蘋果酸鉻配合物及其製備方法和用途的製作方法
2023-10-17 10:31:54 1
專利名稱：蘋果酸鉻配合物及其製備方法和用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及蘋 果酸鉻及其製備方法和用途，特指具有降血糖作用的蘋果酸鉻配合 物，屬醫藥化工工業生產工藝技術領域。
背景技術：
隨著人類社會的發展，糖尿病已成為繼心血管疾病、腫瘤之後的第三大疾病。據世 界衛生組織(WHO)和國際糖尿病聯合會(IDF) 1997年報告，1995年全世界約有糖尿病患者 1. 25億人，預測到2025年將猛增至2. 99億人。在我國，隨著生活水平的提高和人口老齡 化，糖尿病患病率也呈逐年上升趨勢。據估計，1999年我國糖尿病患者高達4000萬人以上， 尚有5500萬未被確診的人群，而且以每年0. 的速度不斷上升。糖尿病還可引起各種嚴 重的併發症，如腎病、視網膜病變和下肢血管病變等致殘致死性疾病。因此降血糖藥物和功 能性食品的研究開發已成為研究熱點之一。目前降血糖的藥物主要有黃脲類、雙胍類、α -葡萄糖苷酶抑制劑、胰島素增敏劑、 游離脂肪酸氧化抑制劑等，這些降糖藥物有些毒副作用明顯，有些易產生不適症，例如長期 服用黃脲類藥物易於導致低血糖、食慾減退、尿酮症、酸中毒等，雙胍類易造成乳酸中毒，長 期服用增加肝腎負擔等。Cr3+是人體必需的微量元素之一，是正常糖和脂肪代謝必需微量元素，對胰島素的 結構、功能及靶組織細胞狀態均有明顯影響，機體缺Cr3+會導致糖、脂代謝紊亂，促使動脈 粥樣硬化，低密度脂蛋白增多，引起糖尿病，高血脂等症狀。由於不同形式的鉻在組織中的 結合程度不同，導致吸收率不同。無機鉻不但毒性大，且吸收水平低，約為0.14 3.0% ； 有機鉻吸收迅速且安全，吸收率可達10 25%。吡啶酸鉻(picolinate chromium)已經在 歐美市場上廣泛使用作為降糖保健品添加劑。但吡啶酸根作為配體，它本身沒有生物活性， 有文獻報導長時間補充吡啶酸鉻會導致吡啶酸根在體內蓄積，產生毒副作用。中國專利號CN 1431228A於2003年7月23日公開了 「幾丁糖鉻及其製備方法和 用途」，幾丁糖鉻雖在降糖方面的應用有較好的結果，能消除吡啶鉻等可能給人體帶來的毒 副作用或危害，但幾丁糖的分子量較大，難以直接被人體吸收。趙書清等(檸檬酸鉻合成方 法的研究，黑龍江大學自然科學學報，2003，20(3) :115-118.)報導了一種檸檬酸鉻的製備 方法，該方法首先是Cr2 (SO4) 3 ·6Η20和氨水反應生成氫氧化鉻沉澱，再和檸檬酸反應生成檸 檬酸鉻。但蘋果酸鉻配合物及其製備方法和降血糖作用至今國內外未見報導，也未見相應 專利公開。
發明內容
本發明的目的是為解決上述背景技術存在的不足，提供一種蘋果酸鉻及其製備方 法。該蘋果酸鉻易於被人體吸收，可以有效補充機體所需三價鉻，能消除吡啶酸鉻等可能給 人體帶來的潛在危害。同時提供該蘋果酸鉻的降血糖用途，它具有降低血糖、總膽固醇和甘 油三酯的作用，可作為治療糖尿病藥物和預防糖尿病的保健品或食品添加劑。
本發明提供一種新配合物蘋果酸鉻的製備方法，該方法包括下述步驟將蘋果酸與鹼液反應得到蘋果酸根；將蘋果酸根與三氯化鉻反應，得到蘋果酸鉻 配合物。本發明還提供另一種本發明的蘋果酸鉻製備方法，該方法包括下述步驟 將蘋果酸與三氯化鉻溶液混合，再加入鹼液反應，得到蘋果酸鉻配合物。在合成本 發明的蘋果酸鉻配合物時，其中所述蘋果酸和三氯化鉻濃度0. 1 δπιοΙ.Γ1，鉻離子與蘋果酸的摩爾比為 1 1 1 3，反應溫度為常溫 100°C。其中反應溶液可在酸性到中性條件下即pH3 7條件下進行，反應介質可使用水、 20 80%甲醇或乙醇溶液，所用鹼為氨水或氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。合成完成後，採用簡便的方法分離出蘋果酸鉻，例如，可以加入醇類或酮等溶劑降 低蘋果酸鉻的溶解度，沉降分離或離心分離，最後經用對蘋果酸鉻溶解性小的溶劑洗滌、幹
