專利名稱：一種氨基酸鈣及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用化學(xué)合成的氨基酸鈣，同時提供制備這種氨基酸鈣的方法，它屬于超聲波化學(xué)方法合成有機鈣工藝。
鈣是人體組成和新陳代謝必要元素之一。在自然界中，鈣以各種無機礦物形式存在，不能被人體直接吸收，而人體能直接吸收的鈣為具有生物活性的有機鈣，例如乳酸鈣，氨基酸鈣等。
有機鈣鹽是50年前人類合成成功的一類有機鈣，溶水性的有機鈣鹽如葡萄糖酸鈣、醋酸鈣和乳酸鈣等可以被人體吸收，但其受到一些條件制約。當血液中各種鹽分含量較大，晶體滲透壓高時，這類鈣鹽就不容易吸收。另外，這類有機鈣鹽在吸收過程中鈣離子Ca2+影響對磷的吸收。在生物體中，必需的微量元素往往不以自由離子形式存在，而是與配位體結(jié)合在一起。這類有機鈣鹽進入體內(nèi)后必需與氨基酸結(jié)合在一起，加上磷配體，在甲狀旁腺素(降鈣素)作用下沉降在骨骼中，使骨密度增加。而服用上述有機鈣鹽，可以增加血液中的鈣濃度，但并不能使骨密度增加，補鈣的目的沒有達到。同時，如果血鈣濃度太高，因為鈣離子能使血液凝固，會使人鈣中毒。鈣鹽在水中的溶解度很小，在腎過濾過程中，鈣鹽在腎中濃度過大，就結(jié)晶成固體，固體鹽在腎臟中停留的時間長了，就鈣化形成結(jié)石，容易引起腎結(jié)石和其它疾病。
有機鈣鹽的生產(chǎn)工藝一般有兩種一種是葡萄糖加碳酸鈣發(fā)酵，葡萄糖在發(fā)酵過程中氧化變成乳酸，并伴大量熱，同時在發(fā)酵過程中和無機鈣合成乳酸鈣，葡萄糖酸鈣，這過程中，一般能使大約70％的無機鈣轉(zhuǎn)為有機鈣鹽。這種工藝成本低，可大量生產(chǎn)，但產(chǎn)品純度低，并含有大量堿性無機鈣，長期服用可影響人體正常的消化道系統(tǒng)。另一種方法是用乳酸中和氫氧化鈣，但如果加工過程中使用過多的乳酸，使產(chǎn)品中含有較多的乳酸，會引起乳酸中毒，對人體危害較大，因此在生產(chǎn)中必須用其它物質(zhì)將殘酸中和，然后將這種中和物質(zhì)去除。這樣做既增加了生產(chǎn)成本，又很難保證藥物純度。這種方法制備的乳酸鈣成本很高。
本發(fā)明的目的在于改進現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可生產(chǎn)出具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，人體易于吸收，而且有效提高骨密度的非鹽分子有機鈣的工藝方法，并同時提供上述有機鈣產(chǎn)品。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計方案該生產(chǎn)工藝包括配料、分散、超聲波化學(xué)合成、沉淀分離和脫水干燥工序。所述配料和分散過程是將原料按比例配比后放入水中，進行分散。分散設(shè)備可用普通攪拌機或均質(zhì)設(shè)備。
所制作的產(chǎn)品為一種在中性或偏堿性環(huán)境下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的由氫氧化鈣與氡氨酸游離基或谷氨酸游離基自行組合的鈣氨羧螯合結(jié)合體的非鹽有機鈣-氨基酸鈣。氨基酸鈣的原料是食用氡氨酸或谷氨酸和氫氧化鈣。氡氨酸、谷氨酸和氫氧化鈣均微溶于水。為達到粉體高度分散于水中的目的，要求原料粉體越細越好，至少應(yīng)在0.30微米以下。原料配比為2克分子氡氨酸或谷氨酸加上1克分子的氫氧化鈣。原料與水的比例是20-30∶70-80，或配比濃度為20-30％，配好的漿料用攪拌機充分攪拌分散，分散完畢后就可進行超聲波合成了。
