CN103833826B - 制备烟酸-谷胱甘肽-三价铬离子螯合物的方法 - Google Patents
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Abstract
制备烟酸-谷胱甘肽-三价铬离子螯合物的方法，具体涉及生物有机铬螯合物的制备方法。本发明以烟酸、谷胱甘肽及三氯化铬为原料，经配制烟酸-谷胱甘肽水溶液、制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液；制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物冻干粉的简单工序制得产品。本发明方法制备出的烟酸-谷胱甘肽-三价铬离子螯合物中不含Cl-，Cr3+含量达到8.95～14.63％，与天然葡萄糖耐量因子十分接近，纯度高，具有制备条件温和、操作步骤简单、产品纯度高、资源综合利用率高、环保无污染等特点。采用本方法制备的产品可作为药物、营养剂广泛用于医药、保健品、饲料添加剂等领域，能改善糖尿病人的糖代谢、提高禽畜肉质等。
Description
一、技术领域
本发明属于生物有机铬制备的技术领域，具体涉及生物有机铬螯合物的制备方法。
二、背景技术
葡萄糖耐量因子(GTF)，是以烟酸及谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸或短肽等为配体的有机铬螯合物，其中三价铬离子(Cr3+)是其活性中心，也是有机铬生物活性的基础。葡萄糖耐量因子，即有机铬螯合物具有增强胰岛素活性、调控代谢、促进动物生长、提高免疫力、改善繁殖性能、提高酮体品质等功能。因此，有机铬螯合物作为药物、营养剂广泛用于医药、保健品、饲料添加剂等领域，能改善糖尿病人的糖代谢、提高禽畜肉质等。
现有制备生物有机铬螯合物的方法，如2011年1月5日公开的，公开号为CN101935300A的“高纯度有机螯合烟酸铬的制备方法”专利，公开的方法是：先将烟酸加至水中，搅匀，后缓慢加入助溶剂至溶液中，待烟酸完全溶解后加入可溶性三价无机铬盐溶液至上述溶液中进行螯合反应，使析出烟酸铬晶体；然后静置，陈化后离心过滤，收集过滤后晶体，烘干即得烟酸铬螯合物产品。该方法的主要缺点是：作为葡萄糖耐量因子的类似物，该方法制备出的烟酸铬螯合物产品只含有烟酸配体，不含谷氨酸，甘氨酸，半胱氨酸或短肽等配体，与葡萄糖耐量因子的组分差异大，生物活性低。
三、发明内容
本发明的目的是针对现有制备生物有机铬螯合物方法的不足之处，提供一种制备烟酸-谷胱甘肽-三价铬离子螯合物的方法。本发明能制备出就能制备出含有烟酸和由谷氨酸、甘氨酸及半胱氨酸形成的短肽-谷胱甘肽为配体的有机铬螯合物，且具有制备条件温和、操作步骤简单、产品纯度高、资源综合利用率高、环保无污染等特点。
本发明的机理是：烟酸，谷胱甘肽分子中有游离羧基和氨基等基团，其中羧基的羰基氧原子、氨基的氮原子均有孤对电子，可与具有空轨道的中心离子配位；Cr3+有六个外层空轨道，可接纳孤对电子形成配位键。因此，在适当条件下，烟酸和谷胱甘肽可提供孤对电子给Cr3+，发生螯合反应，即形成烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物。
实现本发明目的的技术方案是：一种制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物的方法，以烟酸、谷胱甘肽及三氯化铬为原料，经配制烟酸-谷胱甘肽水溶液、制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液；制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物冻干粉的简单工序制得产品。所述方法的具体步骤如下：
(1)配制烟酸-谷胱甘肽水溶液
先以烟酸和谷胱甘肽为原料，按照烟酸的物质的量(mol)∶谷胱甘肽的物质的量(mol)∶纯净水的体积(L)之比为1∶0.25～4∶10～30的比例，在55～65℃的纯净水中，边搅拌边加入烟酸和谷胱甘肽至溶解为止，就配制出烟酸和谷胱甘肽的浓度为1～3mol/L的烟酸-谷胱甘肽水溶液。
(2)制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液
第(1)步完成后，按照三氯化铬的物质的量(mol)∶第(1)步配制的烟酸-谷胱甘肽水溶液的体积(L)之比为1∶100～160的比例，先在第(1)步配制的烟酸-谷胱甘肽水溶液中加入三氯化铬搅拌至溶解而制得烟酸-谷胱甘肽-三氯化铬水溶液，再用稀氢氧化钠溶液调节该水溶液的pH值为2.86～6.86，然后在55～65℃温度下搅拌，进行螯合反应5～8h，就制备出烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液，用于下步制备产品。