O該配合物經紫外-可見光譜、紅外光譜、原子吸收光譜、元素分析、熱分析等確認 為一種新型的蘋果酸配合物，其分子式為Cr2(C4H4O5)3 · 5H20。本發明的蘋果酸鉻可以用來製備治療糖尿病的降糖藥物和降血糖保健品，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；可在各種藥物製劑如片劑、 膠囊及其他藥物上以組合物形式使用。本發明提供的蘋果酸鉻及其組合物主要採用口服的方法。本發明的蘋果酸鉻具有降低血糖作用，可以製成任何一種劑型，例如片劑、膠囊、 溶液劑、懸浮劑、軟膏劑、凍乾粉劑、滴丸劑、膜劑、脂質體等；可以製成具有降血糖功能的保 健食品；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、麵包、麵粉等食品 中。本發明的蘋果酸鉻製成用於降血糖藥物組合物或保健食品組合物，包含蘋果酸鉻 以及其他組分藥物載體或輔料。本發明的蘋果酸鉻組合物中，功效成分為蘋果酸鉻。根據藥學及製劑需要，組合物 中的載體或輔料以藥物可接受的任何一種。本發明所述的用於治療糖尿病的藥物組合物或用於降血糖的保健品組合物可以 為片劑、針劑、膠囊、注射液或口服液等劑型。本發明的蘋果酸鉻的使用量可以根據藥學對不同製劑的需要來確定。本發明的優點在於本發明的蘋果酸鉻具有明顯的降血糖活性，可以較好的調節 甘油三酯和總膽固醇，對肝糖原的合成具有明顯的促進作用，並且結構穩定，製備方法簡 便。
圖1本發明蘋果酸鉻配合物的紅外光譜圖；圖2本發明蘋果酸鉻配合物及三氯化鉻在水中的紫外可見光譜圖；其中a為三氯 化鉻，b蘋果酸鉻配合物；圖3本發明蘋果酸鉻配合物的熱分析TG-DSC-DTG曲線。
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範圍。實施例1稱取532mg (約2mmol)六水合三氯化鉻和804mg (約6mmol)蘋果酸於IOOmL三口 燒瓶中，加入20mL的50%乙醇溶液，攪拌使其溶解，再逐滴加入2mol/L的氫氧化鈉溶液調 節pH3，在100°C下加熱攪拌反應10h，隨著反應時間的延長，反應液顏色由綠色逐漸變為紫 色。離心濃縮，使其體積變成原來的1/2 1/4，於濃縮液中加入4倍量的無水乙醇，出現 大量沉澱，靜置，離心，收集沉澱。用無水乙醇洗滌數次，除去未參加反應的三氯化鉻和蘋果 酸，收集沉澱，真空乾燥，即得藍紫色的粉末狀固體。組成分析，Cr2(C4H4O5)3 · 5H20 理論值=C 24. 42，H 3. 75, Cr 17.61%,試驗值=C 23. 97, H 3. 82, Cr 17.45%。紅外光譜(附圖 1) :3399cm_1,1725cm-1,1605cm-1,1386cm-1, 623cm"1, 572cm"1,492cm"1,424cm"10紫外可見吸收光譜(H20，附圖2)三氯化鉻(a)最大吸 收峰 λ !max = 594nm, λ 2max = 422nm，蘋果酸鉻(b)最大吸收峰 λ !max = 565nm, λ 2max =391nm,熱分析(附圖3)蘋果酸鉻配合物吸熱失去結晶水，對應於熱失重曲線，失重率為 15. 3%，失重率與推測的分子式中失去5mol結晶水相符。實施例2稱取804mg (約6mmol)蘋果酸於IOOmL三口燒瓶中，加入20mL的50%甲醇溶液， 攪拌使其溶解，逐滴加入2mol/L的氫氧化鉀溶液調節pH5，再加入0. 