琥珀酸亚铁制备工艺研究

李培杰 张春光 李政康 李秀康 田林

摘 要：琥珀酸亚铁是一种新型的食品添加剂，本文研究了用琥珀酸（丁二酸）、七水硫酸亚铁、碳酸钠为原料，亚硫酸钠为抗氧化剂，开发了一种琥珀酸亚铁的制备新工艺，通过实验得到最佳工艺条件：抗氧化剂量为硫酸亚铁质量的5%，原料比n（丁二酸）：n（硫酸亚铁）：n（碳酸钠）=1.05：1：1，反应温度为60℃，反应时间4h。制备得的样品亚铁含量高，高达34.82%，产品收率可达85%。该工艺操作简单，产品亚铁含量高，制备成本低，产品收率高。

关键词：琥珀酸;硫酸亚铁;制备;琥珀酸亚铁

琥珀酸亚铁又叫丁二酸亚铁，是一种目前应用比较广泛治疗缺铁贫血的常见安全有效药物，在食品行业作为一种新型的食品添加剂主要用于铁营养强化剂的补充亚铁离子，由于亚铁离子与人体的血红蛋白结合，参与人体的代谢活动，也可以用缺铁型贫血的预防[1，2]。但是由于二价亚铁离子不稳定容易被氧化，所以目前存在制备困难，收率低，并且杂质离子较多等缺陷。

目前关于琥珀亚铁制备方法的研究的报道极少，现有琥珀酸亚铁制备主要采用琥珀酸二钠为原料与亚铁盐直接反应制得，专利CN201410677113一种琥珀酸亚铁配合物的制备方法中提到采用琥珀酸二钠与氯化亚铁为原料，经过高温回流反应制备，但是该方法反应时间较长，并且产物中有大量氯离子残留，污染较大[3];而CN200610165390中琥珀酸亚铁的制备方法中采用琥珀酸二钠与硫酸亚铁为原料，在抗氧化剂作用下制备出琥珀酸亚铁，并采用有机溶剂来洗涤产品，造成生产成本较高[4]。本实验采用七水硫酸亚铁为起始原料，与碳酸钠反应制备出碳酸亚铁，经过水洗，再与琥珀酸反应制备出琥珀酸亚铁，收率高达85%，亚铁含量高达34.82%，经过分析鉴定，最终产品琥珀酸亚铁完全满足食品添加剂国家标准及药典标准等要求，为琥珀亚铁的制备方法开辟了新途径。

1 实验

1.1 主要试剂与原料

碳酸钠，亚硫酸钠均为试剂级分析纯，琥珀酸（山东飞扬化工有限公司），七水硫酸亚铁（江苏科伦多食品配料有限公司）。

1.2 主要实验仪器

JJ-1型精密电动搅拌器（金坛市华峰仪器有限公司），SHZ-DIII型循环水式多用真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司），恒温水浴锅（金坛市华峰仪器有限公司），DZF型真空干燥箱（北京市永光明医疗仪器有限公司）。

1.3 反应原理

FeSO4+Na2CO3→FeCO3+Na2SO4

FeCO3+C4H6O4→C4H4FeO4+H2O+CO2

1.4 琥珀酸亚铁的制备

100g七水硫酸亚铁溶于300mL水溶液中，将碳酸钠溶液（38g碳酸钠/100g水）缓慢加入到硫酸亚铁溶液中，调pH=7-8，室温下反应1h，抽滤，用300mL去离子水搅拌水洗30min，将得到的碳酸亚铁固体加入到300mL水中，将琥珀酸溶液（45.5g琥珀酸/200mL水）滴加到碳酸亚铁分散液中，在3g亚硫酸钠作用下60℃反应4h，抽滤，减压85℃干燥，得到暗黄色粉末，重54g，收率约85%。

