专利名称：苹果酸铬配合物及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及苹 果酸铬及其制备方法和用途，特指具有降血糖作用的苹果酸铬配合 物，属医药化工工业生产工艺技术领域。
背景技术：
随着人类社会的发展，糖尿病已成为继心血管疾病、肿瘤之后的第三大疾病。据世 界卫生组织(WHO)和国际糖尿病联合会(IDF) 1997年报告，1995年全世界约有糖尿病患者 1. 25亿人，预测到2025年将猛增至2. 99亿人。在我国，随着生活水平的提高和人口老龄 化，糖尿病患病率也呈逐年上升趋势。据估计，1999年我国糖尿病患者高达4000万人以上， 尚有5500万未被确诊的人群，而且以每年0. 的速度不断上升。糖尿病还可引起各种严 重的并发症，如肾病、视网膜病变和下肢血管病变等致残致死性疾病。因此降血糖药物和功 能性食品的研究开发已成为研究热点之一。目前降血糖的药物主要有黄脲类、双胍类、α -葡萄糖苷酶抑制剂、胰岛素增敏剂、 游离脂肪酸氧化抑制剂等，这些降糖药物有些毒副作用明显，有些易产生不适症，例如长期 服用黄脲类药物易于导致低血糖、食欲减退、尿酮症、酸中毒等，双胍类易造成乳酸中毒，长 期服用增加肝肾负担等。Cr3+是人体必需的微量元素之一，是正常糖和脂肪代谢必需微量元素，对胰岛素的 结构、功能及靶组织细胞状态均有明显影响，机体缺Cr3+会导致糖、脂代谢紊乱，促使动脉 粥样硬化，低密度脂蛋白增多，引起糖尿病，高血脂等症状。由于不同形式的铬在组织中的 结合程度不同，导致吸收率不同。无机铬不但毒性大，且吸收水平低，约为0.14 3.0% ； 有机铬吸收迅速且安全，吸收率可达10 25%。吡啶酸铬(picolinate chromium)已经在 欧美市场上广泛使用作为降糖保健品添加剂。但吡啶酸根作为配体，它本身没有生物活性， 有文献报道长时间补充吡啶酸铬会导致吡啶酸根在体内蓄积，产生毒副作用。中国专利号CN 1431228A于2003年7月23日公开了 “几丁糖铬及其制备方法和 用途”，几丁糖铬虽在降糖方面的应用有较好的结果，能消除吡啶铬等可能给人体带来的毒 副作用或危害，但几丁糖的分子量较大，难以直接被人体吸收。赵书清等(柠檬酸铬合成方 法的研究，黑龙江大学自然科学学报，2003，20(3) :115-118.)报道了一种柠檬酸铬的制备 方法，该方法首先是Cr2 (SO4) 3 ·6Η20和氨水反应生成氢氧化铬沉淀，再和柠檬酸反应生成柠 檬酸铬。但苹果酸铬配合物及其制备方法和降血糖作用至今国内外未见报道，也未见相应 专利公开。
发明内容
本发明的目的是为解决上述背景技术存在的不足，提供一种苹果酸铬及其制备方 法。该苹果酸铬易于被人体吸收，可以有效补充机体所需三价铬，能消除吡啶酸铬等可能给 人体带来的潜在危害。同时提供该苹果酸铬的降血糖用途，它具有降低血糖、总胆固醇和甘 油三酯的作用，可作为治疗糖尿病药物和预防糖尿病的保健品或食品添加剂。
本发明提供一种新配合物苹果酸铬的制备方法，该方法包括下述步骤将苹果酸与碱液反应得到苹果酸根；将苹果酸根与三氯化铬反应，得到苹果酸铬 配合物。本发明还提供另一种本发明的苹果酸铬制备方法，该方法包括下述步骤 将苹果酸与三氯化铬溶液混合，再加入碱液反应，得到苹果酸铬配合物。在合成本 发明的苹果酸铬配合物时，其中所述苹果酸和三氯化铬浓度0. 1 δπιοΙ.Γ1，铬离子与苹果酸的摩尔比为 1 1 1 3，反应温度为常温 100°C。其中反应溶液可在酸性到中性条件下即pH3 7条件下进行，反应介质可使用水、 20 80%甲醇或乙醇溶液，所用碱为氨水或氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。合成完成后，采用简便的方法分离出苹果酸铬，例如，可以加入醇类或酮等溶剂降 低苹果酸铬的溶解度，沉降分离或离心分离，最后经用对苹果酸铬溶解性小的溶剂洗涤、干
