CN101717345A - 一种苏氨酸铬化合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种苏氨酸铬化合物及其制备方法,其化学分子式为:(C4H8NO3)3Cr,制备方法为:以苏氨酸与含铬化合物为原料,苏氨酸与铬的摩尔配比为(5.50-3.00)∶1,往苏氨酸的水溶液中缓慢加入含铬化合物,在50℃-100℃温度下搅拌反应,调节反应液pH值为5.0-7.0,反应生成桃红色苏氨酸铬螯合物固体,固液分离,水洗固体,干燥,粉碎,过筛;本化合物具有生物学利用率高、提高动物的生产性能和免疫力的特点,并能够减少微量元素间的拮抗作用等;制备的苏氨酸铬产品纯度高,产品结构明确;可作为一种新型的有机铬化合物将在动物营养、营养强化、开发降血糖药物等领域发挥作用。
Description
技术领域
本发明属有机化合物制备领域,特别涉及一种有机铬化合物及其制备方法。
技术背景
1959年,Schwarz和Mertz发现了铬的生物活性,并且通过多次实验证实Cr3+是GTF(葡萄糖耐量因子)的重要活性组成部分。至此,人们对铬的研究逐渐深入。20世纪90年代初,人们开始研究畜禽铬的营养,特别是有机铬的营养作用和开发应用。近年的研究发现,铬参与动物体内糖、脂肪、蛋白质的代谢,在降低畜禽应激,提高免疫力,改善繁殖性能,提高胴体品质,促进生长等方面均有作用。如果人体缺铬,将导致糖尿病和其他相关疾病。
目前对铬元素的研究已取得了很大的进展。在瑞士,有机铬被认为是一种正常的饲料营养添加剂,已拌入饲料使用。有机铬主要有酵母铬、烟酸铬、吡啶甲酸铬、蛋氨酸铬、赖氨酸铬等氨基酸螯合铬。
发明内容
本发明的目的是提供一种苏氨酸铬化合物及其制备方法,既可满足人体和动物对铬的营养需求,还可为人体和动物提供必需的苏氨酸(THr)。
本发明所述的苏氨酸铬(Chromium Threoninate Chelate)的分子式为:(C4H8NO3)3Cr。其分子结构式如下:
本发明所述的苏氨酸铬为桃红色固体粉末,无臭,不溶于水,不溶于甲醇、乙醇等有机溶剂,遇酸溶解。其分子量为406.33,熔点为226.0℃。
本发明所述的苏氨酸铬的ESI-MS谱图(见附图1)显示:苏氨酸铬的负离子模式质谱图中存在(m/z):405.07(M-1)、286.07(M-THr-1)、811.27(2M-1)、692.14(2M-THr-1)、573.07(2M-2THr-1)、242.04(M-THr-CO2-1)、198.06(M-THr-2CO2-1)离子峰。
本发明所述苏氨酸铬的红外光谱谱图(见附图2)显示:苏氨酸与铬离子形成螯合物后,它的一些主要吸收峰同苏氨酸的红外光谱谱图(见附图3)相比发生了明显位移,相对强度也有所改变,苏氨酸在2049.9cm-1处有α-氨基酸的特征吸收峰,而苏氨酸铬没有,说明苏氨酸与铬形成螯合物。
本发明所述苏氨酸铬的核磁共振氢谱谱图(见附图4)显示:1H NMR(D2O):4.19(m,1H,CHOH);3.52(d,1H,CHNH2);1.26(d,3H,CH3)ppm。
本发明所述苏氨酸铬的紫外-可见吸收光谱谱图(见附图5)显示:苏氨酸铬在水溶液中的最大吸收波长为383nm、516nm。
本发明所述的制备方法是通过以下技术方案实现的。
以苏氨酸与含铬化合物为原料,按苏氨酸与铬为5.00-3.00∶1的摩尔配比,往苏氨酸的水溶液中缓慢加入含铬化合物,50℃-100℃温度下搅拌反应,调节反应液pH值为5.0-7.0,反应生成桃红色苏氨酸铬螯合物固体,继续反应1.5-5h,趁热过滤,水洗固体至滤液无色,干燥固体,粉碎,得到产品苏氨酸铬。
本发明所述的含铬化合物可以是CrCl3·6H2O、Cr2(SO4)3·18H2O、Cr(OH)Cl2、K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O、Cr(NO3)3·9H2O或(CH3COO)3Cr等原料。
本发明反应液pH值的调节可以是用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾、碳酸钾等固体碱或它们的溶液。
本发明最好是在加热反应结束后,趁热过滤,加入大量水反复水洗苏氨酸铬固体,至滤液无色。
本发明所述的苏氨酸铬化合物在食品、饲料中作为铬的营养强化剂及制备防治糖尿病的药物中的用途。
本发明的优点是:制备一种铬的有机微量元素作为其常规来源(无机铬)的替代物,它具有生物学利用率高、提高动物的生产性能和免疫力的特点,并能够减少微量元素间的拮抗作用等。同时通过控制反应物的摩尔配比、温度、调节pH值、水洗等工艺条件,制备的苏氨酸铬产品纯度高,产品结构明确。苏氨酸铬作为一种新型的有机铬化合物将在动物营养、营养强化、开发降血糖药物等领域发挥作用。
附图说明
附图1为本发明苏氨酸铬的ESI-MS谱图。
附图2为本发明苏氨酸铬的红外光谱谱图。
附图3为苏氨酸的红外光谱谱图。
附图4为本发明所述苏氨酸铬的核磁共振氢谱谱图。
附图5为本发明所述苏氨酸铬的紫外-可见吸收光谱谱图(溶剂为水)。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
称取苏氨酸47.65g(0.40mol),溶于200mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol),在85℃搅拌反应,反应过程中同时缓慢加入20%浓度的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为6.50,反应产生桃红色固体沉淀,继续反应1.5h。停止反应,趁热过滤沉淀,加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体,重复水洗3遍,洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀,粉碎,过筛,得到27.83g苏氨酸铬。反应产率为68.50%。
实施例2。
称取苏氨酸47.65g(0.4mol),溶于200mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol),在85℃搅拌反应,反应过程中同时缓慢加入20%浓度的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为6.50,反应产生桃红色固体沉淀,继续反应3.5h。停止反应,趁热过滤沉淀,加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体,重复水洗3遍,洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀,粉碎,过筛,得到34.02g苏氨酸铬。反应产率为83.73%。
