专利名称：氨基葡萄糖酸铬制备方法及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及氨基葡萄糖酸铬及其制备方法和用途，本发明尤其指具有降糖作用的氨基葡萄糖酸铬。
背景技术：
1959年，由Schwartz建立了人体必须在饮食补充三价铬微量元素的理论。吡啶酸铬(chromium picolinate or PicCr，美国专利US RE33988)是三价铬的一种有机化合物，由美国安德森博士发现其具有增强胰岛素敏感性(Andersion，Clin.Psychol.Biochem.431-41，1986)的作用，铬对细胞的受体也有作用，虽然还不清楚其作用机制，但铬的缺乏会导致糖、类脂体、蛋白质代谢的障碍，也与糖酸尿病和心血管病有关，铬是胰岛素的协同因子，铬已被公认为与胰岛素的活性有很大的关系(Boyle et al.，Southern Med.i.701449-1453，1977)。吡啶酸铬在人体内容易被吸收，因此，吡啶酸铬比其他存在形式的铬更有效地调节糖酸脂代谢，并减少体内脂肪，增强肌肉组织。此外，还可减少绝经后妇女的尿钙排出量，从而预防骨质疏松。对动物的实验发现，补铬可以抗衰老，延长寿命。三价铬是人体必需微量元素中最安全的，铬中毒剂量比估算的每日安全摄入量至少大1000倍。与之相近的还有烟酸铬，有报导烟酸铬比吡啶酸铬对人体的付作用更小。吡啶酸铬在美国正成为继维生素C，维生素E和钙之后的四大单一营养元素补充剂之一。全美食品委员会于1995年对18岁以上美国公众调查结果表明，2.9％的美国人在定期定量服用吡啶酸铬。
在国外科学家成功地进行了吡啶酸铬的临床研究之后，我国北京医院等与美国农业部人类营养中心，共同对糖尿病人进行了临床研究。结果显示，吡啶酸铬配合降糖药物治疗，可以改善糖尿病症状，降低血糖血脂。这一研究表明，中国糖尿病人群存在缺铬元素，补充吡啶酸铬，对糖尿病有良好的辅助治疗作用，由于三价铬参与人体的糖代谢、所以补铬对防治糖尿病延缓衰老，延长人类寿命等方面的研究前景非常广阔。吡啶酸铬的进一步研究与应用可以参见美国专利US5948772、US5677461等专利。
尽管吡啶酸铬的效果公认，但吡啶酸铬是否对人体有副作用或者不良影响仍在探讨Manygoats KY等发表的TEM分析吡啶酸铬对细胞微结构的影响一文中，认为吡啶酸铬可以使细胞变毛糙(Ultrastructual Damage in chromiumpicolinate-treated cella TEM study，J of Bio Inorganic chemistry，7791-798 sep2002)。
几丁糖铬在降糖方面的应用有较好的效果，能消除吡啶酸铬等可能给人体带来的付作用或危害(参见本发明人的专利z103112734.7“几丁糖铬及其制备方法和用途”)。几丁糖被认为是人类所需要补充的第六要素。但几丁糖的分子量较大，难以直接被人体吸收，而氨基葡萄糖作为几丁糖的单糖，无疑会有更好的效果。本发明人使用氨基葡萄糖或氨基葡萄糖与高价铬或三价铬盐反应，都得到了具有降糖活性的氨基葡萄糖酸铬(本发明人的专利z103112734.7，“氨基葡萄糖酸及其衍生物的铬配合物及其制备方法和用途”)。但是其产品通过氧化还原反应获得，获得单一纯化产品等操作较复杂。本发明人经过锐意研究，发现了使用氨基葡萄糖酸与铬盐以及硫酸钡等反应，容易获得单一产品，经过模型小鼠试验，效果与z103112734.7的效果相同。