O该配合物经紫外-可见光谱、红外光谱、原子吸收光谱、元素分析、热分析等确认 为一种新型的苹果酸配合物，其分子式为Cr2(C4H4O5)3 · 5H20。本发明的苹果酸铬可以用来制备治疗糖尿病的降糖药物和降血糖保健品，可以液 体或固体形式作为补充有机微量元素铬(III)的食品添加剂；可在各种药物制剂如片剂、 胶囊及其他药物上以组合物形式使用。本发明提供的苹果酸铬及其组合物主要采用口服的方法。本发明的苹果酸铬具有降低血糖作用，可以制成任何一种剂型，例如片剂、胶囊、 溶液剂、悬浮剂、软膏剂、冻干粉剂、滴丸剂、膜剂、脂质体等；可以制成具有降血糖功能的保 健食品；作为食品添加剂使用，以液体或固体粉末形式添加到饮料、奶酪、面包、面粉等食品 中。本发明的苹果酸铬制成用于降血糖药物组合物或保健食品组合物，包含苹果酸铬 以及其他组分药物载体或辅料。本发明的苹果酸铬组合物中，功效成分为苹果酸铬。根据药学及制剂需要，组合物 中的载体或辅料以药物可接受的任何一种。本发明所述的用于治疗糖尿病的药物组合物或用于降血糖的保健品组合物可以 为片剂、针剂、胶囊、注射液或口服液等剂型。本发明的苹果酸铬的使用量可以根据药学对不同制剂的需要来确定。本发明的优点在于本发明的苹果酸铬具有明显的降血糖活性，可以较好的调节 甘油三酯和总胆固醇，对肝糖原的合成具有明显的促进作用，并且结构稳定，制备方法简 便。
图1本发明苹果酸铬配合物的红外光谱图；图2本发明苹果酸铬配合物及三氯化铬在水中的紫外可见光谱图；其中a为三氯 化铬，b苹果酸铬配合物；图3本发明苹果酸铬配合物的热分析TG-DSC-DTG曲线。
具体实施例方式为了更清楚地说明本发明内容，用具体实施例说明如下，具体实施例不限定本发明内容范围。实施例1称取532mg (约2mmol)六水合三氯化铬和804mg (约6mmol)苹果酸于IOOmL三口 烧瓶中，加入20mL的50%乙醇溶液，搅拌使其溶解，再逐滴加入2mol/L的氢氧化钠溶液调 节pH3，在100°C下加热搅拌反应10h，随着反应时间的延长，反应液颜色由绿色逐渐变为紫 色。离心浓缩，使其体积变成原来的1/2 1/4，于浓缩液中加入4倍量的无水乙醇，出现 大量沉淀，静置，离心，收集沉淀。用无水乙醇洗涤数次，除去未参加反应的三氯化铬和苹果 酸，收集沉淀，真空干燥，即得蓝紫色的粉末状固体。组成分析，Cr2(C4H4O5)3 · 5H20 理论值=C 24. 42，H 3. 75, Cr 17.61%,试验值=C 23. 97, H 3. 82, Cr 17.45%。红外光谱(附图 1) :3399cm_1,1725cm-1,1605cm-1,1386cm-1, 623cm"1, 572cm"1,492cm"1,424cm"10紫外可见吸收光谱(H20，附图2)三氯化铬(a)最大吸 收峰 λ !max = 594nm, λ 2max = 422nm，苹果酸铬(b)最大吸收峰 λ !max = 565nm, λ 2max =391nm,热分析(附图3)苹果酸铬配合物吸热失去结晶水，对应于热失重曲线，失重率为 15. 3%，失重率与推测的分子式中失去5mol结晶水相符。实施例2称取804mg (约6mmol)苹果酸于IOOmL三口烧瓶中，加入20mL的50%甲醇溶液， 搅拌使其溶解，逐滴加入2mol/L的氢氧化钾溶液调节pH5，再加入0. 2mol/L CrCl3 ·6Η20的 50%甲醇溶液20mL，在60°C下加热搅拌反应10h，随着反应时间的延长，反应液颜色由绿色 逐渐变为紫色。