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受到重視的植物生長調節劑——氯化膽堿

氯化膽堿由日本農林水產省農業技術部門於1964年開發,並於1987年註冊為植物生長調節劑,也就是後來的維生素B4。市場上常用的氯化膽堿分為植物載體氯化膽堿和二氧化矽(silica)作為載體氯化膽堿。中國的產量約為40萬噸,占全球產能的50%以上。氯化膽堿不是膽堿而是膽堿陽離子(膽堿陽離子;CA+)和氯離子(Cl-)。真正的膽堿應該是由膽堿陽離子(CA+)和羥基(OH)組成的有機堿,天然存在於許多植物中。簡單來說,1.15g氯化膽堿相當於1g膽堿。在日本,它已被註冊為甘薯的生根劑和根膨大劑,並廣泛用於果樹。

生產合成

氯化膽堿的主要原料是環氧乙烷。環氧乙烷的上遊是乙烯,乙烯的上遊是石油。其產量受到石油市場的影響。

制作方法?- 1

將連續法制備氯化膽堿溶液的(1)三甲胺鹽酸鹽和壹定量的環氧乙烷連續泵入反應器中,反應物在反應器中的停留時間為1-1.5h..反應在攪拌下進行,產物連續導出,使反應器中的液位保持穩定。從反應器中引出的氯化膽堿粗品進入汽提塔,從塔底得到60-80%的氯化膽堿液體產品。(2)三甲胺鹽酸鹽與環氧乙烷反應,然後加入有機酸中和濃縮,制得氯化膽堿。(3)氯乙醇與三甲胺反應制備氯化膽堿。

制作方法?- 2

(1)環氧乙烷法。它是由三甲胺和環氧乙烷反應得到的。

將三甲胺乙醇溶液加入反應釜中,在30℃左右通入環氧乙烷,攪拌反應4h,用鹽酸中和(控制pH值為6.5-7.0),得到產品。粗產品收率可達98%。經活性炭脫色和真空濃縮後,可得到70%的水溶液。在水溶液中加入輔料如玉米芯粉、稻殼粉、麩皮或矽藻土可制成50%的粉末。

(2)氯乙醇法。氯乙醇用於代替環氧乙烷和鹽酸,在少量環氧乙烷或堿性物質的催化下與三甲胺反應。

首先,將100份氯乙醇加入到反應釜中,從液面加入130份三甲胺,並引入1.7份環氧乙烷以引發反應。加入後,混合物在32-38℃下攪拌4小時,產率為84%(基於氯乙醇)。如果以堿性物質(如季銨鹽)為催化劑,單程轉化率可達97%以上。

制作方法?- 3

通過加熱反應、真空濃縮和重結晶制備氯乙醇和三甲胺甲醇溶液。

工藝流程圖

其他應用

其實氯化膽堿最早用於動物飼料,有促進蛋雞產蛋的作用,所以又叫雞蛋腸促胰島素;它是飼料工業中應用最廣泛的膽堿補充劑。

從生理學角度來看,人體需要氯化膽堿來維持正常的大腦功能,可用於阿爾茨海默病的治療。在護膚方面,這種成分主要用作保濕劑,有時也用於治療絕經前女性,以保持黏膜濕潤。

它在化妝品工業中作用不大,主要用於洗滌產品,如沐浴露、清潔劑、肥皂和治療脫發的產品。

?毒性狀態

氯化膽堿毒性低,進入土壤易被微生物分解,無環境汙染,具有廣泛的開發應用價值。大鼠急性經口LD50為2692 mg/kg,小鼠為465438±069mg/kg(雄性)和3548 mg/kg(雌性)。

FDA將其列為公認的安全(GRAS)食品添加劑,美國規定其適宜日攝入量為男性550mg;女425 mg。據美國《聯邦公報》報道,美國環境保護署於2015 12 16發布最終法規,在收獲前並按照標簽說明和良好農業規範,免除氯化膽堿在食品中的最大殘留限量。

許多國家,如加拿大和菲律賓,不允許它用於化妝品中,即使用量有限,因此它沒有廣泛用於個人護理產品中。

歐盟化妝品指令)]將其列入化妝品禁用物質名單。

在歐洲曾被用作殺鼠劑,現在也被禁用。

作用機理

氯化膽堿(CC)和氯化矮壯素(CCC)是同系物,有相似之處,但也有很多不同之處。矮壯素氯化物不易被植物代謝,但氯化膽堿在植物體內能被植物快速利用。

氯化膽堿在植物生長過程中被植物的莖、葉、根吸收,然後迅速傳遞到功能部位,可以促進葉片的光合作用,抑制C3植物的光呼吸,促進根系發育,將光合產物盡可能多地輸送到地下塊莖和塊莖中,從而顯著提高產量,改善塊莖和塊莖的品質。

它能提高植物的各種生理活性,提高作物種子的發芽率,促進生根,形成壯苗,增加產量,改善作物品質。它能增加質膜中磷脂酰膽堿的組成和比例,從而影響膜的結構和穩定性,減少離子滲漏,添加多種抗脂質氧化物質和對植物細胞有害的氧自由基、超氧陰離子、羥基自由基的清除劑,在植物抵抗低溫、弱光、幹旱等脅迫中起重要作用。

國內註冊狀態

在國內市場上,最早的氯化膽堿註冊證書在江蘇安邦電化公司開始,江蘇激素研究所和瑞德豐公司都有註冊,但由於種種原因,沒有繼續推廣和正式註冊。其實重慶雙峰2005年就開始推廣了,2005年到2010之間就斷了註冊。2010之後,註冊廠商較多,如重慶雙峰的“哥”、鄭的“盾”。

申請狀態

在蘿蔔試驗中,可以看出不同濃度的氯化膽堿能明顯提高根長、根粗和單根質量。在壹定濃度範圍內,隨著氯化膽堿施用量的增加,對蘿蔔生長的促進作用增強,但超過壹定濃度後,作用減弱,並有壹定的抑制作用。

在草莓生長季節,使用氯化膽堿500-1000ppm可促進草莓座果,提高產量。

壹些國內產品

參考數據

1何若天。氯化膽堿對植物生長和光合作用的生理效應[J]廣西農業大學學報,1995,6(14)第2期:176-180。

2薛,,康,,文。氯化膽堿生長調節劑對蘿蔔生長的影響[J]蔬菜,2016,9: 5-6

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