琥珀酸亞鐵制備工藝研究

李培杰 張春光 李政康 李秀康 田林

摘 要：琥珀酸亞鐵是一種新型的食品添加劑，本文研究了用琥珀酸（丁二酸）、七水硫酸亞鐵、碳酸鈉為原料，亞硫酸鈉為抗氧化劑，開發了一種琥珀酸亞鐵的制備新工藝，通過實驗得到最佳工藝條件：抗氧化劑量為硫酸亞鐵質量的5%，原料比n（丁二酸）：n（硫酸亞鐵）：n（碳酸鈉）=1.05：1：1，反應溫度為60℃，反應時間4h。制備得的樣品亞鐵含量高，高達34.82%，產品收率可達85%。該工藝操作簡單，產品亞鐵含量高，制備成本低，產品收率高。

關鍵詞：琥珀酸;硫酸亞鐵;制備;琥珀酸亞鐵

琥珀酸亞鐵又叫丁二酸亞鐵，是一種目前應用比較廣泛治療缺鐵貧血的常見安全有效藥物，在食品行業作為一種新型的食品添加劑主要用于鐵營養強化劑的補充亞鐵離子，由于亞鐵離子與人體的血紅蛋白結合，參與人體的代謝活動，也可以用缺鐵型貧血的預防[1，2]。但是由于二價亞鐵離子不穩定容易被氧化，所以目前存在制備困難，收率低，并且雜質離子較多等缺陷。

目前關于琥珀亞鐵制備方法的研究的報道極少，現有琥珀酸亞鐵制備主要采用琥珀酸二鈉為原料與亞鐵鹽直接反應制得，專利CN201410677113一種琥珀酸亞鐵配合物的制備方法中提到采用琥珀酸二鈉與氯化亞鐵為原料，經過高溫回流反應制備，但是該方法反應時間較長，并且產物中有大量氯離子殘留，污染較大[3];而CN200610165390中琥珀酸亞鐵的制備方法中采用琥珀酸二鈉與硫酸亞鐵為原料，在抗氧化劑作用下制備出琥珀酸亞鐵，并采用有機溶劑來洗滌產品，造成生產成本較高[4]。本實驗采用七水硫酸亞鐵為起始原料，與碳酸鈉反應制備出碳酸亞鐵，經過水洗，再與琥珀酸反應制備出琥珀酸亞鐵，收率高達85%，亞鐵含量高達34.82%，經過分析鑒定，最終產品琥珀酸亞鐵完全滿足食品添加劑國家標準及藥典標準等要求，為琥珀亞鐵的制備方法開辟了新途徑。

1 實驗

1.1 主要試劑與原料

碳酸鈉，亞硫酸鈉均為試劑級分析純，琥珀酸（山東飛揚化工有限公司），七水硫酸亞鐵（江蘇科倫多食品配料有限公司）。

1.2 主要實驗儀器

JJ-1型精密電動攪拌器（金壇市華峰儀器有限公司），SHZ-DIII型循環水式多用真空泵（鞏義市予華儀器有限責任公司），恒溫水浴鍋（金壇市華峰儀器有限公司），DZF型真空干燥箱（北京市永光明醫療儀器有限公司）。

1.3 反應原理

FeSO4+Na2CO3→FeCO3+Na2SO4

FeCO3+C4H6O4→C4H4FeO4+H2O+CO2

1.4 琥珀酸亞鐵的制備

100g七水硫酸亞鐵溶于300mL水溶液中，將碳酸鈉溶液（38g碳酸鈉/100g水）緩慢加入到硫酸亞鐵溶液中，調pH=7-8，室溫下反應1h，抽濾，用300mL去離子水攪拌水洗30min，將得到的碳酸亞鐵固體加入到300mL水中，將琥珀酸溶液（45.5g琥珀酸/200mL水）滴加到碳酸亞鐵分散液中，在3g亞硫酸鈉作用下60℃反應4h，抽濾，減壓85℃干燥，得到暗黃色粉末，重54g，收率約85%。