本發(fā)明所述的超聲波化學(xué)合成過程所用的設(shè)備是一種功率型高頻液壓能轉(zhuǎn)換超聲波能設(shè)備。設(shè)備由兩個系統(tǒng)組成高壓泵和振蕩儀器。高壓泵多采用柱塞式單向液壓泵，這是激勵晶體受迫振動力源。振蕩儀器由十字結(jié)通道及兩側(cè)晶板構(gòu)成。
氡氨酸或谷氨酸和氫氧化鈣與水的混合物在柱塞式單向液壓泵的作用下產(chǎn)生壓力要達到1000-1500Fkg/cm2，其進入振蕩器通道后，通道截面積縮小，進入十字通道后的漿料，流體速度可達285-840m/s，以十字隧道結(jié)方式產(chǎn)生速度脈沖正激波，激波激勵兩側(cè)晶板受迫振動，高頻振動的晶板就成為超聲波發(fā)射源。與此同時，在液流垂直方向，相向同時發(fā)射超聲波，其目的是使波疊加，應(yīng)力加強。超聲波波頻率要達到3.6-16.8兆赫(MH)超聲波對液體漿料加載的波能量為130-150焦耳/毫升，一般是132焦耳/毫升；加載的時間為十萬分之一至十萬分之三秒。漿料的流速若低于285M/S，波頻低，加載的時間長一點；流速高，波頻高，加載的時間短一點。這時波功率為1202-2164KW，若包括流體的拉伸波，波功率為4400-13200KW，(聲強1202-2164KW/CM)。
超聲波合成本發(fā)明提供的非鹽分子有機鈣-氨基酸鈣的原理是這樣的物質(zhì)分子在光、熱或超聲波等外界條件影響下，其共價鍵發(fā)生均裂形成含有不成對價電子的原子或原子團-自由基(或游離基)像氨自由基NH3或甲基CH3等。自由基一般具有強烈的活性，在通常條件下多數(shù)不穩(wěn)定，很難單獨存在，像甲基只能存在0.001秒。自由基傾向于自行結(jié)合成穩(wěn)定的分子，或其它物質(zhì)的游離離子，自由基反應(yīng)形成新的更穩(wěn)定的分子。這種新的物質(zhì)通常內(nèi)能比原物質(zhì)要小。(如原物質(zhì)沒有其它物質(zhì)參與自由基反應(yīng)，往往同分異構(gòu)化，同樣異構(gòu)成比原物質(zhì)內(nèi)能小的異構(gòu)體)。不是超聲波都能使物質(zhì)分子共價鍵發(fā)生均裂，形成游離基。只有當超聲波波頻率達到或接近分子的頻率，并使分子在諧振或共振條件下產(chǎn)生最大程度的脅變，并在自由基能夠存在的時間，加載一定應(yīng)力的超聲波能量，分子共價鍵才發(fā)生均裂，形成游離基。
因此上述的加載時間不能超過所述氡氨酸或谷氨酸游離基存在時間。
漿料液流體是超聲波載體，并以高速運動，所以超聲波的波形為拉伸波。拉伸波的拉應(yīng)力是非常大的。氫氧化鈣粉體進入上述超聲波應(yīng)力場后，被不斷粉碎(拉碎)，大量鈣離子游在水中，與水中的氨基酸自由基自動組合成穩(wěn)定的螯合分子。當然，水中氨自由基和羧基也幫助鈣離子從氫氧化鈣顆粒上脫離。
從試驗過程中觀察用15微米左右的氫氧化鈣粉末，進行本發(fā)明的超聲波合成過程，第一遍可使60％粉塵轉(zhuǎn)化為氨基酸鈣，第二遍可使100％粉末轉(zhuǎn)化為氨基酸鈣。因為氫氧化鈣和氨基酸均不溶于水，而氨基酸鈣溶于水，所以用肉眼即可觀察這一反應(yīng)過程。
使用本發(fā)明提供的超聲波化學(xué)合成法制備有機鈣轉(zhuǎn)化率高。
合成后的氨基酸鈣都溶解于水中，如有少量沒參與化學(xué)反應(yīng)的氫氧化鈣，可靜置片刻，自然沉降分離。生產(chǎn)氨基酸鈣過程中如有沒參與化學(xué)反應(yīng)的氨基酸，由于其對人體無害，不必刻意分離。
最后一道工序是脫水。氨基酸鈣的水溶液一般采用噴霧干燥脫水。如果最終產(chǎn)品是液體口服液或注射液，就不用脫水了。分離、脫水非本發(fā)明，故不多述。
