氨基葡萄糖酸鉻制備方法及其用途的制作方法

專利名稱：氨基葡萄糖酸鉻制備方法及其用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及氨基葡萄糖酸鉻及其制備方法和用途，本發明尤其指具有降糖作用的氨基葡萄糖酸鉻。
背景技術：
1959年，由Schwartz建立了人體必須在飲食補充三價鉻微量元素的理論。吡啶酸鉻(chromium picolinate or PicCr，美國專利US RE33988)是三價鉻的一種有機化合物，由美國安德森博士發現其具有增強胰島素敏感性(Andersion，Clin.Psychol.Biochem.431-41，1986)的作用，鉻對細胞的受體也有作用，雖然還不清楚其作用機制，但鉻的缺乏會導致糖、類脂體、蛋白質代謝的障礙，也與糖酸尿病和心血管病有關，鉻是胰島素的協同因子，鉻已被公認為與胰島素的活性有很大的關系(Boyle et al.，Southern Med.i.701449-1453，1977)。吡啶酸鉻在人體內容易被吸收，因此，吡啶酸鉻比其他存在形式的鉻更有效地調節糖酸脂代謝，并減少體內脂肪，增強肌肉組織。此外，還可減少絕經后婦女的尿鈣排出量，從而預防骨質疏松。對動物的實驗發現，補鉻可以抗衰老，延長壽命。三價鉻是人體必需微量元素中最安全的，鉻中毒劑量比估算的每日安全攝入量至少大1000倍。與之相近的還有煙酸鉻，有報導煙酸鉻比吡啶酸鉻對人體的付作用更小。吡啶酸鉻在美國正成為繼維生素C，維生素E和鈣之后的四大單一營養元素補充劑之一。全美食品委員會于1995年對18歲以上美國公眾調查結果表明，2.9％的美國人在定期定量服用吡啶酸鉻。
在國外科學家成功地進行了吡啶酸鉻的臨床研究之后，我國北京醫院等與美國農業部人類營養中心，共同對糖尿病人進行了臨床研究。結果顯示，吡啶酸鉻配合降糖藥物治療，可以改善糖尿病癥狀，降低血糖血脂。這一研究表明，中國糖尿病人群存在缺鉻元素，補充吡啶酸鉻，對糖尿病有良好的輔助治療作用，由于三價鉻參與人體的糖代謝、所以補鉻對防治糖尿病延緩衰老，延長人類壽命等方面的研究前景非常廣闊。吡啶酸鉻的進一步研究與應用可以參見美國專利US5948772、US5677461等專利。
盡管吡啶酸鉻的效果公認，但吡啶酸鉻是否對人體有副作用或者不良影響仍在探討Manygoats KY等發表的TEM分析吡啶酸鉻對細胞微結構的影響一文中，認為吡啶酸鉻可以使細胞變毛糙(Ultrastructual Damage in chromiumpicolinate-treated cella TEM study，J of Bio Inorganic chemistry，7791-798 sep2002)。
幾丁糖鉻在降糖方面的應用有較好的效果，能消除吡啶酸鉻等可能給人體帶來的付作用或危害(參見本發明人的專利z103112734.7“幾丁糖鉻及其制備方法和用途”)。幾丁糖被認為是人類所需要補充的第六要素。但幾丁糖的分子量較大，難以直接被人體吸收，而氨基葡萄糖作為幾丁糖的單糖，無疑會有更好的效果。本發明人使用氨基葡萄糖或氨基葡萄糖與高價鉻或三價鉻鹽反應，都得到了具有降糖活性的氨基葡萄糖酸鉻(本發明人的專利z103112734.7，“氨基葡萄糖酸及其衍生物的鉻配合物及其制備方法和用途”)。但是其產品通過氧化還原反應獲得，獲得單一純化產品等操作較復雜。本發明人經過銳意研究，發現了使用氨基葡萄糖酸與鉻鹽以及硫酸鋇等反應，容易獲得單一產品，經過模型小鼠試驗，效果與z103112734.7的效果相同。

