无污染、节能等优点.(3)选择相同的反应物和不同的还