畢業(yè)論文甘氨酸亞鐵的合成及表征

1、 甘氨酸亞鐵的合成及表征摘要：本課題主要研究甘氨酸亞鐵的合成及表征。主要采用了固相合成法合成甘氨酸亞鐵，獲得了甘氨酸與fe2+離子摩爾比為1：1的甘氨酸螯合亞鐵。關(guān)鍵詞：甘氨酸亞鐵；螯合；固相法synthesis and characterization of ferrous glycineabstract: the ferrous glycine was synthesized and characterized in this paper. the solid-phase synthesis method was employed，and ferrous glycinate which m

2、olar ratio of glycine and fe2+ was 1:1 was gain. at the same time, h2o2 and kscn reagent was used for the qualitative analysis of ferrous glycine，and for the determination of the ferrous glycine chelated. futhermore, some quantitative analysis of experiments were done, including the using of method

3、ce to determine the total fe2+, non-aqueous titration to determine of free glycine, kjeldahl method to determine of the total glycine . through these quantitative experiments, the chelation rate of ferrous glycine which prepared at first can be calculated.key words: ferrous glycine, chelating, solid

4、-phase synthesis目錄1 緒論11.1 研究背景及意義11.2 甘氨酸亞鐵合成及表征測定方法綜述11.2.1 甘氨酸亞鐵的合成11.2.2 甘氨酸亞鐵的表征及各組分含量測定21.3 本課題的研究內(nèi)容及目的62 實(shí)驗(yàn)部分72.1 儀器與試劑72.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑72.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器82.2甘氨酸亞鐵的合成102.3甘氨酸亞鐵定性分析102.3.1雙硫腙指示劑定性102.3.2硫氰化鉀指示劑定性112.4甘氨酸亞鐵各組分含量的測定122.4.1總二價(jià)鐵離子（fe2+）的測定122.4.2游離甘氨酸含量的測定122.4.3總甘氨酸含量的測定133 結(jié)果與討論153.1定性分析的結(jié)果和

5、討論153.1.1雙硫腙指示劑定性的結(jié)果和討論153.1.2硫氰化鉀指示劑定性的結(jié)果和討論163.2定量分析的結(jié)果和討論163.2.1二價(jià)鐵（fe2+）含量測定的結(jié)果和討論163.2.2游離甘氨酸含量測定的結(jié)果和討論173.2.3總甘氨酸含量測定的結(jié)果和討論183.2.4螯合率的計(jì)算184 結(jié)論19致謝20參考文獻(xiàn)211 緒論1.1 研究背景及意義缺鐵性貧血是體內(nèi)鐵的儲存不能滿足正常紅細(xì)胞生成的需要而發(fā)生的貧血。是由于鐵攝入量不足、吸收量減少、需要量增加、鐵利用障礙或丟失過多所至。形態(tài)學(xué)表現(xiàn)為小細(xì)胞低色素性貧血。缺鐵性貧血不是一種疾病，而是疾病的癥狀，癥狀與貧血程度和起病的緩急相關(guān)。鐵是血紅蛋

6、白、肌紅蛋白和多種酶系的重要組成成分，在體內(nèi)起著營養(yǎng)、免疫等重要作用，它是畜禽所必須的重要微量元素之一。鐵添加劑的發(fā)展經(jīng)歷的3個(gè)階段，第一代為無機(jī)鹽類，如硫酸亞鐵、碳酸亞鐵等；第二代產(chǎn)品為一些接單的有機(jī)化合物如檸檬酸亞鐵，富馬酸亞鐵等；第三代為氨基酸絡(luò)合鐵，如甘氨酸鐵。前兩類均存在其應(yīng)用弊端，無機(jī)鹽類不僅吸收利用率差，而且容易造成環(huán)境污染、資源浪費(fèi)，影響飼料中其他活性營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。而簡單的有機(jī)化合物難以克服吸收利用率低的缺陷，不能充分滿足動物體生長的需要。因此，需要研究開發(fā)安全高效的飼用鐵添加劑的新產(chǎn)品，以克服一直沿用的微量元素的無機(jī)鹽類添加劑的弊端。自17世紀(jì)，化學(xué)界發(fā)現(xiàn)并制備出絡(luò)合物

7、以來，絡(luò)合物的研究和應(yīng)用在許多行業(yè)都得到了很大發(fā)展。20世紀(jì)70年代，微量元素氨基酸絡(luò)合物的研究推動了絡(luò)合物在動物營養(yǎng)中的應(yīng)用。而甘氨酸是動物必需的營養(yǎng)源之一，動物營養(yǎng)研究工作者用其作為絡(luò)合物，研究和開發(fā)出新一代微量元素氨基酸營養(yǎng)性添加劑甘氨酸亞鐵。大量實(shí)驗(yàn)表明，甘氨酸亞鐵成為了新型的微量元素添加劑，它具有較高的生物學(xué)效價(jià)，接近于動物體內(nèi)天然形態(tài)的微量元素補(bǔ)充劑，可以完全被動物吸收和利用，具有良好的穩(wěn)定性。如何更高效的合成甘氨酸亞鐵，并標(biāo)準(zhǔn)的對其進(jìn)行質(zhì)檢分析，使其在實(shí)際中廣泛應(yīng)用成了研究的課題。1.2 甘氨酸亞鐵的合成及表征測定方法1.2.1 甘氨酸亞鐵的合成甘氨酸鈉鹽制備：c2h5no2+n

