甘氨酸螯合物结构分析现状与检测探索ppt课件.ppt

甘氨酸螯合物构造分析现状与检测探求龙远德中国科学院成都有机化学 研讨员中国科学院成都分院分析测试中心 主任2021年5月 •氨基酸与金属离子构成的化合物终究该称为有机盐、氨基酸络合物、氨基酸螯合物，还是其它的什么称号？是不是每个人都在猜测本人的产品终究是什么型态！是不是很难拿出直接证据？•目前大家都想制备螯合物，都觉得本人的产品是螯合物了能不能弄得明白呢•氨基酸有20个左右，分子构造最简单的是甘氨酸，因此从甘氨酸的金属化合物着手，寻觅可行的检测鉴定方法，比较而言应该是最简单的甘氨酸金属离子化合物都没有好的处置方案，恐怕其它的更难GB 1903.2-2021•甘氨酸锌•鉴别方法：锌的鉴别、氨基鉴别、红外光谱•含量测定：铬黑T为指示剂，EDTA滴定锌；用凯氏定氮法测定氮含量•该方法也许对纯品有用，对中间或者低含量的产品不适宜•不能阐明构造式所代表化合物的含量甘氨酸锌2种甘氨酸锌络合物的晶体构造〔文献〕1:1型 [Zn〔C2H5NO2〕2·4H2O]SO4·ZnSO4·6H2O 2:1型 Zn〔C2H5NO2〕2·H2O 1:1型晶体构造1:1型晶体构造2:1型晶体构造2:1型晶体构造GB 30606-2021 甘氨酸亚铁•鉴别方法：二价铁、氨基、红外光谱•含量测定：二价铁、氮、三价铁、总铁•同样不能阐明构造式所代表化合物的含量甘氨酸亚铁晶体构造•甘氨酸亚铁的合成和晶体构造研讨〔文献〕•晶体构造给出分子式•[Fe〔C2H5NO2〕2·4H2O]SO4·FeSO4·6H2O甘氨酸亚铁晶体构造•1：1型甘氨酸亚铁晶体构造甘氨酸铜•没有搜索到国家规范•文献 给出了晶体构造•甘氨酸与铜比例为1:1甘氨酸金属结合物构造总结•从上述3种甘氨酸金属化合物的构造可知，硫酸根的存在阻止了甘氨酸的氨基与金属离子的配位•水参与了配位，占据了配位空间•甘氨酸的氨基成为铵基阳离子，失去了配位才干如何更多构成螯合物•要使甘氨酸与金属离子构成螯合物，必需使甘氨酸的氨基坚持氨基形状-NH2，不能构成阳离子-NH3+•尽能够去除无机阴离子〔SO42-、Cl-、NO3-〕，防止运用强酸盐为反响起始物•尽能够去除水，反响介质能不能采用非水体系甘氨酸金属化合物质量检测问题•甘氨酸金属络合物检测，现有方法是测定游离金属离子和游离氨基酸的含量，与总的金属离子和甘氨酸含量相比，其差值就以为是络合物的含量•此方法的问题在于以为非游离态部分的就是络合物，甚至是螯合物•从前面引见的晶体构造的结果可知，非游离态的称之为甘氨酸金属离子结合物更好 •假设只需甘氨酸的羧基与金属离子构成离子键，只能称之为甘氨酸盐•在甘氨酸盐的根底上，只需当有确切证听阐明甘氨酸的氨基〔-NH2〕与金属离子构成了配位键，可以为生成了甘氨酸络合物•在络合物根底上，能证明一个甘氨酸的羧基和氨基同时与一个金属离子构成离子键和配位键，可以为生成了甘氨酸螯合物如何证明构造•可以直接确定化合物构造式的方法就是单晶衍射，其它方法都是推测•单晶衍射需求样品为单晶晶体，不是粉末•将样品粉末培育成单晶，就是面临的难题•单晶培育，需求将样品先完全溶解，然后缓慢挥发溶剂，使样品缓慢结晶，构成足够大小的晶体颗粒，只需可以构成单晶，用四圆单晶衍射上机检测根本上没有问题 •单晶检测结果直接给出样品的构造式、原子的位置、原子的衔接方式、键长、键角，直接得出甘氨酸与金属离子的衔接方式。