2 结果与讨论

2.1 投料比对琥珀亚铁收率的影响

在固定七水硫酸亚铁和碳酸钠配比，抗氧化剂3g，60℃反应4h的情况下，验证了不同琥珀酸添加量对琥珀酸亚铁收率的影响，如表1。

由实验结果可知，制备琥珀亚铁的最佳投料比为n（丁二酸）：n（硫酸亚铁）：n（碳酸钠）=1.05：1：1。

2.2 反应温度对琥珀酸亚铁收率的影响

在固定投料比和抗氧剂添加量的情况下，分别选取40℃，60℃，70℃，80℃，90℃反应4h进行了验证反应温度对琥珀酸亚铁收率的影响，如图1。

结果如图所示，从40℃到60℃随着反应温度的升高，琥珀酸亚铁收率随之升高，当反应温度超过60℃后随着温度的升高，产品收率随之下降，说明随着反应温度的升高过程，亚铁极易被氧化，当反应温度达到90℃时，产物颜色为灰黑色，与食品添加剂国标因此，整个反应过程选取60℃反应最为合适。

2.3 反应时间对琥珀酸亚铁收率的影响

在投料比为n（丁二酸）：n（硫酸亚铁）：n（碳酸钠）=1.05：1：1的情况下，抗氧化剂3g，在60℃分别选取了反应1，2，4，6，8h进行了反应时间对琥珀酸亚铁收率的影响验证，结果如图2所示，随着反应时间的延长，收率逐渐提高，反应1h时，琥珀酸亚铁收率仅有42.5%，当反应时间达到4h时，收率达到最高，为85.1%，但随着反应进一步延长，收率变化不大，反应10h时，收率为82.9%，略微下降，说明随之反应时间的延长亚铁氧化也在逐渐增加，因此，整個反应过程选取60℃反应4h较为合适。

2.4 琥珀酸亚铁鉴定

①鉴别试验：a.称取琥珀酸亚铁样品0.5g，溶于100mL盐酸溶液中制成样品液，取1滴样品液于点样板上，加1滴铁氰化钾溶液，立即产生蓝色沉淀，说明有亚铁离子存在;b.取本品0.2g于坩埚中，加0.2g间苯二酚，加硫酸3-5滴，缓缓加热至成暗红色半固体状，冷却后倒入200mL水中，即成橙黄色溶液，有绿色荧光。加氢氧化钠溶液成碱性，溶液呈红色，荧光并且增强，说明有琥珀酸亚铁存在;

②纯度检测：按照食品添加剂标准GB1903.38-2018进行验证：亚铁含量35.82%，三价铁≤2%，硫酸盐≤0.1%，干燥失重≤1%，铅≤2ppm，砷≤2ppm全部合格;

③亚铁含量测定：称取琥珀酸亚铁0.5g置于250mL锥形瓶中，加25mL水和25mL硫酸溶液溶解，加入数滴1，10-菲啰啉--亚铁指示剂，用硫酸铈标准溶液滴定至溶液颜色由红色转为浅蓝色，同时进行空白试样[5]，经过计算亚铁含量34.82%。

3 结语

采用自制碳酸亚铁路线来与琥珀酸反应制备琥珀酸亚铁，反应速率比较快，并且反应温度温和，经过中间产物水洗，产品纯度较高，硫酸盐残留较少，从而保证亚铁纯度达到34.82%，收率高达85.1%。

参考文献：

[1]时建秋.儿童缺铁性贫血患者的琥珀酸亚铁临床治疗分析[J].中外女性健康月刊，2013（02X）：96-96.

[2]张飞虹，胡君华.琥珀酸亚铁治疗妊娠合并缺铁性贫血的疗效与安全性观察[J].中国药房，2015（24）：3335-3337.

[3]王峰，一种琥珀酸亚铁配合物的制备方法：中国， CN201410677113[P].2014.

[4]陈年根，琥珀酸亚铁的制备方法：中国，CN200610165390[P].2006.

[5] GB1903.38-2018.食品安全国家标准食品添加剂琥珀酸亚铁[S].中华人民共和国国家卫生健康委员会，2018.