8、aohc2h4no2na+h2o甘氨酸亞鐵的制備：2c2h4no2na+2fes047h2o+h2so4fe(c2h5no2)2so44h2ofeso46h2o+na2so4+4h2o（1）水體系合成法目前水體系合成法是合成氨基酸微量元素螯合物的主要方法。不僅用單個(gè)氨基酸和金屬離子的螯合，也用于復(fù)合氨基酸微量元素螯合物的螯合。此法存在工藝周期長，過程較難控制(要維持一定的溫度和ph值)，成本高，廢液污染等缺點(diǎn)；但能獲得很高的產(chǎn)率。另外，一些復(fù)合氨基酸微量元素螯合物也是通過水體系來合成的，比單個(gè)氨基酸和金屬元素的螯合只多了個(gè)水解的過程。一般都是利用一些廢料來水解獲得復(fù)合氨基酸，也有用豆粕來水解以

9、獲得復(fù)合氨基酸的。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，利用飼料級豆粕通過硫酸水解獲得的復(fù)合氨基酸和硫酸鋅螯合物，獲得了92的螯合率。（2）固相合成法固相反應(yīng)中，反應(yīng)物的粉碎細(xì)化，有利于反應(yīng)物之間的接觸，提高了反應(yīng)效率。固相合成法不僅適合于單個(gè)氨基酸與某個(gè)金屬離子螯合成單項(xiàng)螯合物，且對于復(fù)合氨基酸微量元素螯合物的合成也很好。研究證實(shí)， 由固相合成的復(fù)合氨基酸銅的螯合率達(dá)938 ?；竟に嚕喊被?金屬鹽粉碎、混合加入引發(fā)劑微波輻射催化合成用乙醇、乙醚和蒸餾水充分洗滌純化產(chǎn)物濾渣真空干燥優(yōu)點(diǎn)是合成操作簡單、耗時(shí)少、成本低廉、副產(chǎn)物少；制得的產(chǎn)品純度高。但其原料主要是醋酸鹽等有機(jī)鹽，價(jià)格較高；若用價(jià)格較低的強(qiáng)酸鹽為原料合成氨

10、基酸螯合物，副產(chǎn)物在微波作用下，易引起產(chǎn)物焦糊。其合成中如何快速清除副產(chǎn)物，提高反應(yīng)物的接觸程度，有效控制反應(yīng)溫度都是要解決的問題。（3）小結(jié)由于氨基酸與亞鐵離子，不僅會絡(luò)合生成新產(chǎn)物，而且會螯合生成其他的產(chǎn)物。但氨基酸成本較高，而產(chǎn)品的主要作用是為了補(bǔ)充鐵元素，防止貧血。所以選取氨基酸含量比例較小的產(chǎn)物，減小成本，達(dá)到與其他產(chǎn)物相同的作用。水體系法雖然產(chǎn)率高，但需消耗更多的氨基酸，成本也隨之增大，不適合盈利。最終選取固相合成法來制取甘氨酸亞鐵。1.2.2 甘氨酸亞鐵的表征測定（1）紅外光譜分析將純化后的甘氨酸亞鐵產(chǎn)品做紅外光譜分析，并和純品甘氨酸比較（結(jié)果見圖1、圖2）。從圖中可以看出：甘氨

11、酸的紅外光譜在26003100cm-1有較強(qiáng)寬譜帶，這是nh3+的特征吸收峰，而甘氨酸亞鐵的紅外光譜中無此吸收峰，說明甘氨酸亞鐵中沒有游離的nh3+，同時(shí)，甘氨酸在2100cm-1處有一個(gè)較強(qiáng)的吸收峰，這是-氨基酸的特征吸收峰，而甘氨酸亞鐵中無此吸收峰。因此可以確定甘氨酸亞鐵中沒有游離的甘氨酸存在。（2）晶體結(jié)構(gòu)分析單晶x射線衍射（x射線晶體學(xué)）是一種廣泛應(yīng)用的分析技術(shù)，它使用x射線準(zhǔn)確測定結(jié)晶樣品中各原子的實(shí)際位置。利用單晶體對x射線的衍射效應(yīng)，可計(jì)算晶胞的電子密度圖。從圖賞可以直接得到原子的晶胞中的位置，從而測定出晶體結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)，分析檢測結(jié)果： 晶系：三斜 空間群：p1(2#) 晶胞參

12、數(shù)： a=5.988(4) a0 b=6.790(6) a0 c=13.396(8) a0 =85.40(3)0 =82.92(2)0 =83.06(3)0 晶胞體積 v=535.4(6) a03，單位晶胞分子數(shù)z=1 注：1 a0=0.1nm 結(jié)構(gòu)因子 r1=0.027，s=1.008， 空間結(jié)構(gòu)（圖3）：（3）合成甘氨酸亞鐵定性分析雙硫腙指示劑：金屬微量元素的氨基酸螯合物在甲醇中的溶解度很小，而無機(jī)金屬離子在甲醇中的溶解度較大。用甲醇來提取氨基酸螯合物商品時(shí)，如果金屬微量元素螯合完全，則幾乎沒有金屬離子進(jìn)入甲醇提取液。在甲醇提取液中滴入顯色劑雙硫腙后，任然顯示雙硫腙本身的藍(lán)綠色。如果金屬微