發明內容
本發明的目的是提供結構明確和存在形式可以把握的，并易于被有機體吸收，可以有效補充機體所需三價鉻，具有良好降血糖作用，在制備預防和治療糖尿病保健品和藥物上有用的有機酸鉻化合物及其鹽類。同時提供這種化合物的制備方法及其應用。
本發明的三價鉻化合物為氨基葡萄糖酸鉻，其分子式為Crn(C6H12NO6)3Ap(1)式(1)中n＝1或2；n＝1時，p取0；n＝2時，A為陰離子，p取值使電荷平衡。
式(1)中，當n＝1時，有三個氨基葡萄糖酸與鉻離子配位，生成三氨基葡萄糖合鉻，總電荷為零。當n＝2時，即分子中有兩個鉻離子，與三個氨基葡萄糖酸配位生成雙核的三氨基葡萄糖酸合二鉻正三價離子，根據使用鉻鹽的陰離子的不同而不同，或進行離子交換得到不同的陰離子A的鹽。
本發明還提供一種本發明的氨基葡萄糖酸鉻制備方法，該方法包括下述步驟將氨基葡萄糖酸與氫氧化鋇反應得到氨基葡萄糖酸鋇；將氨基葡萄糖酸鋇與硫酸鉻反應，得到氨基葡萄糖酸鉻；通過控制氨基葡萄糖酸，氫氧化鋇，與硫酸鉻鹽以及pH值得到n＝1或2不同形式的氨基葡萄糖酸鉻產物。
還提供另一種制備方法方法，該方法包括下述步驟該方法包括下述步驟將氨基葡萄糖酸與硫酸鉻溶液混合，再與氫氧化鋇反應，得到氨基葡萄糖酸鉻；通過控制氨基葡萄糖酸，氫氧化鋇，與硫酸鉻鹽以及pH值得到n＝1或2不同形式的氨基葡萄糖酸鉻產物。
以上兩種方法，本質上利用硫酸根與鋇離子生成難溶性硫酸鋇鹽利于分離，利用氫氧化鋇中和氨基葡萄糖酸獲得氨基葡萄糖酸根，易與鉻離子生成配位化合物的特點制備本發明式(1)所示的化合物。根據配合物的特點，通過改變氫氧化鋇的使用量調節溶液的pH值，獲得本發明所示的兩種配合物。
當合成n＝1，即單核氨基葡萄糖酸鉻時，使用氫氧化鋇的量與氨基葡萄糖酸的量以及硫酸鉻的量相應，即酸與堿等當量中和，并使硫酸根與鋇正好形成硫酸鋇鹽沉淀為更好。
當合成n＝2，即雙核氨基葡萄糖酸鉻時，使用氫氧化鋇作為堿與氨基葡萄糖酸的量相等中和即可，再考慮補充其他鋇鹽，例如氯化鋇使得使用的鋇離子摩爾量與硫酸鉻等摩爾量相等為好，使硫酸根與鋇離子形成硫酸鋇沉淀而分離。使用的硫酸鉻量使得鉻離子與氨基葡萄糖酸利于形成雙核配合物即可，鉻離子與氨基葡萄糖酸的摩爾比在1∶3以上，保持在1.2～2∶3較好，1.4～1.7∶3更好。
反應物在水中的濃度不必特別規定，通常可以依據反應物的溶解度來確定，特別是形成硫酸鋇微晶利于后處理分離為依據通過實驗確定，可以使反應所用氨基葡萄糖酸濃度0.1～5摩爾濃度較好，0.2～1摩爾濃度更好。
氨基葡萄糖酸可以從試劑商(Sigma)購得，也可按文獻方法從氨基葡萄糖用化學的或生化發酵的方法氧化獲得氨基葡萄糖酸。所用硫酸鉻鹽只要在反應介質中易于溶解即可，例如，無水硫酸鉻Cr2(SO4)3，六水硫酸鉻Cr2(SO4)3·6H2O，通常六水硫酸鉻更利于使用。
反應溫度只要保持反應順利進行即可，一般30～60℃，35～55℃為好，實際操作40～50℃更好。
本發明提供的氨基葡萄糖酸鉻可以液體或固體形式作為補充有機微量元素鉻(III)的食品添加劑應用；還可以作為糖尿病的預防、保健品的功效成分應用；也可以在各種藥物制劑如片劑、膠囊以及其他藥物上可以接受組合物形式中使用；可以在制備治療糖尿病的降糖藥物中應用；本發明提供的氨基葡萄糖酸鉻及其組合物主要采取口服的方法。