发明内容
本发明的目的是提供结构明确和存在形式可以把握的，并易于被有机体吸收，可以有效补充机体所需三价铬，具有良好降血糖作用，在制备预防和治疗糖尿病保健品和药物上有用的有机酸铬化合物及其盐类。同时提供这种化合物的制备方法及其应用。
本发明的三价铬化合物为氨基葡萄糖酸铬，其分子式为Crn(C6H12NO6)3Ap(1)式(1)中n＝1或2；n＝1时，p取0；n＝2时，A为阴离子，p取值使电荷平衡。
式(1)中，当n＝1时，有三个氨基葡萄糖酸与铬离子配位，生成三氨基葡萄糖合铬，总电荷为零。当n＝2时，即分子中有两个铬离子，与三个氨基葡萄糖酸配位生成双核的三氨基葡萄糖酸合二铬正三价离子，根据使用铬盐的阴离子的不同而不同，或进行离子交换得到不同的阴离子A的盐。
本发明还提供一种本发明的氨基葡萄糖酸铬制备方法，该方法包括下述步骤将氨基葡萄糖酸与氢氧化钡反应得到氨基葡萄糖酸钡；将氨基葡萄糖酸钡与硫酸铬反应，得到氨基葡萄糖酸铬；通过控制氨基葡萄糖酸，氢氧化钡，与硫酸铬盐以及pH值得到n＝1或2不同形式的氨基葡萄糖酸铬产物。
还提供另一种制备方法方法，该方法包括下述步骤该方法包括下述步骤将氨基葡萄糖酸与硫酸铬溶液混合，再与氢氧化钡反应，得到氨基葡萄糖酸铬；通过控制氨基葡萄糖酸，氢氧化钡，与硫酸铬盐以及pH值得到n＝1或2不同形式的氨基葡萄糖酸铬产物。
以上两种方法，本质上利用硫酸根与钡离子生成难溶性硫酸钡盐利于分离，利用氢氧化钡中和氨基葡萄糖酸获得氨基葡萄糖酸根，易与铬离子生成配位化合物的特点制备本发明式(1)所示的化合物。根据配合物的特点，通过改变氢氧化钡的使用量调节溶液的pH值，获得本发明所示的两种配合物。
当合成n＝1，即单核氨基葡萄糖酸铬时，使用氢氧化钡的量与氨基葡萄糖酸的量以及硫酸铬的量相应，即酸与碱等当量中和，并使硫酸根与钡正好形成硫酸钡盐沉淀为更好。
当合成n＝2，即双核氨基葡萄糖酸铬时，使用氢氧化钡作为碱与氨基葡萄糖酸的量相等中和即可，再考虑补充其他钡盐，例如氯化钡使得使用的钡离子摩尔量与硫酸铬等摩尔量相等为好，使硫酸根与钡离子形成硫酸钡沉淀而分离。使用的硫酸铬量使得铬离子与氨基葡萄糖酸利于形成双核配合物即可，铬离子与氨基葡萄糖酸的摩尔比在1∶3以上，保持在1.2～2∶3较好，1.4～1.7∶3更好。
反应物在水中的浓度不必特别规定，通常可以依据反应物的溶解度来确定，特别是形成硫酸钡微晶利于后处理分离为依据通过实验确定，可以使反应所用氨基葡萄糖酸浓度0.1～5摩尔浓度较好，0.2～1摩尔浓度更好。
氨基葡萄糖酸可以从试剂商(Sigma)购得，也可按文献方法从氨基葡萄糖用化学的或生化发酵的方法氧化获得氨基葡萄糖酸。所用硫酸铬盐只要在反应介质中易于溶解即可，例如，无水硫酸铬Cr2(SO4)3，六水硫酸铬Cr2(SO4)3·6H2O，通常六水硫酸铬更利于使用。
反应温度只要保持反应顺利进行即可，一般30～60℃，35～55℃为好，实际操作40～50℃更好。
本发明提供的氨基葡萄糖酸铬可以液体或固体形式作为补充有机微量元素铬(III)的食品添加剂应用；还可以作为糖尿病的预防、保健品的功效成分应用；也可以在各种药物制剂如片剂、胶囊以及其他药物上可以接受组合物形式中使用；可以在制备治疗糖尿病的降糖药物中应用；本发明提供的氨基葡萄糖酸铬及其组合物主要采取口服的方法。