13、量元素螯合不完全，則有較多的金屬離子進(jìn)入甲醇提取液。在甲醇提取液中滴入顯色劑雙硫腙后，雙硫腙和金屬離子顯紅色至紅紫色。 硫氰化鉀指示劑：金屬微量元素的氨基酸螯合物在甲醇中的溶解度很小，而無機(jī)金屬離子在甲醇中的溶解度較大。用甲醇來提取氨基酸螯合物商品時(shí)，如果金屬微量元素螯合完全，則幾乎沒有金屬離子進(jìn)入甲醇提取液。在提取液中加入雙氧水后，溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子。硫氰化鉀對鐵離子顯紅色。（4）總二價(jià)鐵（fe2+）含量的測定（鈰量法）即采用四價(jià)鈰鹽溶液作滴定劑的容量分析方法。1861年由 l.t.蘭格建立。在酸性溶液中，ce4+與還原劑作用，被還原為ce3+。(ce4+/ce3+)1.61伏。在

14、18高氯酸溶液中，+1.70+1.87伏；在 18硝酸溶液中，-1.44-1.42伏；在鹽酸溶液中，ce4+不很穩(wěn)定，會緩慢地將cl-氧化為cl，隨著酸度的增高，氧化速率也增高，但在硫酸存在下，氧化速率會減低。所以，實(shí)際上常用硫酸鈰的硫酸溶液作滴定劑，它非常穩(wěn)定。而在硝酸或高氯酸溶液中,在光的作用下，ce4+會緩慢地被水還原,使其濃度逐漸下降。ce4+易水解而生成堿式鹽沉淀，因此不適合在弱酸性或堿性溶液中滴定。 在鈰量法中，雖然ce4+具有黃色，ce3+為無色，但由于ce4+的黃色不夠深,不能作為指示滴定終點(diǎn)的自身指示劑，要選用適當(dāng)?shù)难趸€原指示劑，如鄰二氮菲亞鐵指示劑，鈰量法的滴定曲線見圖：

15、（5）游離甘氨酸含量的測定（非水滴定）非水滴定法是在非水溶劑中進(jìn)行的滴定分析方法。非水溶劑指的是有機(jī)溶劑與不含水的無機(jī)溶劑。以非水溶劑作為滴定介質(zhì)，不僅能增大有機(jī)化合物的溶解度，而且能改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，使在水中不能進(jìn)行完全的滴定能夠順利進(jìn)行，從而擴(kuò)大了滴定分析的應(yīng)用范圍。溫度變化對滴定介質(zhì)冰醋酸影響較大，冰醋酸的凝點(diǎn)為15.6，當(dāng)室溫低于15.6，滴定液就會凝結(jié)在滴定管中，因此滴定溫度應(yīng)控制在20以上。冰醋酸的膨脹系數(shù)較大，為0.0011，即溫度改變1，體積就有0.11%的變化，所以當(dāng)使用與標(biāo)定溫度相差在10以內(nèi)。由于水分的存在，將嚴(yán)重影響電位滴定曲線的突躍的指示劑顏色的變化，影響終點(diǎn)的靈敏

16、度，所有儀器，供試品中均不得有水分存在，所用的試劑的含水量均應(yīng)在0.2%以下，必要時(shí)應(yīng)加入適量的醋酐以脫水。（6）總甘氨酸含量的測定（凱氏定氮法）樣品與硫酸和催化劑一同加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，分解的氨與硫酸結(jié)合生成硫酸銨。然后堿化蒸餾使氨游離，用硼酸吸收后再以硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù)，即為蛋白質(zhì)含量。有機(jī)物中的胺根在強(qiáng)熱和cuso4，濃h2so4 作用下，硝化生成（nh4）2so4，反應(yīng)式為：2nh2-+h2s04+2h+(nh4)2so4 （其中cuso4做催化劑）在凱氏定氮器中與堿作用，通過蒸餾釋放出nh3 ，收集于h3bo3 溶液中反應(yīng)式為: (nh4)2so4

17、+2naoh2nh3+2h2o+na2so4 2nh3+4h3bo3(nh4)2b4o7+5h2o用已知濃度的h2so4（或hcl）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)hcl消耗的量計(jì)算出氮的含量，然后乘以相應(yīng)的換算因子，既得蛋白質(zhì)的含量：（nh4)2b4o7+2hcl+5h2o2nh4cl+4h3bo31.3 課題的研究內(nèi)容及目的本課題主要研究以最大的經(jīng)濟(jì)效益獲得含鐵量更高的補(bǔ)鐵產(chǎn)品。從甘氨酸亞鐵的合成起，使甘氨酸與亞鐵離子1：1螯合，追求使用更少的甘氨酸使亞鐵離子被螯合，避免其以無機(jī)游離形式存在。對合成完畢的產(chǎn)品，進(jìn)行各方面含量的檢測，不斷改善，使游離的各組分含量不斷減少，提高動物體對亞鐵離子的吸收。2 實(shí)