2 結果與討論

2.1 投料比對琥珀亞鐵收率的影響

在固定七水硫酸亞鐵和碳酸鈉配比，抗氧化劑3g，60℃反應4h的情況下，驗證了不同琥珀酸添加量對琥珀酸亞鐵收率的影響，如表1。

由實驗結果可知，制備琥珀亞鐵的最佳投料比為n（丁二酸）：n（硫酸亞鐵）：n（碳酸鈉）=1.05：1：1。

2.2 反應溫度對琥珀酸亞鐵收率的影響

在固定投料比和抗氧劑添加量的情況下，分別選取40℃，60℃，70℃，80℃，90℃反應4h進行了驗證反應溫度對琥珀酸亞鐵收率的影響，如圖1。

結果如圖所示，從40℃到60℃隨著反應溫度的升高，琥珀酸亞鐵收率隨之升高，當反應溫度超過60℃后隨著溫度的升高，產品收率隨之下降，說明隨著反應溫度的升高過程，亞鐵極易被氧化，當反應溫度達到90℃時，產物顏色為灰黑色，與食品添加劑國標因此，整個反應過程選取60℃反應最為合適。

2.3 反應時間對琥珀酸亞鐵收率的影響

在投料比為n（丁二酸）：n（硫酸亞鐵）：n（碳酸鈉）=1.05：1：1的情況下，抗氧化劑3g，在60℃分別選取了反應1，2，4，6，8h進行了反應時間對琥珀酸亞鐵收率的影響驗證，結果如圖2所示，隨著反應時間的延長，收率逐漸提高，反應1h時，琥珀酸亞鐵收率僅有42.5%，當反應時間達到4h時，收率達到最高，為85.1%，但隨著反應進一步延長，收率變化不大，反應10h時，收率為82.9%，略微下降，說明隨之反應時間的延長亞鐵氧化也在逐漸增加，因此，整個反應過程選取60℃反應4h較為合適。

2.4 琥珀酸亞鐵鑒定

①鑒別試驗：a.稱取琥珀酸亞鐵樣品0.5g，溶于100mL鹽酸溶液中制成樣品液，取1滴樣品液于點樣板上，加1滴鐵氰化鉀溶液，立即產生藍色沉淀，說明有亞鐵離子存在;b.取本品0.2g于坩堝中，加0.2g間苯二酚，加硫酸3-5滴，緩緩加熱至成暗紅色半固體狀，冷卻后倒入200mL水中，即成橙黃色溶液，有綠色熒光。加氫氧化鈉溶液成堿性，溶液呈紅色，熒光并且增強，說明有琥珀酸亞鐵存在;

②純度檢測：按照食品添加劑標準GB1903.38-2018進行驗證：亞鐵含量35.82%，三價鐵≤2%，硫酸鹽≤0.1%，干燥失重≤1%，鉛≤2ppm，砷≤2ppm全部合格;

③亞鐵含量測定：稱取琥珀酸亞鐵0.5g置于250mL錐形瓶中，加25mL水和25mL硫酸溶液溶解，加入數滴1，10-菲啰啉--亞鐵指示劑，用硫酸鈰標準溶液滴定至溶液顏色由紅色轉為淺藍色，同時進行空白試樣[5]，經過計算亞鐵含量34.82%。

3 結語

采用自制碳酸亞鐵路線來與琥珀酸反應制備琥珀酸亞鐵，反應速率比較快，并且反應溫度溫和，經過中間產物水洗，產品純度較高，硫酸鹽殘留較少，從而保證亞鐵純度達到34.82%，收率高達85.1%。

參考文獻：

[1]時建秋.兒童缺鐵性貧血患者的琥珀酸亞鐵臨床治療分析[J].中外女性健康月刊，2013（02X）：96-96.

[2]張飛虹，胡君華.琥珀酸亞鐵治療妊娠合并缺鐵性貧血的療效與安全性觀察[J].中國藥房，2015（24）：3335-3337.

[3]王峰，一種琥珀酸亞鐵配合物的制備方法：中國， CN201410677113[P].2014.

[4]陳年根，琥珀酸亞鐵的制備方法：中國，CN200610165390[P].2006.

[5] GB1903.38-2018.食品安全國家標準食品添加劑琥珀酸亞鐵[S].中華人民共和國國家衛生健康委員會，2018.