本發明所述可用在藥物目的，主要用于達到降低血糖的作用，可以制成任何一種藥物劑型，例如片劑，膠囊、溶液劑、懸浮劑、乳劑、凝膠劑、軟膏劑、凍干粉劑、滴丸劑、膜劑、脂質題等。作為食品添加劑使用，以液體或固體粉末形式添加到飲料，奶酪、面包、面粉等食品中。
本發明的氨基葡萄糖酸鉻(III)制成用于降糖的預防、保健品組合物或藥物組合物，包含氨基葡萄糖酸鉻以及其他組分核藥物載體或輔料。幾丁糖作為其他組分添加是較好的選擇之一。
本發明的氨基葡萄糖酸鉻(III)組合物中，功效成分為氨基葡萄糖酸鉻。根據藥學及制劑需要，組合物中的載體或輔料可以時藥物可以接受的任何一種。幾丁糖作為其他組分添加是較好的選擇之一。
本發明所述的用于降糖的保健品組合物或用于治療糖尿病的藥物組合物可為片劑、針劑、膠囊、注射液或口服液等劑型。
本發明的氨基葡萄糖酸鉻的使用量可以根據藥學對不同制劑的需要來確定。
本發明的氨基葡萄糖酸鉻，可以用通常的元素分析和ICP來確定組分和鉻的含量，形成的配合物結構可以用紅外光譜(附圖1、2)，可見吸收光譜(附圖3、4)表征配位鍵的形成，使用圓二色光譜(附圖5、6)，表征氨基葡萄糖酸鉻配合物中保持了氨基葡萄糖酸的手性。用粉末電子順磁共振譜(附圖7、8)表征配位化合物中鉻的價態為正三價。。


圖1.實施例1的氨基葡萄糖酸鉻配合物紅外光譜2.實施例3的氨基葡萄糖酸鉻配合物紅外光譜3.實施例1的氨基葡萄糖酸鉻配合物在水中的紫外可見光譜4.實施例3的氨基葡萄糖酸鉻配合物在水中的紫外可見光譜5.實施例1的氨基葡萄糖酸鉻配合物在水中的圓二色光譜6.實施例3的氨基葡萄糖酸鉻配合物在水中的圓二色光譜7.實施例1的氨基葡萄糖酸鉻配合物在溫度為110K時的粉末電子順磁共振光譜圖8.實施例3的氨基葡萄糖酸鉻配合物在溫度為110K時的粉末電子順磁共振光譜
具體實施例方式
為了更清楚地說明本發明內容，用具體實施例說明如下，具體實施例不限定本發明內容范圍。
實施例1 三氨基葡萄糖酸合鉻(III)的合成氨基葡萄糖酸1.17克(6毫摩爾)溶于12毫升水中，加入6毫升含0.5克Cr2(SO4)3·6H2O(1毫摩爾)的水溶液， 攪拌加熱溶液至45℃。在1.5小時，緩慢加入30毫升含有0.514克Ba(OH)2(3毫摩爾)的溶液。立刻生成沉淀，溶液顏色由綠色變為紫色。繼續攪拌半小時后，濾去沉淀，溶液再繼續攪拌3小時。濃縮溶液至原體積的2/3，加入甲醇析出沉淀。濾出沉淀，用甲醇與乙醚洗滌沉淀。用最少量的水溶解，再加入五倍量的甲醇進行重結晶。沉淀濾出，放五氧化二磷干燥器干燥。產率60％.元素分析，Cr(C6H12NO6)3·H2O理論值C 33.13 H 5.87N 6.44 Cr 7.96％.試驗值C 33.31 H 6.08 N 6.40 Cr 8.20％紅外光譜(KBr，附圖1)3300cm-1(寬)，2964cm-1，1622cm-1(寬)，1489cm-1，1453cm-1，1405cm-1，1347cm-1，1203cm-1，1112cm-1，1084cm-1，1034cm-1，963cm-1，934cm-1，885cm-1，814cm-1，748cm-1，652cm-1，612cm-1，573cm-1，499cm-1，457cm-1，414cm-1.可見吸收光譜(H2O，附圖3)最大吸收位置λmax＝404nm(莫爾吸收系數ε＝29M-1cm-1)，550nm(23M-1cm-1).園二色光譜(附圖5)表明配合物中基于鉻離子周圍的立體手性。粉末電子順磁共振光譜(附圖7)表明鉻離子價態為正三價。