(3)制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物冻干粉
第(2)步完成后，先将第(2)步制备出的烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液泵入真空浓缩机中，在真空度为0.06～0.09MPa、温度为55～65℃条件下，进行真空浓缩，直至浓缩液体积为原螯合物溶液体积的1/2～1/5时为止，收集真空浓缩液，对于收集的真空浓缩液，按照真空浓缩液的体积(L)∶质量分数为95％的乙醇溶液的体积(L)之比为1∶15～30的比例，在真空浓缩液中加入所述的乙醇溶液，搅拌混合均匀，并将混匀后的混合物置于真空过滤机中，在真空度为0.06～0.09MPa下进行第一次真空过滤，分别收集第一次滤过液和截留物。对于第一次收集的滤过液，经蒸发回收乙醇后，剩余物质可用作制备饲料添加剂；对于第一次收集的截留物，用4～8℃的纯净水反复洗涤并进行真空过滤，直至滤过液中无Cr3+为止，分别收集第二次的滤过液和截留物。对于第二次收集的滤过液，送入电渗析器中脱盐，收集淡水用于再次制备超纯水；对于第二次收集的截留物，通过真空冷冻干燥机，在真空度为20～50Pa、温度为-40～-50℃的条件下，进行冷冻干燥24～30h，就制备出烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物冻干粉产品。
本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果：
1.本发明方法制备条件简单，只需在水溶液中进行制备，所需温度较低，反应时间也较短，就能制备出含有烟酸和由谷氨酸、甘氨酸及半胱氨酸形成的短肽-谷胱甘肽为配体的、生物活性高的葡萄糖耐量因子，产品质量高，能耗低，生产成本低，便于大规模生产。
2.本发明在制备螯合物的过程中，能回收乙醇溶液和未参与螯合反应的Cr3+，GSH，及烟酸再利用，这既避免了环境污染，又充分利用了资源，还降低了成本；
3.本发明制备出纯净的、稳定的生物有机铬产品，不含游离Cl-、烟酸及GSH，Cr3+含量达到8.95～14.63％，与天然葡萄糖耐量因子(GTF)十分接近，纯度高，产品质量高，附加值高。
本发明可广泛应用于以烟酸、短肽和CrCl3·6H2O为原料制备有机铬产品。采用本发明制备出的有机铬产品，可广泛应用于医药、保健品、饲料添加等领域中。
四、具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
实施例1
一种制备烟酸-谷胱甘肽-三价铬离子螯合物的方法，其具体步骤如下。
(1)配制烟酸-谷胱甘肽水溶液
以烟酸和谷胱甘肽为原料，按照烟酸的物质的量(mol)∶谷胱甘肽的物质的量(mol)∶纯净水的体积(L)之比为1∶4∶30的比例，在55℃的纯净水中，边搅拌边加入烟酸和谷胱甘肽至溶解为止，就配制出烟酸和谷胱甘肽的浓度为1mol/L的烟酸-谷胱甘肽水溶液。
(2)制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液
第(1)步完成后，按照三氯化铬的物质的量(mol)∶第(1)步配制的烟酸-谷胱甘肽水溶液的体积(L)之比为1∶100的比例，先在第(1)步配制的烟酸-谷胱甘肽水溶液中加入三氯化铬搅拌至溶解而制得烟酸-谷胱甘肽-三氯化铬水溶液，再用稀氢氧化钠溶液调节该水溶液的pH值为2.86，然后在55℃温度下搅拌，进行螯合反应5h，就制备出烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液，用于下步制备产品。
(3)制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物冻干粉
第(2)步完成后，先将第(2)步制备出的烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液泵入真空浓缩机中，在真空度为0.06MPa、温度为55℃条件下，进行真空浓缩，直至浓缩液体积为原螯合物溶液体积的1/2时为止，收集真空浓缩液，对于收集的真空浓缩液，按照真空浓缩液的体积(L)∶质量分数为95％的乙醇溶液的体积(L)之比为1∶15的比例，在真空浓缩液中加入95％的乙醇溶液，搅拌混合均匀，并将混匀后的混合物置于真空过滤机中，在真空度为0.06MPa下进行第一次真空过滤，分别收集第一次的滤过液和截留物。对于第一次收集的滤过液，经蒸发回收乙醇后，剩余物质可用作制备饲料添加剂；对于第一次收集的截留物，用4℃的纯净水反复洗涤并进行真空过滤，直至滤过液中无Cr3+为止，分别收集第二次的滤过液和截留物。对于第二次收集的滤过液，送入电渗析器中脱盐，收集淡水用于再次制备超纯水；对于第二次收集的截留物，通过真空冷冻干燥机，在真空度为20Pa、温度为-40℃的条件下，进行冷冻干燥24h，就制备出烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物冻干粉产品。