能否构成螯合物一目了然•单晶培育首先要样品可以溶解，对难溶样品就很难采用这种方式•单个氨基酸与金属离子的化合物可以采用，但必需可以溶解•混合氨基酸金属离子化合物难以采用 •用曾经证明了构造的单晶样品为规范品，选用可以用固体为样品的检测方式，比如红外光谱、近红外光谱、拉曼光谱、热分析〔TGA/DSC〕、X射线粉末衍射、电子能谱，等等进展检测，得到对应的规范谱图•用实践消费样品做相应的谱图，与单晶样品的谱图比较，确定相应的特征谱图，作为定性检测的根据 •在定性检测的根底上，设计适宜的定量方法•定量方法尽能够采用固体样品方式，由于将样品溶解的方法只能得到甘氨酸和金属离子各自的含量•目前固体定量检测方式未见报道，需求进一步探求•可供选择的有红外光谱、近红外光谱、拉曼光谱、拉曼光谱成像、粉末衍射等•固体定量最大的问题是误差能不能控制在适当的可接受范围内检测总结•1、样品先培育单晶•2、单晶证明样品的分子构造，能否螯合•3、建立其它光谱特征图谱，作为消费监控•4、建立固体定量方法•5、建立质量规范螯合率、稳定常数、螯合强度•由于氨基酸金属离子结合物的定性定量的难度，目前文献上或者实践运用中运用螯合率、稳定常数、螯合强度等参数来标明产品的质量好坏，这种方法可行不？ •文献定义：络合物是指由中心离子的金属离子与氨基酸配位体〔离子或分子〕经过配位键的结合构成•文献定义：螯合物是指每个配位体至少有两个或两个以上的配位原子同时与中心金属离子成键构成环状构造螯合率•螯合率是产品中螯合元素量占总元素量的比例•GB/T 13080.2-2005饲料添加剂 蛋氨酸铁铜锰锌螯合率的测定 凝胶过滤色谱法 该方法的大致操作如下：•1、氨基酸螯合物样品在水中加热溶解，离心后分成沉淀和溶液两部分•2、溶液中所含的可溶性氨基酸螯合物及金属离子经过凝胶分别 •3、在规定的条件下洗脱，金属离子构成氢氧化物沉淀，将固定在凝胶柱顶端无法洗脱，可溶性氨基酸螯合物那么可经过配体氨基酸的携带从凝胶柱上洗脱下来，实现和金属离子的分别•4、可溶性氨基酸螯合物洗脱分别完成后，参与EDTA溶液使金属离子从凝胶柱上洗脱•5、用原子吸收方法分别测定沉淀态氨基酸螯合物、可溶性氨基酸螯合物、可溶性金属离子中金属离子含量 •6、计算出沉淀态氨基酸螯合物、可溶性氨基酸螯合物占金属总量的比例即可得到相应的氨基酸螯合物的螯合率•7、实践遇到的问题是检测结果极不稳定，容易呈现同一批样品屡次检测结果不一致的景象•为什么会呈现结果不一致？ •不一致的缘由分析•该方法首先就以为产品曾经是螯合物了，但现实上根本就没有直接证据。

建议称为氨基酸金属离子结合物更恰当，至于氨基酸与金属离子是经过哪些化学键衔接，都不影响产品叫结合物称为螯合物就必需确定同一个氨基酸的多个功能基团与一个中心金属离子构成化学键•该方法的第一步采用水溶解提取，沉淀部分就认定为螯合物了，谁能证明这沉淀就是螯合物•同样经凝胶柱分别出来的可溶性部分也难说是螯合物，因此过凝胶柱时难以保证得到一样结果•洗脱凝胶柱不易掌握 用原子吸收检测金属离子，普通用于极低浓度的溶液，用于常量规模的分析，误差较大〔比如低于ppm级的检测，相对误差超越10%，都可以接受，但常量分析有这么大的误差，没人会接受〕小结：这种测定螯合率的方法误差能够来自凝胶柱洗脱、原子吸收测金属离子误差大、螯合率的说法有错该方法也许叫游离金属离子含量测定更恰当 •另外一种方法就是GB/T21996-2020饲料添加剂 甘氨酸铁络合物 采用的测定产品中总甘氨酸含量和游离氨基酸含量，其差值除以总甘氨酸量，得到螯合率•此方法与上一个方法有同样的问题，以为非游离态的甘氨酸就是螯合了•建议：在没有别的方法可采用的情况下，用上述两种方法可以测定游离态金属离子和游离氨基酸的含量，设置一个含量高限，产品可以规定游离态的不得高于某个限制值，就像药品里面规定杂质限制一样。