使用本發(fā)明提供的超聲波化學(xué)合成法制備有機鈣的方法的優(yōu)點是轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度高。而用本發(fā)明的方法生產(chǎn)出的氨基酸鈣產(chǎn)品的優(yōu)點是1、人體易于吸收。氨基酸鈣是膠體物質(zhì)，滲透壓小，進入血液被血蛋白吸附，血蛋白在血液進入腎中過濾時，在腎小球就被回收了，內(nèi)能低，在化學(xué)上反應(yīng)在分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)成上，例如官能團比較靠近，像順式結(jié)構(gòu)比反式結(jié)構(gòu)內(nèi)能低，L型比D型內(nèi)能低等。在物理上反應(yīng)在低內(nèi)能物質(zhì)溶解度大、沸點低，分解溫度低等特點。內(nèi)能低物質(zhì)動物容易吸收。用本發(fā)明的方法制備的氨基酸鈣因為受到了特定的超聲波的作用，屬于低內(nèi)能的一類，其具有低內(nèi)能物質(zhì)所具有的性質(zhì)，特別容易被人體吸收。
2、容易在骨骼中沉降，增加骨密度。骨骼是由骨膠(明膠)和羥磷灰石[(3Ca)(Po)※Ca(OH)]組成。明膠水解成份是氨基酸，所以最接近骨骼成分的補鈣品是氨基酸鈣。
3、氨基酸鈣比有機鈣鹽毒性小得多。氨基酸鈣中的氨基酸與血液中的鈣離子結(jié)合成配合物，防止血液凝固，它甚至與有些有毒的金屬形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，使有毒金屬對人體都無毒了。
4、氨基酸鈣在水中溶解度大，不會導(dǎo)致腎結(jié)石等疾病的發(fā)生。
氡氨酸鈣分子量為304.29，谷氨酸鈣分子量332.35，二者均溶于水，在水中溶解量較大時，粘度增高，達到75％以上時成無色透明固體凝膠，或白色固體粉末。其水溶液呈中性或弱堿性時，氨基酸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在鹽酸溶液中，鈣易從絡(luò)分子中拉出形成氯化鈣鹽。當氨基酸和鈣離子配位時，利用分子中羧基上氧原子與鈣發(fā)生共價結(jié)合，同時由氨基中的氮原子提供孤對電子與離子形成配位鍵，與人體內(nèi)大多數(shù)生物配合物一樣形成五元環(huán)結(jié)構(gòu)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為本發(fā)明的工藝流程2為氡氨基酸加氫氧化鈣合成氨基酸鈣的化學(xué)反應(yīng)方程式圖3為氨基酸鈣的化學(xué)結(jié)構(gòu)式實施例制備氨基酸鈣粉的方法，其步驟包括配料、分散、沉淀分離和脫水干燥。如圖1所示。在配料階段，將2克分子氡氨酸加上1克分子的氫氧化鈣的原料與水的比例配為20-30∶70-80，原料粉體粒度在0.30微米以下。配好的漿料用攪拌機充分攪拌分散，分散完畢后就可進行超聲波合成了。
在分散過程之后是超聲波化學(xué)合成過程，其化學(xué)反應(yīng)方程式如圖2所示。所述超聲波化學(xué)合成過程在功率型高頻液壓能轉(zhuǎn)換超聲波能設(shè)備中進行，其中的高壓泵將原料與水的混合物加壓至1000-1500Fkg/cm2壓力，以285-840m/s的速度進入所述超聲波化學(xué)合成設(shè)備的振蕩儀器，以十字隧道結(jié)方式產(chǎn)生速度脈沖正激波，激波激勵十字結(jié)通道兩側(cè)晶板；在液流垂直方向，相向同時發(fā)射超聲波，其波頻率為3.6-16.8MH，超聲波對液體漿料加載的波能量為130-150焦耳/毫升，加載的時間為十萬分之一至十萬分之三秒，波功率為1202-2164KW，包括流體運動所產(chǎn)生的拉伸波，總波功率為4400-13200KW。
合成后的氨基酸鈣(其結(jié)構(gòu)式如圖3所示)都溶解于水中，如有少量沒參與化學(xué)反應(yīng)的氫氧化鈣，可靜置片刻，自然沉降分離。生產(chǎn)氨基酸鈣過程中如有沒參與化學(xué)反應(yīng)的氨基酸，由于其對人體無害，不必刻意分離。