后续处理同实施例1进行，经过元素分析、光谱分析、热分析等表征，所得物 质与实施例1相同。实施例3称取11320mg (约50mmol)六水合三氯化铬和6700mg (约50mmol)苹果酸于IOOmL 三口烧瓶中，加入20mL的去离子水，搅拌使其溶解，再逐滴稀氨水调节pH7，在常温下加热 搅拌反应10h，随着反应时间的延长，反应液颜色由绿色逐渐变为紫色。后续处理同实施例 1进行，经过元素分析、光谱分析、热分析等表征，所得物质与实施例1相同。苹果酸铬配合物降血糖试验1材料与设备1. 1 动物ICR小鼠，雌雄各半，体重20士2g，清洁级，购于扬州大学比较医学中心，合格证编 号SCXK(苏)2007-0001。实验前检疫3d，饲养稳定为21 士 1°C，湿度为60士5%。1. 2药品与试剂四氧嘧啶，合肥博美生物科技有限责任公司苹果酸铬配合物实验室自制(经原子吸收测定其含铬量为17. 56% )CrCl3 · 6H20 国药集团化学试剂有限公司，分析纯。格列本脲北京太平洋制药有限公司生理盐水湖南科伦制药有限公司，国药准字H51021158
蒽酮试剂0· 2g的蒽酮溶于IOOmL浓硫酸中(当日配用)；甘油三酯试剂盒南京建成生物工程研究所；胆固醇试剂盒南京建成生物工程研究所。1. 3主要仪器设备稳豪型血糖仪及其配套的血糖试纸强生(中国)医疗器械有限公司；Spectra Max 190 酶标仪美国 molecular device 公司；1. 4统计方法数据用Excel统计软件进行处理。结果用i 士5表示，用组间ANOVA检验比较各给 药组与对照组之间差异的显著性。*代表P < 0. 05，表示该给药组与对照组差异显著。2实验方法2. 1四氧嘧啶性糖尿病模型的制备除空白组外，所有小鼠提前禁食12h，自由饮水，将四氧嘧啶用生理盐水配制成 0. 8%的注射液，每只小鼠按200mg/kg剂量腹腔一次性注射，注射5d后尾部取血测空腹血 糖，空腹血糖值在11. lmmol/L以上者纳入糖尿病模型。2. 2 分组取10只未造模的小鼠，为空白对照组；将高血糖小鼠随机分组，每组10只，共6 组高血糖模型对照组、阳性药组、苹果酸铬配合物低剂量组、苹果酸铬配合物中剂量组、苹 果酸铬配合物高剂量组、三氯化铬组。2. 3给药剂量设计如表1所示，为各给药组的剂量，各给药组给药14d。表1各个给药组剂量 注剂量以苹果酸铬配合物和六水合三氯化铬计算，其中苹果酸铬配合物含铬量 为17. 45%，六水合三氯化铬含铬量为19.51%。2. 4检测指标(1)动物生长状况每日观察动物一次，观察动物精神状况、行为和毛色有无异常，称重并记录以了解 动物体重增长情况。(2)空腹血糖值测定在14d末次给药后禁食3h后，减去小鼠尾尖，将试纸插入血糖仪，全血滴在血糖试 纸上，记录读数。
(3)血脂的测定(包括总胆固醇TCH、甘油三酯TG)给药结束后，将小鼠眼眶取血，收集全血约1. 5mL，3000rpm离心lOmin。取上清液 100 μ L，严格按照试剂盒操作说明测量总胆固醇和甘油三酯的含量。(4)肝糖原水平的测定处死小鼠，取肝脏，经生理盐水空白漂洗滤纸吸干，精确称取肝脏IOOmg于试管 内，加入8mL三氯乙酸勻浆lmin，3000r/min，离心15min。取上清液于另一试管内，用蒽酮 比色法测定肝糖原的含量。3实验结果3. 1各药物对糖尿病小鼠体重的影响效果。表2各药物对糖尿病小鼠体重(g)的影响 与空白组相比，*P < 0.05从表2可以看出，14d后造模成功的糖尿病小鼠体重显著低于空白组的小鼠。糖尿 病小鼠在给予药物后体重比模型组小鼠增长的要多，表明苹果酸铬对糖尿病小鼠体重的增 加有一定的效果3. 2各药物对糖尿病小鼠血糖的影响表3各药物对糖尿病小鼠血糖(mmol/L)的影响 与空白组相比，*P < 0. 05如表3所示，14d后空白组小鼠的血糖值保持在正常值，模型组的小鼠血糖值明显 高于空白组小鼠。苹果酸铬配合物低、中、高三个剂量组与给药前相比都有不同程度的下 降，其抑制率均高于三氯化铬组，可见苹果酸铬配合物降血糖效果优于三氯化铬。