18、驗(yàn)部分2.1 儀器與試劑2.11 實(shí)驗(yàn)試劑試驗(yàn)中所使用試劑及規(guī)格見表2.1 表2.1 實(shí)驗(yàn)試劑一覽表試劑名稱分子式規(guī)格濃度備注甘氨酸c2h5no2ar固體白色晶體粉末7水合硫酸亞鐵feso47h2oar固體淺藍(lán)色晶體粉末氫氧化鈉naohar固體白色塊狀固體硫酸h2so43mol/l，10%，98%無色粘稠狀液體鹽酸hclar0.01mol/l無色透明液體雙硫腙氯仿溶液c13h12n4s0.001%藍(lán)黑色結(jié)晶，將1mg雙硫腙溶于100ml氯仿中，藍(lán)黑色溶液過氧化氫h2o230%無色透明液體硫氰化鉀指示溶液kscn無色透明溶液無水甲醇ch3ohar無色透明液體，不含水份硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液ce2(s

19、o4)3 8h2o0.1mol/l磷酸溶液h3po4ar10%無色透明溶液二苯胺磺酸鈉指示液c12h10nnao3s氧化還原指示劑，露置空氣中變色冰乙酸ch3coohar98%以上14攝氏度以下為固體結(jié)晶紫指示劑溶液不易長久保存高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液hclo40.1mol/l混合催化劑0.4g硫酸銅，5個(gè)結(jié)晶水，6g硫酸鉀磨碎混勻混合指示劑甲基紅0.1%乙醇溶液，溴甲酚綠0.5%乙酸溶液兩溶液等體積混合硼酸h3bo3ar2%硼酸吸收液h3bo31%硼酸水溶液1000ml，加入0.1%溴甲酚綠乙醇溶液10ml,0.1%甲基紅乙醇溶液7ml,4%氫氧化鈉水溶液0.5ml,混合。2.12 實(shí)驗(yàn)儀器儀器名

20、稱備注電子天平型號：bs224s研缽藥匙玻璃棒恒溫器燒杯50ml，250ml，500ml,1000ml試管外徑（mm）長度（mm）：15150、18180、25200等滴定管酸式滴定管與堿式滴定管錐形瓶250ml量筒10ml，100ml容量瓶250ml，1000ml消煮管自動回零裝置凱氏蒸餾裝置2.2 甘氨酸亞鐵的合成所需藥品：甘氨酸，7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)，naoh（固體） 硫酸溶液（3mol/l）儀器：電子天平，研缽，藥匙，恒溫器，玻璃棒合成原理：c2h5no2+naohc2h4no2na+h2o2c2h4no2na+2feso47h2o+h2so4fe(c2h5no2)2s

21、o44h2ofeso46h2o+na2so4+4h2o 計(jì)算甘氨酸與7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)質(zhì)量比為 75:278實(shí)驗(yàn)步驟：1. 稱取甘氨酸6.0096g，倒入研缽中，此時(shí)為白色晶體。2. 加入水1.2ml，研磨3分鐘，甘氨酸變潮濕。3. 加入naoh固體0.5172g，加水0.5ml，研磨攪拌5分鐘，甘氨酸變?yōu)榘咨隣?，測得ph為10-11。4. 稱取7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)22.2371g，倒入研缽，硫酸亞鐵與甘氨酸接觸部分瞬間變?yōu)槟G色。5. 保持溫度70攝氏度，研磨攪拌，混合物逐漸變?yōu)槟G色糊狀。攪拌1分鐘不到，混合物突然變硬，難以攪拌。用藥匙刮下，保持70攝氏

22、度研磨半小時(shí)。混合物呈墨綠色塊狀固體。6. 加入3mol/l硫酸2.4ml調(diào)節(jié)ph，邊加入，邊研磨?；旌衔镏饾u變?yōu)橥咙S色。用濕潤的ph試紙測定ph，為3-4。7. 將合成的甘氨酸亞鐵刮下，呈土黃色顆粒粉末狀，稱量，26.3446g注意事項(xiàng)：加入7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)研磨一段時(shí)間后，混合物會突然變硬，變?yōu)槟G色，此時(shí)一定要繼續(xù)充分研磨，使其與甘氨酸充分反應(yīng)。研磨到后期，注意土黃色產(chǎn)品中夾雜的墨綠色點(diǎn)，盡量研磨，使其消失參與反應(yīng)。2.3 甘氨酸亞鐵的定性分析2.31雙硫腙指示劑定性所需藥品：待測樣品（甘氨酸亞鐵） 雙硫腙（0.001%氯仿溶液：將1mg雙硫腙溶于100ml氯仿中） 無

23、水甲醇 7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)儀器：電子天平，藥匙，玻璃棒，燒杯，試管實(shí)驗(yàn)原理：金屬微量元素的氨基酸螯合物在甲醇中的溶解度很小，而無機(jī)金屬離子在甲醇中的溶解度較大。用甲醇來提取氨基酸螯合物商品時(shí)，如果金屬微量元素螯合完全，則幾乎沒有金屬離子進(jìn)入甲醇提取液。在甲醇提取液中滴入顯色劑雙硫腙后，任然顯示雙硫腙本身的藍(lán)綠色。如果金屬微量元素螯合不完全，則有較多的金屬離子進(jìn)入甲醇提取液。在甲醇提取液中滴入顯色劑雙硫腙后，雙硫腙和金屬離子顯紅色至紅紫色。實(shí)驗(yàn)步驟：1. 稱取甘氨酸亞鐵與7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)各含等量的金屬元素（約25-50mg）分量，按各含25mg金屬元素計(jì)算，