2mol/L CrCl3 ·6Η20的 50%甲醇溶液20mL，在60°C下加熱攪拌反應10h，隨著反應時間的延長，反應液顏色由綠色 逐漸變為紫色。後續處理同實施例1進行，經過元素分析、光譜分析、熱分析等表徵，所得物 質與實施例1相同。實施例3稱取11320mg (約50mmol)六水合三氯化鉻和6700mg (約50mmol)蘋果酸於IOOmL 三口燒瓶中，加入20mL的去離子水，攪拌使其溶解，再逐滴稀氨水調節pH7，在常溫下加熱 攪拌反應10h，隨著反應時間的延長，反應液顏色由綠色逐漸變為紫色。後續處理同實施例 1進行，經過元素分析、光譜分析、熱分析等表徵，所得物質與實施例1相同。蘋果酸鉻配合物降血糖試驗1材料與設備1. 1 動物ICR小鼠，雌雄各半，體重20士2g，清潔級，購於揚州大學比較醫學中心，合格證編 號SCXK(蘇)2007-0001。實驗前檢疫3d，飼養穩定為21 士 1°C，溼度為60士5%。1. 2藥品與試劑四氧嘧啶，合肥博美生物科技有限責任公司蘋果酸鉻配合物實驗室自製(經原子吸收測定其含鉻量為17. 56% )CrCl3 · 6H20 國藥集團化學試劑有限公司，分析純。格列本脲北京太平洋製藥有限公司生理鹽水湖南科倫製藥有限公司，國藥準字H51021158
蒽酮試劑0· 2g的蒽酮溶於IOOmL濃硫酸中(當日配用)；甘油三酯試劑盒南京建成生物工程研究所；膽固醇試劑盒南京建成生物工程研究所。1. 3主要儀器設備穩豪型血糖儀及其配套的血糖試紙強生(中國)醫療器械有限公司；Spectra Max 190 酶標儀美國 molecular device 公司；1. 4統計方法數據用Excel統計軟體進行處理。結果用i 士5表示，用組間ANOVA檢驗比較各給 藥組與對照組之間差異的顯著性。*代表P < 0. 05，表示該給藥組與對照組差異顯著。2實驗方法2. 1四氧嘧啶性糖尿病模型的製備除空白組外，所有小鼠提前禁食12h，自由飲水，將四氧嘧啶用生理鹽水配製成 0. 8%的注射液，每隻小鼠按200mg/kg劑量腹腔一次性注射，注射5d後尾部取血測空腹血 糖，空腹血糖值在11. lmmol/L以上者納入糖尿病模型。2. 2 分組取10隻未造模的小鼠，為空白對照組；將高血糖小鼠隨機分組，每組10隻，共6 組高血糖模型對照組、陽性藥組、蘋果酸鉻配合物低劑量組、蘋果酸鉻配合物中劑量組、蘋 果酸鉻配合物高劑量組、三氯化鉻組。2. 3給藥劑量設計如表1所示，為各給藥組的劑量，各給藥組給藥14d。表1各個給藥組劑量 注劑量以蘋果酸鉻配合物和六水合三氯化鉻計算，其中蘋果酸鉻配合物含鉻量 為17. 45%，六水合三氯化鉻含鉻量為19.51%。2. 4檢測指標(1)動物生長狀況每日觀察動物一次，觀察動物精神狀況、行為和毛色有無異常，稱重並記錄以了解 動物體重增長情況。(2)空腹血糖值測定在14d末次給藥後禁食3h後，減去小鼠尾尖，將試紙插入血糖儀，全血滴在血糖試 紙上，記錄讀數。
(3)血脂的測定(包括總膽固醇TCH、甘油三酯TG)給藥結束後，將小鼠眼眶取血，收集全血約1. 5mL，3000rpm離心lOmin。取上清液 100 μ L，嚴格按照試劑盒操作說明測量總膽固醇和甘油三酯的含量。(4)肝糖原水平的測定處死小鼠，取肝臟，經生理鹽水空白漂洗濾紙吸乾，精確稱取肝臟IOOmg於試管 內，加入8mL三氯乙酸勻漿lmin，3000r/min，離心15min。取上清液於另一試管內，用蒽酮 比色法測定肝糖原的含量。3實驗結果3. 1各藥物對糖尿病小鼠體重的影響效果。表2各藥物對糖尿病小鼠體重(g)的影響 與空白組相比，*P < 0.05從表2可以看出，14d後造模成功的糖尿病小鼠體重顯著低於空白組的小鼠。