二甲酸鉀

二甲酸鉀別又名雙甲酸鉀，英文名稱：Potassium diformateCAS NO：20642-05-1分子式：HCOOH·HCOOK分子量：130.14質量指標：含 量 ≥98.0%水 分 ≤2.0%重金屬（以Pb計）≤0.001%砷（以As計） ≤0.0002%外觀：白色結晶性粉末，易溶於水，味酸，高溫下易分解。

二甲酸鉀

簡介

　二甲酸鉀是 2001 年 BASF 推出一一種新型的抗生素促生長劑替代物產品，對大腸桿菌、沙門氏菌等有很好的效果。在國內的套用研究也得到了重視，北京挑戰農業科技有限公司率先獲得新型飼料添加劑生產許可。 由於二甲酸鉀在飼料中添加量較大，必將在飼料中有不小的飼料成本投入，從一般意義上講，在國內準許使用抗生素情況下，太過高昂的添加成本將難以為飼料生產企業及養殖戶所接受，目前國內外對於二甲酸鉀合成技術的公開報導較少，但如參考工藝（梁平， 2004）生產，在滿足收率的條件下，成本也相當高。如何找尋更為廉價的原料、獲得更為理想的收率，降低生產成本，加速這種新型、綠色、高效產品推廣，是值得業內探討的首要問題。
飼料用二甲酸鉀的研究和開發起源自歐洲20世紀90年代中期。在目前討論和研究的方案之中，二甲酸鉀引起營養學界和養豬業的廣泛興趣。據報導，二甲酸鉀具有抗細菌感染和提高飼料消化率的作用。對生長、肥育豬和哺乳母豬的促生長效果明顯，能顯著提高生產性能。豬生長性能試驗和在歐洲的大規模套用顯示，與抗生素促生長劑相比，不僅安全、無副作用，而且豬的日增重和飼料報酬獲得可觀、穩定的改善。其次，簡單的化學結構決定的安全性和純結晶鹽的物理性狀決定的易用性成為受歡迎的另一個原因。

製備及其性質特點

　1 材料與方法
1.1 原料 甲酸 天津市化東化學試劑廠 分析純含量 88% 氫氧化鉀 萊陽雙雙化工有限公司分析純 含量 82% 離子水自備
1.2 儀器原料 四口圓底反應瓶，強力電動攪拌器，溫度計，可控溫油浴鍋，布氏漏斗、抽濾器，烘箱及其它玻璃儀器。
1.3 原理 甲酸與氫氧化鉀以 1-1.5：1的摩爾配比在一 定溫度下以酸鹼反應形式獲得甲酸鉀，然後補足生成二甲酸鉀所需的甲酸即得。
1.4 試驗 方法 稱取 65.5g 88％甲酸加入到25Oml四口圓底反應中，攪拌下緩慢加入68.2g氫氧化鉀，在低於80℃下反應2h，然後補充43g甲酸，繼續反應2h，降至25℃，抽濾，於 60℃真空烘箱中乾燥7-10小時h，得二甲酸鉀白色結晶體，收率65.5-67 g，單程收率50.19%,在對母液處理後，可得產品約35-48g，總收率可達88% 1.5 產品分析 測定產物指標（ 1）主含量及要求，97-105%（2）揮發性甲酸含量，33-37%（3）有毒有害物鉛砷測定（具體方法另文） 2、結果討論 2.1 製備二甲酸鉀的影響因素
1)　反應溫度對產品單程收率的景響（其它反應條件不變，下同）

溫度	℃	50	60	70	80	90
產品		66.8	66.4	65.7	63.0	56.0
收率	%	51.22	50.9	50.35	48.28	42.9

從上表顯示，為達到最好的反應收率，反應溫度應不高於 70 ℃，當高於 70℃時，對收率影響相對較大；筆者認為主要原因為甲酸沸點為100.8℃，與水相近，隨溫度升高甲酸揮發加劇。與文獻（梁平，2004）的碳酸鉀反應相似。但最優反應為50-60℃.過低的溫度，不利攪拌混勻。
2)　反應時間對產品結晶收率的影響

日間	min	30	60	90	120	150
產品		65.7	66.7	66.3	65.8	66.3
收率	%	50.32	51.12	50.8	50.42	50.81
日間	min	180	210	240	270	300
產品		66.4	65.6	66.1	65.8	65.8
收率	%	50.91	50.23	50.64	50.41	50.45