24、稱取7水合硫酸亞鐵(feso47h2o) 124.1mg，甘氨酸亞鐵58.0mg。2. 分別取兩個(gè)100ml燒杯，倒入50ml無水甲醇，室溫下攪拌30分鐘，使其充分溶解，7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)完全溶解，而甘氨酸亞鐵幾乎不溶。過濾甘氨酸亞鐵渾濁液，取其清液。取3支干凈，干燥的試管，各加入5ml配制的雙硫腙氯仿溶液。取7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)溶液與甘氨酸亞鐵溶液各5滴，滴入雙硫腙氯仿溶液，觀察現(xiàn)象。注意事項(xiàng)：滴加樣品后雙硫腙可能不會立即顯色，需要等待較長時(shí)間。如果仍不變色，可以考慮多滴加幾滴樣品溶液。靜置繼續(xù)等待。2.32硫氰化鉀指示劑定性所需藥品：待測樣品（甘氨酸亞鐵）

25、 雙氧水（h2o2），硫氰化鉀（kscn） 無水甲醇 7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)儀器：電子天平，藥匙，玻璃棒，燒杯，試管實(shí)驗(yàn)原理：金屬微量元素的氨基酸螯合物在甲醇中的溶解度很小，而無機(jī)金屬離子在甲醇中的溶解度較大。用甲醇來提取氨基酸螯合物商品時(shí)，如果金屬微量元素螯合完全，則幾乎沒有金屬離子進(jìn)入甲醇提取液。在提取液中加入雙氧水后，溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子。硫氰化鉀對鐵離子顯紅色。fe3+（scn）-=fe（scn）3實(shí)驗(yàn)步驟：1. 稱取甘氨酸亞鐵與7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)各含等量的金屬元素（約25-50mg）分量，按各含25mg金屬元素計(jì)算，稱取7水合硫酸亞鐵(feso

26、47h2o) 124.1mg，甘氨酸亞鐵58.0mg。2. 分別取兩個(gè)100ml燒杯，倒入50ml無水甲醇，室溫下攪拌30分鐘，使其充分溶解，7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)完全溶解，而甘氨酸亞鐵幾乎不溶。過濾甘氨酸亞鐵渾濁液，取其清液。3. 取2支干凈，干燥的試管，各加入上述配制的兩種溶液5ml。向兩支試管中各滴加1滴雙氧水，輕微震蕩。然后各滴加1滴硫氰化鉀（kscn）顯色劑，觀察現(xiàn)象注意事項(xiàng)：雙氧水氧化性較強(qiáng)，所以需要確保，溶液中沒有未溶解的樣品，否則會把為溶解的甘氨酸亞鐵中的亞鐵氧化，這樣無法表明樣品是否螯合。2.4 甘氨酸亞鐵各組分含量的測定2.41總二價(jià)鐵離子（fe2+）含量的測

27、定所需藥品：測定樣品（甘氨酸亞鐵） 硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：cce(so4)2=0.1mol/l 5%硫酸溶液，10%磷酸溶液 二苯胺磺酸鈉指示液儀器：電子天平，藥匙，燒杯，玻璃棒，滴定管，錐形瓶實(shí)驗(yàn)原理：fe2+ ce(so4)2 =ce3+fe3+3so42- 利用二苯胺磺酸鈉指示液不同的顯色性質(zhì)辨別滴定終點(diǎn)實(shí)驗(yàn)步驟：1. 試樣溶液配制：稱取甘氨酸亞鐵約2.0055g，倒入100ml燒杯中，加入5%硫酸60ml，加入10%磷酸溶液20ml，然后注入100ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度線。溶液出初始顯淺黃色，放置長時(shí)間后顯無色。2. 用移液管移取25ml甘氨酸亞鐵溶液，置于錐形瓶中，再加入25

28、ml蒸餾水，滴入4滴二苯胺磺酸鈉指示液。3. 用硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定溶液。終點(diǎn)現(xiàn)象：溶液初始為無色透明，滴加工程中，逐漸變?yōu)辄S色透明溶液，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏瘟蛩徕嫎?biāo)準(zhǔn)滴定溶液時(shí)，溶液突然變?yōu)樽霞t色，空氣中放置一會，溶液又變?yōu)槟G色，再滴加2-3滴，溶液再次變?yōu)樽霞t色，放置不變色，判定為滴定終點(diǎn)。4. 做平行實(shí)驗(yàn)。注意事項(xiàng)：雖然ce4+具有黃色，ce3+為無色，但由于ce4+的黃色不夠深,不能作為指示滴定終點(diǎn)的自身指示劑，要選用適當(dāng)?shù)难趸€原指示劑，如二苯胺磺酸鈉指示劑2.42游離甘氨酸含量的測定所需藥品：甘氨酸亞鐵，冰乙酸，結(jié)晶紫指示劑溶液，高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液儀器：自動回零滴定裝置，錐形瓶，量筒