實施例2 三氨基葡萄糖酸合鉻(III)的合成使用試劑量與實施例1相同，添加順序調整為先將氨基葡萄糖酸與氫氧化鋇Ba(OH)2溶液在45℃攪拌后，加入硫酸鉻Cr2(SO4)3·6H2O水溶液。后續處理同實施例1進行。經過元素分析合光譜分析，與實施例1產品完全相同。
實施例3 三氨基葡萄糖酸合二鉻(III)鹽酸鹽氨基葡萄糖酸1.960克(10毫摩爾)溶于20毫升水中，加入15毫升含1.251克Cr2(SO4)3·6H2O(2.5毫摩爾)的水溶液，攪拌加熱溶液至45℃。在1.5小時，緩慢加入50毫升含有0.857克Ba(OH)2(5毫摩爾)和0.611克BaCl2(2.5毫摩爾)的溶液。立刻生成沉淀，溶液顏色由綠色變為紫色。繼續攪拌半小時后，濾去沉淀，溶液再繼續攪拌3小時。濃縮溶液至原體積的2/3，加入甲醇析出沉淀。濾出沉淀，用甲醇與乙醚洗滌沉淀。用最少量的水溶解，再加入五倍量的甲醇進行重結晶。產率35％.元素分析Cr2(C6Hi2NO6)3Cl3理論值C 27.27 H 4.58 N5.30 Cr 13.12％試驗值C 27.41 H 5.08 N 5.48 Cr 12.98％紅外光譜(KBr，附圖2)3383cm-1(寬)，2940cm-1，2940cm-1，1632cm-1(寬)，1500cm-1，1444cm-1，1399cm-1，1347cm-1，1077cm-1，1036cm-1，881cm-1，815cm-1，605cm-1.可見吸收(H2O，附圖4)最大吸收位置λmax＝406nm(摩爾吸收系數ε＝30M-1cm-1)，558nm(20M-1cm-1).園二色光譜(附圖6)表明配合物中基于鉻離子周圍的立體手性。粉末電子順磁共振光譜(附圖8)表明鉻離子價態為正三價。
實施例4 三氨基葡萄糖酸合鉻(III)的合成氨基葡萄糖酸2.35克(12毫摩爾)溶于17毫升水中，加入6毫升含1.0克Cr2(SO4)3·6H2O(2毫摩爾)的水溶液，攪拌加熱溶液至45℃。在1.5小時，緩慢加入25毫升含有1.03克Ba(OH)2(6毫摩爾)的溶液。立刻生成沉淀，溶液顏色由綠色變為紫色。繼續攪拌半小時后，濾去沉淀，溶液再繼續攪拌3小時。濃縮溶液至原體積的2/3，加入甲醇析出沉淀。濾出沉淀，用甲醇與乙醚洗滌沉淀。用最少量的水溶解，再加入五倍量的甲醇進行重結晶。沉淀濾出，放五氧化二磷干燥器干燥。產率70％.經元素分析，與實施例1產品相同。
實施例5 三氨基葡萄糖酸合鉻(III)的合成氨基葡萄糖酸0.59克(3毫摩爾)溶于36毫升水中，加入18毫升含0.25克Cr2(SO)3·6H2O(0.5毫摩爾)的水溶液，攪拌加熱溶液至45℃。在1.5小時，緩慢加入90毫升含有0.26克Ba(OH)2(1.5毫摩爾)的溶液。立刻生成沉淀，溶液顏色由綠色變為紫色。繼續攪拌半小時后，濾去沉淀，溶液再繼續攪拌3小時。濃縮溶液至原體積的2/3，加入甲醇析出沉淀。濾出沉淀，用甲醇與乙醚洗滌沉淀。用最少量的水溶解，再加入五倍量的甲醇進行重結晶。沉淀濾出，放五氧化二磷干燥器干燥。產率40％.經元素分析，紅外光譜測定，與實施例1產品相同。