本发明所述可用在药物目的，主要用于达到降低血糖的作用，可以制成任何一种药物剂型，例如片剂，胶囊、溶液剂、悬浮剂、乳剂、凝胶剂、软膏剂、冻干粉剂、滴丸剂、膜剂、脂质题等。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。
本发明的氨基葡萄糖酸铬(III)制成用于降糖的预防、保健品组合物或药物组合物，包含氨基葡萄糖酸铬以及其他组分核药物载体或辅料。几丁糖作为其他组分添加是较好的选择之一。
本发明的氨基葡萄糖酸铬(III)组合物中，功效成分为氨基葡萄糖酸铬。根据药学及制剂需要，组合物中的载体或辅料可以时药物可以接受的任何一种。几丁糖作为其他组分添加是较好的选择之一。
本发明所述的用于降糖的保健品组合物或用于治疗糖尿病的药物组合物可为片剂、针剂、胶囊、注射液或口服液等剂型。
本发明的氨基葡萄糖酸铬的使用量可以根据药学对不同制剂的需要来确定。
本发明的氨基葡萄糖酸铬，可以用通常的元素分析和ICP来确定组分和铬的含量，形成的配合物结构可以用红外光谱(附图1、2)，可见吸收光谱(附图3、4)表征配位键的形成，使用圆二色光谱(附图5、6)，表征氨基葡萄糖酸铬配合物中保持了氨基葡萄糖酸的手性。用粉末电子顺磁共振谱(附图7、8)表征配位化合物中铬的价态为正三价。。
图1.实施例1的氨基葡萄糖酸铬配合物红外光谱2.实施例3的氨基葡萄糖酸铬配合物红外光谱3.实施例1的氨基葡萄糖酸铬配合物在水中的紫外可见光谱4.实施例3的氨基葡萄糖酸铬配合物在水中的紫外可见光谱5.实施例1的氨基葡萄糖酸铬配合物在水中的圆二色光谱6.实施例3的氨基葡萄糖酸铬配合物在水中的圆二色光谱7.实施例1的氨基葡萄糖酸铬配合物在温度为110K时的粉末电子顺磁共振光谱图8.实施例3的氨基葡萄糖酸铬配合物在温度为110K时的粉末电子顺磁共振光谱
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 三氨基葡萄糖酸合铬(III)的合成氨基葡萄糖酸1.17克(6毫摩尔)溶于12毫升水中，加入6毫升含0.5克Cr2(SO4)3·6H2O(1毫摩尔)的水溶液， 搅拌加热溶液至45℃。在1.5小时，缓慢加入30毫升含有0.514克Ba(OH)2(3毫摩尔)的溶液。立刻生成沉淀，溶液颜色由绿色变为紫色。继续搅拌半小时后，滤去沉淀，溶液再继续搅拌3小时。浓缩溶液至原体积的2/3，加入甲醇析出沉淀。滤出沉淀，用甲醇与乙醚洗涤沉淀。用最少量的水溶解，再加入五倍量的甲醇进行重结晶。沉淀滤出，放五氧化二磷干燥器干燥。产率60％.元素分析，Cr(C6H12NO6)3·H2O理论值C 33.13 H 5.87N 6.44 Cr 7.96％.试验值C 33.31 H 6.08 N 6.40 Cr 8.20％红外光谱(KBr，附图1)3300cm-1(宽)，2964cm-1，1622cm-1(宽)，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.可见吸收光谱(H2O，附图3)最大吸收位置λmax＝404nm(莫尔吸收系数ε＝29M-1cm-1)，550nm(23M-1cm-1).园二色光谱(附图5)表明配合物中基于铬离子周围的立体手性。粉末电子顺磁共振光谱(附图7)表明铬离子价态为正三价。
