微量元素氨基酸螯合物的研究进展

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1、微量元素氨基酸螯合物的研究进展滕冰舒绪刚广州天科科技有限公司1.“螯合率”问题1.1微量元素氨基酸螯合物结构一般描述络合物是由作为中心离子的金属离子与氨基酸配位体（离子或分子）通过配位键的结合形成的化合物，根据络合物的组成，络合物可以分成简单络合物、螯合物，多核络合物等多种，简单络合物分子或离子只有一个中心离子，每个配位体只有一个配位原子与中心离子成键。螯合物中每个配体至少有两个或两个以上的配位原子同时与中心离子成键，形成环状结构。一般来说，简单配合物的稳定性较差，由于螯合效应的影响，螯合物比具有相

2、同配位原子的简单配合物稳定。螯合物作为络合物的特殊形式亦广泛的存在于自然界中，作为饲料添加剂的微量元素氨基酸螯合物从化学结构上区分可有以下不同：（1）中心离子与配位体摩尔比例不同，M/M=1:1~1:3，分别形成单环，双环，三环，一般形成五元或六元环稳定，螯环越多，越稳定。（2）内络盐型和络离子型，（络阴离子或络阳离子）（3）单核－单一配位体和单核—混合配位体型OORHCCCCONH2CCHRONH20OM微量元素氨基酸内络盐（Ⅱ）AA:M物质的量比2:1CRCHNH2OOHM+·HSO4-微量元素

3、氨基酸鳌合物络阳离子AA:M物质的量比1:1其中：M—微量元素离子配位键R---为鳌合环外基团微量元素氨基酸螯合物的理化性质有以下不同：（1）络合物的稳定常数不同（测定方法不同其结果亦有差异）（2）络合物的溶解度不同（实验室条件和生理条件）（3）络合物的结晶不同1.2“螯合率”在螯合物的实际应用中，人们经常把“螯合率”看作一种反应得率。事实上，“螯合率”概念的提出是不正确的，（络合物化学中没有“螯合率”概念）因为在不考虑螯合物稳定程度的情况下，配位体螯合金属离子的反应很容易发生，只要是混合配位体和金

4、属离子的溶液就可以实现螯合。但是，衡量螯合是否很“彻底”，则应以螯合物的稳定常数来表示。螯合物稳定常数的是有条件的，也称为“条件稳定常数”。例如，一个螯合物在中性pH时稳定常数很大，但在酸性和碱性受到了H＋和OH-浓度的影响，会解离成配位体和金属离子或生成羟合络离子和配位体。络合物化学中研究稳定常数测定的方法很多，基本上都是研究络合逐级配位过程中的金属离子、配位体浓度变化，再计算出稳定常数。而不是将产物逐级分解，研究分解过程的各个组分的浓度变化。人们往往出于经济观点认为氨基酸比微量元素价格高，在螯合

5、物产品中如有过剩的金属离子则有“抽条”之嫌。事实上从化学合成角度看，氨基酸和微量元素任何一者过量许多都是不合理的，而且生产厂家做到氨基酸稍稍过量是完全可以的，不存在成本问题。在同样条件下，螯合物的稳定常数是螯合物的理化性质，其常数的大小是由化学结构和热力学原理决定的，测定方法不同其常数将有微弱不同，但是决不以人的意志为转移。以甘氨酸螯合铁为例：2甘氨酸＋Fe2+＝甘氨酸螯合铁OOH2CCCCONH2CCH2NH2OFe分子式如下：Fe2++2CH2NH2COOHOCH2(NH2)COOH有两个配位原

6、子即－COOH上—羟基氧和－NH2上氮原子，Fe2+的配位数一般为4、6，甘氨酸螯合铁中铁有可配位的空电子轨道，一般认为此时空轨道是与H2O配位（如下图）。OOH2CCCCONH2CCH2ONH20OFeH2OH2O由于螯合反应是分步进行的，故习惯上把未知具体配位情况的铁-氨基酸螯合物的结构描述为：Gly+FeSO4＝Gly-Fe·SO4CCH2NH2OOFe+·HSO4-实际上这种产品多半是以甘氨酸：铁的摩尔比＝1：1，由于甘氨酸分子量小及未移去质子氢，具有可溶性。但这只是一种化学反应中的一种过渡

7、形态，在溶液环境中Fe2+与配位体甘氨酸的摩尔比会由1：1自发反应到2：1或3：1的稳定状态，此时，部分铁解离出来以离子形态存在，这过程是符合配位化学热力学的原理，而不是以人们的想象而定义。1.3稳定常数和不稳定常数仍以Fe2+和CH2(NH2)COOH的络合反应为例：Fe2++3CH2(NH2)COOHFe(CH2(NH2)COOH)3该生成反应是可逆的，在一定的条件下，达到平衡。在溶液中生成配合物的反应是分级进行，络合反应有相应的逐级稳定常数K1、K2、K3其乘积＝β3，β3表示配位数为3的累积

8、稳定常数，分级络合反应和相应的逐级稳定常数表述如下：K1[Fe(CH2NH2COOH)]2+[Fe2+][CH2NH2COOH](2)CH2NH2COOH+[Fe(CH2NH2COOH)]2+Fe[（CH2NH2COOH）2]相应的平衡常数为:K2[Fe(CH2NH2COOH)2]2+[CH2NH2COOH][Fe(CH2NH2COOH)]2+(3)CH2NH2COOH+[Fe(CH2NH2COOH)2]Fe[(CH2NH2COOH)3]相应的平衡常数为:K3[Fe(