3. 3各药物对糖尿病小鼠血脂的影响(1)各药物对糖尿病小鼠甘油三酯的影响如表4所示，苹果酸铬配合物对甘油三酯具有一定的调节作用。(2)各药物对糖尿病小鼠总胆固醇的影响如表5所示，苹果酸铬配合物对高胆固醇症状有较好的调节作用。表4各药物对糖尿病小鼠甘油三酯(mg/dl)的影响_组别甘油三酯( 劫)_空白组0.815 士 0.27模型组1.17 士 0.36阳性药组1.13 士 0.34苹果酸铬低剂量组 1.13 士 0.21苹果酸铬中剂量组 0.815 士 0.37*苹果酸铬高剂量组 0.951 士 0.46三氯化铬组1.07 士 0.16_与模型组相比，*Ρ < 0. 05表5各药物对糖尿病小鼠总胆固醇(mg/dl)的影响_组别总胆固醇(1切)_空白组2. 30士0.34模型组2. 69 士 0.47阳性药组2. 09 士 0.39苹果酸铬低剂量组 2. 34 士 0.20苹果酸铬中剂量组 2. 09士0.66苹果酸铬高剂量组 2. 34 士 0.27三氯化铬组2. 35 士 0.41_3. 4各药物对糖尿病小鼠肝糖原的影响如表6所示，苹果酸铬配合物肝糖原的合成具有明显的促进作用，其对肝糖原的 影响优于格列本脲及三氯化铬。表6各药物对糖尿病小鼠肝糖原(μ g/100mg)的影响_组别肝糖原(Xii)_模型 组315. 95 士 198. 93阳性药组379. 82 士 253. 31
苹果酸铬低剂量组 387. 38 士 238. 20
苹果酸铬中剂量组 473. 75士 190. 42苹果酸铬高剂量组 622. 95 士 210. 20*三氯化铬组348. 09 士 217. 46 _与空白组相比，*P < 0.054结论苹果酸铬具有明显的降血糖活性，可以较好的调节甘油三酯和总胆固醇，对 肝糖原的合成具有明显的促进作用。苹果酸铬配合物急性毒性实验1材料和仪器1.1 动物ICR小鼠，雌雄各半，体重20士2g，清洁级，购于扬州大学比较医学中心，合格证编 号SCXK(苏)2007-0001。实验前检疫3d，饲养稳定为21 士 1°C，湿度为60士5%。1.2药品与试剂苹果酸铬配合物，实验室自制(经原子吸收测定其含铬量为17. 56% )。1.3主要仪器设备B3200S超声清洗机 必能信超声上海有限公司BS124S型分析天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司电子天平BS124S 北京塞多利斯仪器有限公司2实验方法实验前检疫3d，分别随即取10只健康小鼠为空白对照组和给药组，按给药剂量 15231mg/kg，0. 15mL/10g经口灌胃给予受试物。灌胃前动物禁食过夜，自由饮水，给药后继 续禁食4h后给予正常饮食。观察一周，每日观察动物一次，记录小鼠精神状况、行为和毛色 有无异常，称重并记录以了解动物体重增长情况。小鼠染毒观察7d后，处死小鼠，各组量分别为空白组小鼠1只和苹果酸铬组2只。 随机迅速取出小块的小鼠肝脏，心脏和肾脏，立即用10%的福尔马林进行固定(组织块的 大小为2. 0cmX2. OcmXO. 3cm，组织块与福尔马林溶液的比例为1 10)。组织块的脱水、 包埋、切片、HE染色由镇江市第一人民医院病理科技术人员完成。3 结果3.1 —般观察小鼠给药后1周内小鼠未出现异常和死亡。