實施例6高血糖模型小鼠降血糖試驗使用無菌8周雄性小鼠，體重35.0±3.2克，每籠5只，12小時白天，12小時黑夜，23±2℃，60％相對濕度進行培養。使用去離子水喂養。胰島素依賴糖尿病(高血糖)模型小鼠使用四氧嘧啶誘發。2周后血糖達＞11.2mmol/L的小鼠用于試驗。
試驗小鼠隨機分成每組10只的組，血糖正常和高血糖的小鼠分別喂養實施例1，3的產品和吡啶酸鉻(從商業渠道購買)，持續30天。眼眶取血樣進行血糖分析。試驗結果列于表1-4。其中A組為實施例1的氨基葡萄糖酸鉻配合物給藥組，B為實施例3的氨基葡萄糖酸鉻配合物給藥組，C為實施例1的氨基葡萄糖酸鉻配合物與殼聚糖配伍配成含鉻99.96μg(Cr)/g樣品的給藥組，D為實施例3的氨基葡萄糖酸鉻配合物與殼聚糖配伍配成含鉻99.96μg(Cr)/g樣品的給藥組，對照組E為吡啶酸鉻，對照組F為吡啶酸鉻與殼聚糖配伍配成含鉻99.96μg(Cr)/g對照樣品的給藥組。組別表示后括號中表示的是折算為相對于試驗小鼠體重(Kg)的給藥的鉻量(μg)。
表1、含鉻制劑對正常小鼠血糖及糖耐量的影響(x±s)

*P＜0.05 vs正常小鼠組表2、含鉻制劑對四氧嘧啶誘導的糖尿病小鼠空腹血糖的影響(x±s)

▲P＜0.05，vs高血糖模型小鼠組表3、含鉻制劑對四氧嘧啶誘導的糖尿病小鼠餐后血糖的影響(x±s)

▲P＜0.05 vs高血糖模型小鼠組表4、含鉻制劑對四氧嘧啶誘導的糖尿病小鼠糖耐量的影響(x±s)

權利要求
1.下式的氨基葡萄糖酸鉻(III)化合物Crn(C6H12NO6)3Ap式中n＝1或2；n＝1時，p取0；n＝2時，A為陰離子，p取值使電荷平衡。
2.權利要求1的氨基葡萄糖酸鉻(III)化合物，其中n＝2。
3.權利要求2的氨基葡萄糖酸鉻(III)化合物，其中A為Cl-，p＝3。
4.權利要求1至3之一所述化合物的制備方法，該方法包括下述步驟1)將氨基葡萄糖酸與氫氧化鋇得到氨基葡萄糖酸鋇；2)將氨基葡萄糖酸鋇與硫酸鉻反應，得到氨基葡萄糖酸鉻；3)通過控制氨基葡萄糖酸，氫氧化鋇，與硫酸鉻鹽以及pH值得到n＝1或2不同形式的氨基葡萄糖酸鉻產物。
5.權利要求1至3之一所述化合物的制備方法，該方法包括下述步驟1)將氨基葡萄糖酸與硫酸鉻溶液混合；2)在1)與氫氧化鋇反應，得到氨基葡萄糖酸鉻；3)通過控制氨基葡萄糖酸，氫氧化鋇，與硫酸鉻鹽以及pH值得到n＝1或2不同形式的氨基葡萄糖酸鉻產物。
6.一種預防糖尿病的保健品組合物，該組合物包括權利要求1至3之一的氨基葡萄糖酸鉻和藥物上可接受載體或輔料。
7.一種治療糖尿病的藥物組合物，該組合物包括權利要求1至3之一的氨基葡萄糖酸鉻和藥物上可接受載體或輔料。
8.權利要求1至3之一的氨基葡萄糖酸鉻(III)化合物在制備預防糖尿病保健品中的應用。
9.權利要求1至3之一的氨基葡萄糖酸鉻(III)化合物在制備治療糖尿病藥物中的應用。
全文摘要
本發明涉及分子式為Cr
文檔編號A61K31/7135GK1844137SQ200610039938
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月27日 優先權日2006年4月27日
發明者白志平, 段春迎, 區升舉, 陳 光, 林志華, 趙永剛, 張丙廣 申請人:南京大學