糖尿 病小鼠在給予藥物後體重比模型組小鼠增長的要多，表明蘋果酸鉻對糖尿病小鼠體重的增 加有一定的效果3. 2各藥物對糖尿病小鼠血糖的影響表3各藥物對糖尿病小鼠血糖(mmol/L)的影響 與空白組相比，*P < 0. 05如表3所示，14d後空白組小鼠的血糖值保持在正常值，模型組的小鼠血糖值明顯 高於空白組小鼠。蘋果酸鉻配合物低、中、高三個劑量組與給藥前相比都有不同程度的下 降，其抑制率均高於三氯化鉻組，可見蘋果酸鉻配合物降血糖效果優於三氯化鉻。
3. 3各藥物對糖尿病小鼠血脂的影響(1)各藥物對糖尿病小鼠甘油三酯的影響如表4所示，蘋果酸鉻配合物對甘油三酯具有一定的調節作用。(2)各藥物對糖尿病小鼠總膽固醇的影響如表5所示，蘋果酸鉻配合物對高膽固醇症狀有較好的調節作用。表4各藥物對糖尿病小鼠甘油三酯(mg/dl)的影響_組別甘油三酯( 劫)_空白組0.815 士 0.27模型組1.17 士 0.36陽性藥組1.13 士 0.34蘋果酸鉻低劑量組 1.13 士 0.21蘋果酸鉻中劑量組 0.815 士 0.37*蘋果酸鉻高劑量組 0.951 士 0.46三氯化鉻組1.07 士 0.16_與模型組相比，*Ρ < 0. 05表5各藥物對糖尿病小鼠總膽固醇(mg/dl)的影響_組別總膽固醇(1切)_空白組2. 30士0.34模型組2. 69 士 0.47陽性藥組2. 09 士 0.39蘋果酸鉻低劑量組 2. 34 士 0.20蘋果酸鉻中劑量組 2. 09士0.66蘋果酸鉻高劑量組 2. 34 士 0.27三氯化鉻組2. 35 士 0.41_3. 4各藥物對糖尿病小鼠肝糖原的影響如表6所示，蘋果酸鉻配合物肝糖原的合成具有明顯的促進作用，其對肝糖原的 影響優于格列本脲及三氯化鉻。表6各藥物對糖尿病小鼠肝糖原(μ g/100mg)的影響_組別肝糖原(Xii)_模型 組315. 95 士 198. 93陽性藥組379. 82 士 253. 31
蘋果酸鉻低劑量組 387. 38 士 238. 20
蘋果酸鉻中劑量組 473. 75士 190. 42蘋果酸鉻高劑量組 622. 95 士 210. 20*三氯化鉻組348. 09 士 217. 46 _與空白組相比，*P < 0.054結論蘋果酸鉻具有明顯的降血糖活性，可以較好的調節甘油三酯和總膽固醇，對 肝糖原的合成具有明顯的促進作用。蘋果酸鉻配合物急性毒性實驗1材料和儀器1.1 動物ICR小鼠，雌雄各半，體重20士2g，清潔級，購於揚州大學比較醫學中心，合格證編 號SCXK(蘇)2007-0001。實驗前檢疫3d，飼養穩定為21 士 1°C，溼度為60士5%。1.2藥品與試劑蘋果酸鉻配合物，實驗室自製(經原子吸收測定其含鉻量為17. 56% )。1.3主要儀器設備B3200S超聲清洗機 必能信超聲上海有限公司BS124S型分析天平 北京賽多利斯儀器系統有限公司電子天平BS124S 北京塞多利斯儀器有限公司2實驗方法實驗前檢疫3d，分別隨即取10隻健康小鼠為空白對照組和給藥組，按給藥劑量 15231mg/kg，0. 15mL/10g經口灌胃給予受試物。灌胃前動物禁食過夜，自由飲水，給藥後繼 續禁食4h後給予正常飲食。觀察一周，每日觀察動物一次，記錄小鼠精神狀況、行為和毛色 有無異常，稱重並記錄以了解動物體重增長情況。小鼠染毒觀察7d後，處死小鼠，各組量分別為空白組小鼠1隻和蘋果酸鉻組2隻。 隨機迅速取出小塊的小鼠肝臟，心臟和腎臟，立即用10%的福馬林進行固定(組織塊的 大小為2. 0cmX2. OcmXO. 3cm，組織塊與福馬林溶液的比例為1 10)。組織塊的脫水、 包埋、切片、HE染色由鎮江市第一人民醫院病理科技術人員完成。