实施例2 三氨基葡萄糖酸合铬(III)的合成使用试剂量与实施例1相同，添加顺序调整为先将氨基葡萄糖酸与氢氧化钡Ba(OH)2溶液在45℃搅拌后，加入硫酸铬Cr2(SO4)3·6H2O水溶液。后续处理同实施例1进行。经过元素分析合光谱分析，与实施例1产品完全相同。
实施例3 三氨基葡萄糖酸合二铬(III)盐酸盐氨基葡萄糖酸1.960克(10毫摩尔)溶于20毫升水中，加入15毫升含1.251克Cr2(SO4)3·6H2O(2.5毫摩尔)的水溶液，搅拌加热溶液至45℃。在1.5小时，缓慢加入50毫升含有0.857克Ba(OH)2(5毫摩尔)和0.611克BaCl2(2.5毫摩尔)的溶液。立刻生成沉淀，溶液颜色由绿色变为紫色。继续搅拌半小时后，滤去沉淀，溶液再继续搅拌3小时。浓缩溶液至原体积的2/3，加入甲醇析出沉淀。滤出沉淀，用甲醇与乙醚洗涤沉淀。用最少量的水溶解，再加入五倍量的甲醇进行重结晶。产率35％.元素分析Cr2(C6Hi2NO6)3Cl3理论值C 27.27 H 4.58 N5.30 Cr 13.12％试验值C 27.41 H 5.08 N 5.48 Cr 12.98％红外光谱(KBr，附图2)3383cm-1(宽)，2940cm-1，2940cm-1，1632cm-1(宽)，1500cm-1，1444cm-1，1399cm-1，1347cm-1，1077cm-1，1036cm-1，881cm-1，815cm-1，605cm-1.可见吸收(H2O，附图4)最大吸收位置λmax＝406nm(摩尔吸收系数ε＝30M-1cm-1)，558nm(20M-1cm-1).园二色光谱(附图6)表明配合物中基于铬离子周围的立体手性。粉末电子顺磁共振光谱(附图8)表明铬离子价态为正三价。
实施例4 三氨基葡萄糖酸合铬(III)的合成氨基葡萄糖酸2.35克(12毫摩尔)溶于17毫升水中，加入6毫升含1.0克Cr2(SO4)3·6H2O(2毫摩尔)的水溶液，搅拌加热溶液至45℃。在1.5小时，缓慢加入25毫升含有1.03克Ba(OH)2(6毫摩尔)的溶液。立刻生成沉淀，溶液颜色由绿色变为紫色。继续搅拌半小时后，滤去沉淀，溶液再继续搅拌3小时。浓缩溶液至原体积的2/3，加入甲醇析出沉淀。滤出沉淀，用甲醇与乙醚洗涤沉淀。用最少量的水溶解，再加入五倍量的甲醇进行重结晶。沉淀滤出，放五氧化二磷干燥器干燥。产率70％.经元素分析，与实施例1产品相同。
实施例5 三氨基葡萄糖酸合铬(III)的合成氨基葡萄糖酸0.59克(3毫摩尔)溶于36毫升水中，加入18毫升含0.25克Cr2(SO)3·6H2O(0.5毫摩尔)的水溶液，搅拌加热溶液至45℃。在1.5小时，缓慢加入90毫升含有0.26克Ba(OH)2(1.5毫摩尔)的溶液。立刻生成沉淀，溶液颜色由绿色变为紫色。继续搅拌半小时后，滤去沉淀，溶液再继续搅拌3小时。浓缩溶液至原体积的2/3，加入甲醇析出沉淀。滤出沉淀，用甲醇与乙醚洗涤沉淀。用最少量的水溶解，再加入五倍量的甲醇进行重结晶。沉淀滤出，放五氧化二磷干燥器干燥。产率40％.经元素分析，红外光谱测定，与实施例1产品相同。
实施例6高血糖模型小鼠降血糖试验使用无菌8周雄性小鼠，体重35.0±3.2克，每笼5只，12小时白天，12小时黑夜，23±2℃，60％相对湿度进行培养。使用去离子水喂养。胰岛素依赖糖尿病(高血糖)模型小鼠使用四氧嘧啶诱发。2周后血糖达＞11.2mmol/L的小鼠用于试验。