29、，電子天平，藥匙實(shí)驗(yàn)原理：以冰乙酸為溶劑，結(jié)晶紫為指示劑，高氯酸標(biāo)準(zhǔn)溶液為滴定劑，反應(yīng)生成氨基乙酸的高氯酸鹽。實(shí)驗(yàn)步驟：1. 稱取1g甘氨酸亞鐵，置于250ml錐形瓶，加入30ml冰醋酸溶解（樣品大部分難以溶解），加入2-4滴結(jié)晶紫指示劑。溶液此時(shí)顯紫紅色。2. 用高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，溶液由紫紅色變?yōu)樗{(lán)綠色為滴定終點(diǎn)。3. 做平行實(shí)驗(yàn)。注意事項(xiàng)：整個(gè)實(shí)驗(yàn)不能引入水份。以非水溶劑作為滴定介質(zhì)，不僅能增大有機(jī)化合物的溶解度，而且能改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，使在水中不能進(jìn)行完全的滴定能夠順利進(jìn)行，從而擴(kuò)大了滴定分析的應(yīng)用范圍。由于水分的存在，將嚴(yán)重影響電位滴定曲線的突躍的指示劑顏色的變化，影響終點(diǎn)的靈

30、敏度，所有儀器，供試品中均不得有水分存在，所用的試劑的含水量均應(yīng)在0.2%以下，必要時(shí)應(yīng)加入適量的醋酐以脫水。2.43總甘氨酸含量的測定所需藥品：測定樣品(甘氨酸亞鐵) 硫酸：98%化學(xué)純 混合催化劑 硼酸：化學(xué)純，2%水溶混合指示劑鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.01mol/l硼酸吸收液儀器：電子天平 凱氏燒瓶 凱氏蒸餾裝置（右圖） 錐形瓶 容量瓶 消煮管實(shí)驗(yàn)原理：樣品與硫酸和催化劑一同加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，分解的氨與硫酸結(jié)合生成硫酸銨。然后堿化蒸餾使氨游離，用硼酸吸收后再以硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù)，即為蛋白質(zhì)含量。有機(jī)物中的胺根在強(qiáng)熱和cuso4，濃h2so4 作用下，硝化生

31、成（nh4）2so4，反應(yīng)式為：2nh2-+h2so4+2h+(nh4)2so4 （其中cuso4做催化劑）在凱氏定氮器中與堿作用，通過蒸餾釋放出nh3 ，收集于h3bo3 溶液中反應(yīng)式為: (nh4)2so4+2naoh2nh3+2h2o+na2so4 2nh3+4h3bo3(nh4)2b4o7+5h2o用已知濃度的h2so4（或hci）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)hci消耗的量計(jì)算出氮的含量，然后乘以相應(yīng)的換算因子，既得蛋白質(zhì)的含量：（nh4)2b4o7+2hcl+5h2o2nh4cl+4h3bo3實(shí)驗(yàn)步驟：1. 稱取甘氨酸亞鐵0.03-0.05g樣品，置于干凈的煮解瓶中，加入0.5g催化劑混合物以

32、及3-4ml硫酸。將煮解瓶呈450斜置。用小火加熱使其溶解，然后強(qiáng)火沸騰，反應(yīng)物先變黑，然后漸漸變?yōu)橥该魈m綠色。再煮解5分鐘，冷卻，加3ml水再冷卻。2. 在通氣的情況下。打開b夾，將消化液經(jīng)加料漏斗e轉(zhuǎn)入蒸餾器d中（用少量水沖洗多次，直至e內(nèi)不顯酸性）將磨口塞f塞好后，e中加入15毫升40%naoh溶液備用。3. 吸收瓶g中加入10ml飽和硼酸溶液及4滴混合指示劑，此時(shí)吸收液顯紅紫色，打開冷凝水。4. 將吸收瓶g提高到使冷凝管出口剛好插入吸收液的液面以下。夾住b，通入蒸汽，適當(dāng)旋轉(zhuǎn)磨口塞f，慢慢從e中加入預(yù)先裝好的naoh溶液（反應(yīng)液由蘭綠色變?yōu)橥咙S色，還有大量沉淀），待剩下0.5ml左右時(shí)

33、，加入少量水沖洗，再慢慢放入。注意：磨口塞始終要液封，加入過程小心，防止倒吸。最后再繼續(xù)蒸餾1分鐘，用水沖洗冷凝管末端，檢驗(yàn)蒸出液不顯堿性，蒸餾結(jié)束。5. 用0.01mol/l標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定吸收液，溶液由綠色變?yōu)樗{(lán)紫色時(shí)，為終點(diǎn)。6. 做平行實(shí)驗(yàn)。注意事項(xiàng)：a) 樣品應(yīng)是均勻的。固體樣品應(yīng)預(yù)先研細(xì)混勻，液體樣品應(yīng)振搖或攪拌均勻。b) 樣品放入定氮瓶內(nèi)時(shí)，不要沾附頸上。萬一沾附可用少量水沖下，以免被檢樣消化不完全，結(jié)果偏低。c) 硝化時(shí)如不容易呈透明溶液，可將定氮瓶放冷后，慢慢加入30%過氧化氫（h2o2）2-3ml，促使氧化。d) 在整個(gè)消化過程中，不要用強(qiáng)火。保持和緩的沸騰，使火力集中在凱氏瓶