经统计学分析，给药3d和7d后，苹果 酸组与对照组体重变化无显著性差异(见表1)；小鼠均增重，1周后处死解剖，肉眼观察心、 肝、脾、肺、肾、胃、肠，胸腔、腹腔、各器官均无异常。雌、雄小鼠经口 LD5tl大于15000mg/kg。 根据《食品安全性毒理性评价程序和方法》中急性毒性分级标准规定，苹果酸铬配合物对小 鼠急性经口毒性属于无毒级。3. 2对小鼠各组织的影响空白组和苹果酸铬组试验小鼠的心脏，肝脏，肾脏做成切片，用HE染色法进行染 色后，在显微镜下观察。发现苹果酸铬组小鼠的心脏、肝脏、肾脏未见实质细胞变性、坏死、 组织结构未见变化。可见苹果酸铬对小鼠的心脏，肝脏、肾脏并无毒副作用。
表1苹果酸铬配合物最大给药量测定小鼠的体重 空白组-21.58士1.28 26.36±1.50 28.89±2.63 苹果酸铬 15.1 21.94±1.25 25.43±1.49 28.11士 2.354 结论对苹果酸铬配合物的急性毒性研究表明，在7d的观察期内，小鼠未出现异常情况 及死亡，尸检未见异常。心脏、肝脏、肾脏的组织切片未见实质变性、坏死，组织结构未见变 化。雌、雄性小鼠经口 LD5tl大于15000mg/kg。而文献报道三氯化铬的雌、雄性小鼠经口 LD50 为2143. 3mg/kg，可见三氯化铬与苹果酸形成配合物后毒性明显降低。
权利要求
苹果酸铬配合物的制备方法，其特征在于该方法包括下述步骤将苹果酸与碱液反应得到苹果酸根；将苹果酸根与三氯化铬反应，得到苹果酸铬配合物。
2.根据权利要求1所述的苹果酸铬配合物的制备方法，其特征在于该方法还可以按下 述步骤进行将苹果酸与三氯化铬溶液混合，再加入碱液反应，得到苹果酸铬配合物。
3.根据权利要求1或2所述的苹果酸铬配合物的制备方法，其特征在于所述苹果酸和 三氯化铬浓度0. 1 5H101.L-1，铬离子与苹果酸的摩尔比为1 1 1 3，反应温度为常 温 100°C。
4.根据权利要求1或2所述的苹果酸铬配合物的制备方法，其特征在于所述反应溶液 可在酸性到中性条件下即PH3 7条件下进行，反应介质可使用水、20 80%甲醇或乙醇 溶液，所用碱为氨水或氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
5.苹果酸铬配合物，其特征在于其分子式为Cr2(C4H4O5)3· 5H20。
6.苹果酸铬配合物在制备治疗糖尿病的降糖药物的应用。
7.苹果酸铬配合物在制备治疗糖尿病的降血糖保健品的应用。
全文摘要
本发明苹果酸铬配合物及其制备方法和用途，属医药化工工业生产工艺技术领域。分子式为Cr2(C4H4O5)3·5H2O。按照下述方法制得将苹果酸与碱液反应得到苹果酸根；将苹果酸根与三氯化铬反应，得苹果酸铬配合物。或者将苹果酸与三氯化铬溶液混合，再加入碱液反应，得到苹果酸铬配合物。其中所述苹果酸和三氯化铬浓度0.1～5mol.L-1，铬离子与苹果酸的摩尔比为1∶1～1∶3，反应温度为常温～100℃；反应溶液可在pH3～7条件下进行，反应介质可使用水、20～80％甲醇或乙醇溶液，所用碱为氨水或氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。苹果酸铬配合物可以用于制备治疗糖尿病的降糖药物和降血糖保健品。本发明苹果酸铬具有明显的降血糖活性，对肝糖原的合成具有明显的促进作用，且结构稳定，制备方法简便。
文档编号A23L1/29GK101863755SQ200910035278
公开日2010年10月20日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者仰榴青, 吴向阳, 张敏, 李芳 , 赵江丽, 邹艳敏 申请人:江苏大学