　從以上結果看，反應時間對收率影響較小，主要可能是由於本反應屬於較為簡單的酸鹼中和反應，反應較為迅速而劇烈，瞬間即可完成。
3)　投料比例對收率的影響 反應條件為 55 ℃，時間 60min，結晶溫度為25℃。

氫氧化鉀 /甲酸摩爾比例	100:195	100:200	100:205	100:210	100:230
收率， %	48.35	50.35	51.21	50.49	48.61

　從上看，雖然 100：200比例能獲得較好收率，但與100：205比例差別不大； 又由於於反應中有較易揮發的甲酸，為達到較好收率，筆者認為，甲酸量可適當過量，但不應過多，與 （梁平， 2004）要求碳酸鉀過量幫助結晶不一致，筆者認為 適宜比為 100：205. 3、結語： 綜上，為了達到更好的產品收率，甲酸與氫氧化鉀的最適摩爾比為 100：205，所反應溫度應控制在70℃以下，最好不超過60℃；在實際生產中雖是越短越好，但由於反應為放熱反應，時間太短溫度難以控制，在有條件情況下可儘量控制在1小時內完成。二甲酸鉀作用機理的討論

　一般來說，二甲酸鉀的作用機理不外乎是甲酸的作用，這也是歐盟批准二甲酸鉀作為抗生素替代物的基本考慮。豬飼料中添加有機酸或鹽，特別是甲酸或鹽改善生產性能的機理已經有很多報導。
二甲酸鉀成為促生長劑的重要原因是安全性和抗菌作用，這都基於簡單、獨特的分子結構。它的主要成分甲酸和甲酸鉀在自然界和豬的腸道中天然存在，最終分解為CO2和水，具有完全的生物降解性。獨特的抗微生物功能基於甲酸和甲酸鹽的綜合作用。每單位重量的有機酸以一碳酸甲酸的酸性最強，而且具有極強的抗微生物作用。非解離型的甲酸能穿過細菌細胞壁，在細胞內解離使pH值下降。甲酸鹽陰離子在細胞壁外分解細菌細胞壁蛋白質，發揮殺菌和抑制細菌的作用，如沙門氏桿菌。儘管許多抗生素的促生長機理尚未有定論，但一般認為豬飼料添加抗生素後生產性能的提高與亞臨床感染被抑制有關。抗生素在惡劣的衛生環境下的作用效果往往優於較為清潔的飼養條件（Cromwell，1991）。
0.65%的二甲酸鉀相當於0.44%的甲酸，但是效果已經顯著地優於0.85%的甲酸，證明甲酸與各種類型甲酸鹽的複合物如二甲酸鉀的效果比單獨添加甲酸好。Kirchgessner和Roth（1987a，1990）報導的試驗結果，仔豬料中添加甲酸和甲酸鈣複合物的生產性能比單獨添加甲酸好。丙酸與甲酸鈣合用的效果比任何一種單一的好（經榮斌，2004）。還發現添加甲酸鈣的效果不及二甲酸鉀。
雖然二甲酸鉀的功能與營養素的關係是間接的，但是由於二甲酸鉀的組成特殊，均為營養物質。因此，以飼養試驗觀察高劑量添加二甲酸鉀的影響，需要利用配方最佳化工具保持營養水平相同，特殊調整配製的等養分日糧。二甲酸鉀本身的化學組成是固定的，而商品製劑則可能因配方和純度不同而略有差別。如甲酸鉀/甲酸鈣混合物，甚至與鈉鹽的混合物則可能含有少量的鈣和鈉。例如，根據製造商提供的富美LHS數據，含有甲酸28.3%，甲酸鹽63.0%，鉀23.5%，鈣3.4%，代謝能估計值3.7kJ/g。
Canibe（2001）報導在仔豬開食料中添加二甲酸鉀可以降低消化道各段食糜中厭氧菌、乳酸桿菌、大腸桿菌和酵母菌的含量。Paulicks（2000）報導添加二甲酸鉀可提高斷奶仔豬的日增重和採食量。
飼餵FORMITM LHS的豬肉風味隨機品嘗獲得了全體參加人員幾乎完全一致的好評。此結果的原因尚不清楚，有待對肉質進行專門的研究。