最后一道工序是脫水。氨基酸鈣的水溶液一般采用噴霧干燥脫水。
權(quán)利要求
1.一種氨基酸鈣的制備方法，其步驟包括配料、分散和沉淀分離，其特征在于在分散過程之后是超聲波化學(xué)合成過程；所述原料配比為2克分子氡氨基酸或谷氨基酸加上1克分子的氫氧化鈣，原料與水的比例是20-30∶70-80，或配比濃度為20-30％，所述超聲波化學(xué)合成過程在功率型高頻液壓能轉(zhuǎn)換超聲波能設(shè)備中進行，其中的高壓泵將原料與水的混合物加壓至1000-1500Fkg/cm2壓力，以285-840m/s的速度進入所述超聲波化學(xué)合成設(shè)備的振蕩儀器，以十字隧道結(jié)方式產(chǎn)生速度脈沖正激波，激波激勵十字結(jié)通道兩側(cè)晶板；在液流垂直方向，相向同時發(fā)射超聲波，其波頻率為3.6-16.8MH，超聲波對液體漿料加載的波能量為130-150焦耳/毫升，加載的時間不超過所述原料中在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氡氨酸或谷氨酸游離基存在時間，波功率為1202-2164KW，包括流體運動所產(chǎn)生的拉伸波，總波功率為4400-13200KW。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制備的氨基酸鈣，其特征在于其是用20-30份的配比為2克分子氡氨基酸或谷氨基酸加上1克分子的氫氧化鈣的原料加水70-80混合后在1000-1500Fkg/cm2壓力下，以285-840m/s的速度進入超聲波化學(xué)合成設(shè)備的振蕩儀器，以十字隧道結(jié)方式產(chǎn)生速度脈沖正激波，激波激勵十字結(jié)通道兩側(cè)晶板；再加上在液流垂直方向相向同時發(fā)射的超聲波，其波頻率為3.6-16.8MH，波能量為130-150焦耳/毫升，加載的時間為十萬分之一至十萬分之三秒，波功率為1202-2164KW，包括流體運動所產(chǎn)生的拉伸波，波功率為4400-13200KW制備出來的一種在中性或偏堿性環(huán)境下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的由氫氧化鈣與氡氨基酸游離基或谷氨基游基自行組合的鈣氨羧螯合結(jié)合體的非鹽分子有機鈣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基酸鈣的制備方法，其特征在于所述原料中的氫氧化鈣的粉體在0.30微米以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基酸鈣的制備方法，其特征在于所述超聲波對液體漿料加載的波能量為132焦耳/毫升。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基酸鈣的制備方法，其特征在于所述加載的時間為十萬分之一至十萬分之三秒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波化學(xué)合成氨基酸鈣的方法,所指的氨基酸鈣是一種在特定的超聲波應(yīng)力場下,處于離子狀態(tài)的氫氧化鈣與氡氨酸或谷氨酸的游離基組合而成的鈣氨羧螯合結(jié)構(gòu)體,是一種內(nèi)能小,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的溶于水的非鹽分子有機鈣。其可用于醫(yī)藥保健行業(yè)。
文檔編號C07C229/00GK1248575SQ9812003
公開日2000年3月29日 申請日期1998年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月24日
發(fā)明者鄧漢祥 申請人:鄧漢祥