3 結果3.1 —般觀察小鼠給藥後1周內小鼠未出現異常和死亡。經統計學分析，給藥3d和7d後，蘋果 酸組與對照組體重變化無顯著性差異(見表1)；小鼠均增重，1周後處死解剖，肉眼觀察心、 肝、脾、肺、腎、胃、腸，胸腔、腹腔、各器官均無異常。雌、雄小鼠經口 LD5tl大於15000mg/kg。 根據《食品安全性毒理性評價程序和方法》中急性毒性分級標準規定，蘋果酸鉻配合物對小 鼠急性經口毒性屬於無毒級。3. 2對小鼠各組織的影響空白組和蘋果酸鉻組試驗小鼠的心臟，肝臟，腎臟做成切片，用HE染色法進行染 色後，在顯微鏡下觀察。發現蘋果酸鉻組小鼠的心臟、肝臟、腎臟未見實質細胞變性、壞死、 組織結構未見變化。可見蘋果酸鉻對小鼠的心臟，肝臟、腎臟並無毒副作用。
表1蘋果酸鉻配合物最大給藥量測定小鼠的體重 空白組-21.58士1.28 26.36±1.50 28.89±2.63 蘋果酸鉻 15.1 21.94±1.25 25.43±1.49 28.11士 2.354 結論對蘋果酸鉻配合物的急性毒性研究表明，在7d的觀察期內，小鼠未出現異常情況 及死亡，屍檢未見異常。心臟、肝臟、腎臟的組織切片未見實質變性、壞死，組織結構未見變 化。雌、雄性小鼠經口 LD5tl大於15000mg/kg。而文獻報導三氯化鉻的雌、雄性小鼠經口 LD50 為2143. 3mg/kg，可見三氯化鉻與蘋果酸形成配合物後毒性明顯降低。
權利要求
蘋果酸鉻配合物的製備方法，其特徵在於該方法包括下述步驟將蘋果酸與鹼液反應得到蘋果酸根；將蘋果酸根與三氯化鉻反應，得到蘋果酸鉻配合物。
2.根據權利要求1所述的蘋果酸鉻配合物的製備方法，其特徵在於該方法還可以按下 述步驟進行將蘋果酸與三氯化鉻溶液混合，再加入鹼液反應，得到蘋果酸鉻配合物。
3.根據權利要求1或2所述的蘋果酸鉻配合物的製備方法，其特徵在於所述蘋果酸和 三氯化鉻濃度0. 1 5H101.L-1，鉻離子與蘋果酸的摩爾比為1 1 1 3，反應溫度為常 溫 100°C。
4.根據權利要求1或2所述的蘋果酸鉻配合物的製備方法，其特徵在於所述反應溶液 可在酸性到中性條件下即PH3 7條件下進行，反應介質可使用水、20 80%甲醇或乙醇 溶液，所用鹼為氨水或氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
5.蘋果酸鉻配合物，其特徵在於其分子式為Cr2(C4H4O5)3· 5H20。
6.蘋果酸鉻配合物在製備治療糖尿病的降糖藥物的應用。
7.蘋果酸鉻配合物在製備治療糖尿病的降血糖保健品的應用。
全文摘要
本發明蘋果酸鉻配合物及其製備方法和用途，屬醫藥化工工業生產工藝技術領域。分子式為Cr2(C4H4O5)3·5H2O。按照下述方法製得將蘋果酸與鹼液反應得到蘋果酸根；將蘋果酸根與三氯化鉻反應，得蘋果酸鉻配合物。或者將蘋果酸與三氯化鉻溶液混合，再加入鹼液反應，得到蘋果酸鉻配合物。其中所述蘋果酸和三氯化鉻濃度0.1～5mol.L-1，鉻離子與蘋果酸的摩爾比為1∶1～1∶3，反應溫度為常溫～100℃；反應溶液可在pH3～7條件下進行，反應介質可使用水、20～80％甲醇或乙醇溶液，所用鹼為氨水或氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。蘋果酸鉻配合物可以用於製備治療糖尿病的降糖藥物和降血糖保健品。本發明蘋果酸鉻具有明顯的降血糖活性，對肝糖原的合成具有明顯的促進作用，且結構穩定，製備方法簡便。
文檔編號A23L1/29GK101863755SQ200910035278
公開日2010年10月20日 申請日期2009年9月24日 優先權日2009年9月24日
發明者仰榴青, 吳向陽, 張敏, 李芳 , 趙江麗, 鄒豔敏 申請人:江蘇大學