实施例2
一种制备烟酸-谷胱甘肽-三价铬离子螯合物的方法，同实施例1，其中：
第(1)步中，烟酸的物质的量(mol)∶谷胱甘肽的物质的量(mol)∶纯净水的体积(L)之比为1∶1.5∶20，纯净水温度为60℃，配制出的烟烟酸-谷胱甘肽水溶液中烟酸和谷胱甘肽的浓度为2mol/L。
第(2)步中，三氯化铬的物质的量(mol)∶第(1)步配制的烟酸-谷胱甘肽水溶液的体积(L)之比为1∶130，水溶液的pH值为4.86，温度为60℃，螯合反应时间为6h。
第(3)步中，进行真空浓缩的真空度为0.08MPa，温度为60℃，浓缩液体积为原螯合物溶液体积的1/4时为止，真空浓缩液的体积(L)∶质量分数为95％的乙醇溶液的体积(L)之比为1∶20，第一次真空过滤的真空度为0.08MPa，用6℃的纯净水反复洗涤。在真空度为40Pa、温度为-45℃的条件下，进行冷冻干燥28h，制备出烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物冻干粉产品。
实施例3
一种制备烟酸-谷胱甘肽-三价铬离子螯合物的方法，同实施例1，其中：
第(1)步中，烟酸的物质的量(mol)∶谷胱甘肽的物质的量(mol)∶纯净水的体积(L)之比为1∶0.25∶10，纯净水温度为65℃，配制出的烟烟酸-谷胱甘肽水溶液中烟酸和谷胱甘肽的浓度为3mol/L。
第(2)步中，三氯化铬的物质的量(mol)∶第(1)步配制的烟酸-谷胱甘肽水溶液的体积(L)之比为1∶160，水溶液的pH值为6.86，温度为65℃，螯合反应时间为8h。
第(3)步中，进行真空浓缩的真空度为0.09MPa，温度为65℃，浓缩液体积为原螯合物溶液体积的1/5时为止，真空浓缩液的体积(L)∶质量分数为95％的乙醇溶液的体积(L)之比为1∶30，第一次真空过滤的真空度为0.09MPa，用8℃的纯净水反复洗涤。在真空度为50Pa、温度为-50℃的条件下，进行冷冻干燥30h，制备出烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物冻干粉产品。
Claims (1)
1.制备烟酸-谷胱甘肽-三价铬离子螯合物的方法，其特征在于具体方法步骤如下：
(1)配制烟酸-谷胱甘肽水溶液
以烟酸和谷胱甘肽为原料，按照烟酸的物质的量∶谷胱甘肽的物质的量∶纯净水的体积之比为1mol∶0.25～4mol∶10～30L的比例，在55～65℃的纯净水中，边搅拌边加入烟酸和谷胱甘肽至溶解为止，配制出浓度为1～3mol/L的烟酸-谷胱甘肽水溶液；
(2)制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液
第(1)步完成后，按照三氯化铬的物质的量∶第(1)步配制的烟酸-谷胱甘肽水溶液的体积之比为1mol∶100～160L的比例，先在第(1)步配制的烟酸-谷胱甘肽水溶液中加入三氯化铬搅拌至溶解，再用稀氢氧化钠溶液调节pH值为2.86～6.86，然后在55～65℃下搅拌，进行螯合反应5～8h，制备出烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液；
(3)制备烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物冻干粉
第(2)步完成后，先将第(2)步制备出的烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物溶液泵入真空浓缩机中，在真空度为0.06～0.09MPa、温度为55～65℃条件下，进行真空浓缩，直至浓缩液体积为原螯合物溶液体积的1/2～1/5时为止，收集真空浓缩液，按照真空浓缩液∶质量分数为95％的乙醇溶液的体积之比为1L∶15～30L的比例，在真空浓缩液中加入95％的乙醇溶液，搅拌混合均匀，在真空度为0.06～0.09MPa下进行第一次真空过滤，分别收集第一次滤过液和截留物，对于第一次收集的滤过液进行蒸发回收乙醇；对于第一次收集的截留物，用4～8℃的纯净水反复洗涤并进行真空过滤，直至滤过液中无Cr3+为止，分别收集第二次的滤过液和截留物，对于第二次收集的滤过液，送入电渗析器中脱盐；对于第二次收集的截留物，在真空度为20～50Pa、温度为-40～-50℃的条件下，进行冷冻干燥24～30h，制备出烟酸-谷胱甘肽-Cr3+螯合物冻干粉产品。
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| 葡萄糖耐量因子（GTF）研究概述;刘亚明等;《中国中西医结合肾病杂志》;20030620;第4卷(第6期);第367-369页 * |
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