稳定常数•稳定常数是指产品中曾经络合部分的稳定程度螯合物在溶液中的稳定性常用螯合物稳定常数表示•字面意思好了解，但测定稳定常数可不太容易，实践用途难说螯合强度•用极谱法测定金属离子与配位体构成络合物后，在电压作用下复原为金属〔汞极〕的难度加大，电位向更负的方向挪动，络合物与金属离子复原为金属的E1/2差值，从而计算络合物的螯合强度•该方法也是同样问题，先不论产品终究螯合没有，直接就定位螯合强度 •我的想法是•这三个目的分别称为氨基酸金属结合物的•结合率•结合物稳定常数•结合强度•不要被络合、螯合 搞混了，反正也理不清 甘氨酸与金属离子能够构成的构造片段  •其它具有3个官能团的氨基酸的结合成键方式远远超越2个官能团的甘氨酸，成键绝不只是甘氨酸的简单几何倍数关系 •最简单的甘氨酸都有至少6种结合形状，最理想的方式是第一种构造•但实践的存在形状，会因其它分子〔水分子〕、离子〔硫酸根〕的参与，导致复杂的结合形状，大量有用的构造分析手段失效•这种复杂的结合，致使检测质量的方法无所适从，采用单一的检测手段根本上判别不了产品的优劣 •去年，国家陆续发布了几个关于仿制药一致性评价的文件〔直接援用〕〔直接援用〕 •一致性评价的主要对象就是固体制剂•在药物方面曾经认识到药物的有效性不只仅是与药物API的含量相关•普通的合成化学药物的API〔Active Pharmaceutical Ingredient〕 根本上是分子量较小的有机物，构造式明确，同样API消费的制剂如今面临生物有效性不等效，消费企业遇到前所未有的挑战•而动物营养微量元素添加剂〔氨基酸金属离子化合物〕与固体药物的情况一样 •而我们面临的问题应该比固体药物更难，表如今：分子构造式都不知道，只知道有某个氨基酸、某个金属离子•固体药物的评价采用的方式也答应以自创•多数情况下，不能将药物进展样品前处置，前处置的结果就是改动了原有存在形状，从结果反推回去的结论不能阐明原有形状 •我们如今对固体检测的一点探求•采用显微镜察看粉末结晶形状〔见显微镜图〕，结晶形状都有区别，根据如今药物晶型的知识，晶型差别会导致生物有效性差别，显微镜图用于粗略外观监测产品工厂容易操作，可以配备•采用X射线粉末衍射进展分析〔见XRD图〕，定性监测比较好，根本上可以区别不同的产品，但从衍射峰强度来看还有不一致的地方，假设要用XRD来定量分析，还需求进一步研讨 •其它可以用于固体样品检测的方法，还在进一步尝试•1 X-射线衍射法• 1.1 单晶衍射• 1.2 粉末衍射•红外光谱法• 〔压片法、石蜡糊法、漫反射法、衰减全反射法〕• 近红外傅里叶变换拉曼光谱法 3热分析法4 差示扫描量热法〔DSC〕5 差热分析法〔DTA〕6 热重分析法〔TGA〕7偏光显微镜法8固体核磁共振 赞赏吉隆达集团指点及员工的支持协助特别阐明：本报告援用的文献图片和运用的样品均未经原作者或消费厂家赞同，在此表示歉意，本报告并不针对文献和产品的优劣，只是好心的表达，目的是促进本行业大家共同提高。