34、底部，以免附在壁上的蛋白質(zhì)在無硫酸存在的情況下，使氮有損失。e) 如硫酸缺少，過多的硫酸鉀會引起氨的損失，這樣會形成硫酸氫鉀，而不與氨作用。因此，當(dāng)硫酸過多的被消耗或樣品中脂肪含量過高時(shí)，要增加硫酸的量。 f) 加入硫酸鉀的作用為增加溶液的沸點(diǎn)，硫酸銅為催化劑，硫酸銅在蒸餾時(shí)作堿性反應(yīng)的指示劑。 g) 混合指示劑在堿性溶液中呈綠色，在中性溶液中呈灰色，在酸性溶液中呈紅色。如果沒有溴甲酚綠，可單獨(dú)使用0.1%甲基紅乙醇溶液。 h) 氨是否完全蒸餾出來，可用ph試紙?jiān)囸s出液是否為堿性。 i) 以硼酸為氨的吸收液，可省去標(biāo)定堿液的操作，且硼酸的體積要求并不嚴(yán)格，亦可免去用移液管，操作比較簡便。 j)

35、 向蒸餾瓶中加入濃堿時(shí)，往往出現(xiàn)褐色沉淀物，這是由于分解促進(jìn)堿與加入的硫酸銅反應(yīng)，生成氫氧化銅，經(jīng)加熱后又分解生成氧化銅的沉淀。有時(shí)銅離子與氨作用，生成深l藍(lán)色的結(jié)合物cu(nh3)42+ k) 這種測算方法本質(zhì)是測出氮的含量，再作蛋白質(zhì)含量的估算。只有在被測物的組成是蛋白質(zhì)時(shí)才能用此方法來估算蛋白質(zhì)含量。3 結(jié)果與討論3.1 定性分析的結(jié)果和討論3.11 雙硫腙指示劑定性的結(jié)果和討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果：滴入溶液的兩支時(shí)光上層浮有紅紫色液體，震蕩試管后消失。在室溫下長時(shí)間放置，滴加7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)溶液的雙硫腙逐漸變?yōu)榧t紫色，而底價(jià)甘氨酸亞鐵溶液的雙硫腙雖也有些微變色，但并不明顯。2支

36、試管有明顯顏色差異，而滴加甘氨酸亞鐵溶液的雙硫腙溶液，與未滴加任何溶液的原雙硫腙溶液試管顏色基本無差異。以此區(qū)別微量元素氨基酸螯合物與無機(jī)鹽金屬元素。討論：雙硫腙顯色對樣品的量和顯色時(shí)間比較難以控制。顯色劑比較靈敏，溶劑中，玻璃器皿中參雜的一些金屬元素都會影響顯色，導(dǎo)致結(jié)果難以判斷。3.12 硫氰化鉀指示劑定性的結(jié)果和討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：7水合硫酸亞鐵(feso47h2o)明顯變?yōu)檠t色，而甘氨酸亞鐵溶液雖也變色，顏色卻十分淺，兩支試管顏色有明顯差異。以此區(qū)別微量元素氨基酸螯合物與無機(jī)鹽金屬元素。討論：過氧化氫具有很強(qiáng)的氧化性，會使螯合的二價(jià)鐵離子也轉(zhuǎn)化為三節(jié)鐵離子，影響實(shí)驗(yàn)，所以要過濾得盡量完全。

37、最后，滴加硫氰化鉀后，甘氨酸亞鐵也些微變色，說明甘氨酸亞鐵中也有極少量的游離的亞鐵離子。3.2 定量分析的結(jié)果和討論3.21二價(jià)鐵（fe2+）含量測定的結(jié)果和討論數(shù)據(jù)記錄：第一份樣品溶液第二份樣品溶液滴定液初讀數(shù)（ml）0.000.02滴定液末讀數(shù)（ml）17.4217.47消耗滴定液（ml）17.4217.45計(jì)算公式：亞鐵含量()= （cxvx0.05585）/(mx25.00/100)x100 0.5585與1.00ml硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液(c=1.000mol/l)相當(dāng)?shù)蔫F的質(zhì)量，單位為克（g）c為硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度(moll)；v為消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(ml)；m為樣品的質(zhì)量(g

38、)。數(shù)據(jù)計(jì)算：第一份溶液亞鐵含量為：（0.1x17.42x0.05585）/（2.0055x25.00/100）x100%=19.40% 第一份溶液亞鐵含量為：（0.1x17.45x0.05585）/（2.0055x25.00/100）x100%=19.44% 平均亞鐵含量為：19.42% 平均相對偏差為：0.21%討論：硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液不必標(biāo)定配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液非常穩(wěn)定，可長期放置。當(dāng)加熱時(shí)，它也是穩(wěn)定的，因此有利于測定在室溫下不易被氧化的有機(jī)化合物。反應(yīng)中沒有中間價(jià)態(tài)的產(chǎn)物生成，反應(yīng)很簡單，不像高錳酸鉀滴定法和重鉻酸鉀滴定法那樣，會引起誘導(dǎo)反應(yīng)或其他有干擾的副反應(yīng)。3.22游離甘氨酸含量測定的結(jié)