试验小鼠随机分成每组10只的组，血糖正常和高血糖的小鼠分别喂养实施例1，3的产品和吡啶酸铬(从商业渠道购买)，持续30天。眼眶取血样进行血糖分析。试验结果列于表1-4。其中A组为实施例1的氨基葡萄糖酸铬配合物给药组，B为实施例3的氨基葡萄糖酸铬配合物给药组，C为实施例1的氨基葡萄糖酸铬配合物与壳聚糖配伍配成含铬99.96μg(Cr)/g样品的给药组，D为实施例3的氨基葡萄糖酸铬配合物与壳聚糖配伍配成含铬99.96μg(Cr)/g样品的给药组，对照组E为吡啶酸铬，对照组F为吡啶酸铬与壳聚糖配伍配成含铬99.96μg(Cr)/g对照样品的给药组。组别表示后括号中表示的是折算为相对于试验小鼠体重(Kg)的给药的铬量(μg)。
表1、含铬制剂对正常小鼠血糖及糖耐量的影响(x±s)
*P＜0.05 vs正常小鼠组表2、含铬制剂对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠空腹血糖的影响(x±s)
▲P＜0.05，vs高血糖模型小鼠组表3、含铬制剂对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠餐后血糖的影响(x±s)
▲P＜0.05 vs高血糖模型小鼠组表4、含铬制剂对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠糖耐量的影响(x±s)
权利要求
1.下式的氨基葡萄糖酸铬(III)化合物Crn(C6H12NO6)3Ap式中n＝1或2；n＝1时，p取0；n＝2时，A为阴离子，p取值使电荷平衡。
2.权利要求1的氨基葡萄糖酸铬(III)化合物，其中n＝2。
3.权利要求2的氨基葡萄糖酸铬(III)化合物，其中A为Cl-，p＝3。
4.权利要求1至3之一所述化合物的制备方法，该方法包括下述步骤1)将氨基葡萄糖酸与氢氧化钡得到氨基葡萄糖酸钡；2)将氨基葡萄糖酸钡与硫酸铬反应，得到氨基葡萄糖酸铬；3)通过控制氨基葡萄糖酸，氢氧化钡，与硫酸铬盐以及pH值得到n＝1或2不同形式的氨基葡萄糖酸铬产物。
5.权利要求1至3之一所述化合物的制备方法，该方法包括下述步骤1)将氨基葡萄糖酸与硫酸铬溶液混合；2)在1)与氢氧化钡反应，得到氨基葡萄糖酸铬；3)通过控制氨基葡萄糖酸，氢氧化钡，与硫酸铬盐以及pH值得到n＝1或2不同形式的氨基葡萄糖酸铬产物。
6.一种预防糖尿病的保健品组合物，该组合物包括权利要求1至3之一的氨基葡萄糖酸铬和药物上可接受载体或辅料。
7.一种治疗糖尿病的药物组合物，该组合物包括权利要求1至3之一的氨基葡萄糖酸铬和药物上可接受载体或辅料。
8.权利要求1至3之一的氨基葡萄糖酸铬(III)化合物在制备预防糖尿病保健品中的应用。
9.权利要求1至3之一的氨基葡萄糖酸铬(III)化合物在制备治疗糖尿病药物中的应用。
全文摘要
本发明涉及分子式为Cr
文档编号A61K31/7135GK1844137SQ200610039938
公开日2006年10月11日 申请日期2006年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者白志平, 段春迎, 区升举, 陈 光, 林志华, 赵永刚, 张丙广 申请人:南京大学