实施例3。
称取苏氨酸47.65g(0.40mol),溶于300mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol),在85℃搅拌反应,反应过程中同时缓慢加入碳酸氢钠固体粉末调节反应液的pH值为6.50,反应产生桃红色固体沉淀,继续反应2.5h。停止反应,趁热过滤沉淀,加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体,重复水洗3遍,洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀,粉碎,过筛,得到29.84g苏氨酸铬。反应产率为73.44%。
实施例4。
称取苏氨酸53.60g(0.45mol),溶于250mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol),在75℃搅拌反应,反应过程中同时缓慢加入20%浓度的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为6.00,反应产生桃红色固体沉淀,继续反应2.5h。停止反应,趁热过滤沉淀,加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体,重复水洗3遍,洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀,粉碎,过筛,得到30.50g苏氨酸铬。反应产率为75.08%。
实施例5。
称取苏氨酸53.60g(0.45mol),溶于250mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol),在75℃搅拌反应,反应过程中同时缓慢加入20%浓度的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为6.00,反应产生桃红色固体沉淀,继续反应5.0h。停止反应,趁热过滤沉淀,加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体,重复水洗3遍,洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀,粉碎,过筛,得到34.32g苏氨酸铬。反应产率为84.47%。
实施例6。
称取苏氨酸53.60g(0.45mol),溶于300mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol),在85℃搅拌反应,反应过程中同时缓慢加入碳酸钠粉末调节反应液的pH值为6.30,反应产生桃红色固体沉淀,继续反应5.0h。停止反应,趁热过滤沉淀,加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体,重复水洗3遍,洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀,粉碎,过筛,得到35.94g苏氨酸铬。反应产率为88.46%。
实施例7。
称取苏氨酸47.65g(0.40mol),溶于300mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入硫酸铬25.01g(0.10mol),在85℃搅拌反应,反应过程中同时缓慢加入碳酸氢钠粉末调节反应液的pH值为6.40,反应产生桃红色固体沉淀,继续反应5.0h。停止反应,趁热过滤沉淀,加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体,重复水洗3遍,洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀,粉碎,过筛,得到35.08g苏氨酸铬。反应产率为86.34%。
实施例8。
称取苏氨酸47.65g(0.40mol),溶于300mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入硫酸铬25.01g(0.10mol),在85℃搅拌反应,反应过程中同时缓慢加入20%浓度的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为6.00,反应产生桃红色固体沉淀,继续反应5.0h。停止反应,趁热过滤沉淀,加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体,重复水洗3遍,洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀,粉碎,过筛,得到34.15g苏氨酸铬。反应产率为84.05%。
Claims (6)
2.权利要求1所述的苏氨酸铬化合物的制备方法,其特征是以苏氨酸与含铬化合物为原料,苏氨酸与铬的摩尔配比为(5.50-3.00)∶1,往苏氨酸的水溶液中缓慢加入含铬化合物,在50℃-100℃温度下搅拌反应,调节反应液pH值为5.0-7.0,反应生成桃红色苏氨酸铬螯合物固体,固液分离,水洗固体,干燥,粉碎,过筛。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征是所述的含铬化合物是CrCl3·6H2O、Cr2(SO4)3·18H2O、K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O、Cr(OH)Cl2、Cr(NO3)3·9H2O或(CH3COO)3Cr。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征是反应液pH值的调节用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾或碳酸钾固体碱或它们的溶液。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征是加热反应结束后,趁热过滤,加入大量水反复水洗苏氨酸铬固体,至滤液无色。
6.根据权利要求1所述苏氨酸铬化合物在食品、饲料中作为铬的营养强化剂及制备防治糖尿病的药物中的用途。
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