39、果和討論數(shù)據(jù)記錄：高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度：0.1333mol/l第一份樣品溶液 第二份樣品溶液甘氨酸亞鐵質(zhì)量（g）0.99791.0243高氯酸滴定液初讀數(shù)（ml）0.000.04高氯酸滴定液末讀數(shù)（ml）0.720.81消耗高氯酸體積（ml）0.720.81計(jì)算公式：游離甘氨酸（%）=cxvx0.07507/m x100c高氯酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，單位為摩爾每升（mol/l）v試樣消耗高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，單位為毫升（ml）0.07507與1.00ml高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液c(hclo4)=1.000mol/l相當(dāng)?shù)陌被宜岬馁|(zhì)量，單位為克（g） m試樣的質(zhì)量，單位為克（g）數(shù)據(jù)計(jì)算：第一份試樣游

40、離甘氨酸含量（%）=（0.1333x0.72x0.07507/0.9979）x100%=0.72% 第二份試樣游離甘氨酸含量（%）=（0.1333x0.83x0.07507/1.0243）x100%=0.79%平均游離甘氨酸含量（%）=0.76%平均相對誤差（%）=9.21%討論：整個(gè)實(shí)驗(yàn)不能引入水份，由于水分的存在，將嚴(yán)重影響電位滴定曲線的突躍的指示劑顏色的變化，影響終點(diǎn)的靈敏度，所有儀器，供試品中均不得有水分存在，所用的試劑的含水量均應(yīng)在0.2%以下，必要時(shí)應(yīng)加入適量的醋酐以脫水。由于游離甘氨酸的含量非常少，需要視實(shí)際情況調(diào)整滴定標(biāo)準(zhǔn)液的濃度與測定甘氨酸亞鐵的量。3.23 總甘氨酸含量測定

41、的結(jié)果和討論數(shù)據(jù)記錄：鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度：0.01107mol/l第一份樣品溶液第二份樣品溶液甘氨酸亞鐵質(zhì)量（g）0.04690.0475鹽酸滴定液初讀數(shù)（ml）0.000.03鹽酸滴定液末讀數(shù)（ml）10.2310.72消耗鹽酸溶液（ml）10.2310.69計(jì)算公式：甘氨酸（%）=(vxcx0.0140x6.25/m)x100 v滴定試樣消耗的鹽酸體積；ml c鹽酸的濃度；mol/l m試樣的質(zhì)量；g 0.0140每毫克量氮的克數(shù) 6.25氮換算成蛋白質(zhì)的平均系數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算：第一份試樣甘氨酸含量（%）=（10.23x0.01107x0.0140x6.25/0.0469）x100%=21.1

42、7% 第二份試樣甘氨酸含量（%）=（10.69x0.01107x0.0140x6.25/0.0475）x100%=21.80% 平均總甘氨酸含量（%）=21.49% 平均相對偏差(%)=2.9%討論：樣品消煮完畢后，溶液并非透明澄清液，有白色乳狀沉淀，可能是因?yàn)闃悠分杏袩o法消解成分。實(shí)驗(yàn)整個(gè)凱氏定氮裝置要保持密閉，防止生成的nh3泄露，導(dǎo)致最后含氮量偏少，特別是加入naoh過程中保持液封。加入naoh過程中需要非常小心，naoh的加入會使反應(yīng)非常劇烈，會引起倒吸。實(shí)驗(yàn)結(jié)束記得沖洗冷凝管的內(nèi)外壁，因?yàn)榈刮沟霉鼙谡掣搅松倭康牡?.24 螯合率的計(jì)算螯合率（%）=（總甘氨酸含量游離甘氨酸含量）/

43、總甘氨酸含量 =（21.49% 0.76%）/21.49% =96.46%4 結(jié)論：運(yùn)用固相合成法，獲得了較滿意的1：1螯合的甘氨酸亞鐵產(chǎn)品。產(chǎn)品呈土黃色粉末狀，在水中有很大的溶解度，難溶于絕大多數(shù)有機(jī)溶劑。將產(chǎn)品溶于有機(jī)溶劑并過濾，可以使游離的亞鐵離子分離，并對分離液使用金屬離子顯色劑，可以初步地判斷產(chǎn)品是否螯合成功。通過對其各組分含量的測定，發(fā)現(xiàn)未參加螯合的游離亞鐵離子與游離甘氨酸的量非常少，螯合率非常高，達(dá)到了96.46%，說明原料的利用率非常高，并沒有過多的浪費(fèi)。致謝在郭曉明老師的悉心指導(dǎo)下，此論文得以很好地完成。在論文的選題、構(gòu)思階段，和資料的收集方面，郭老師都給于了極大的引導(dǎo)和幫助，使很多問題等到實(shí)際的解決。在最后的論文撰寫與修改時(shí)期，郭老師都給予了詳細(xì)而認(rèn)真的指導(dǎo)。特別是他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，淵博的理論知識與實(shí)踐知識，敏銳的科學(xué)思維和忘我的工作精神是學(xué)生永遠(yuǎn)的學(xué)習(xí)榜樣。值此論文完成之際，我謹(jǐn)向郭老師表示衷心的感謝。同時(shí)，感謝各位實(shí)驗(yàn)室工作的老師，對我的論文實(shí)驗(yàn)給予了最大的方便，使我能專心于解決自己的問題，不受儀器、藥品方面的影響。參考文獻(xiàn)1 顧天爵、生物化學(xué)m，北京：人民衛(wèi)生出版社，1988，284-2872 wider ea、batlle dc、tigier had 、amino laevul