Vícejaderné komplexní sloučeniny hořčíku s aminodikarboxylovými kyselinami a halogenem, způsob jejich přípravy a jejich použití.
Oblast techniky
Vynález se týká vícejaderných komplexních sloučenin hořčíku s aminodikarboxylovými kyselinami a halogenem obecného vzorce.
7Mg.4 [kys.aminodikarboxylová-H].10X.mH20, kde kys. aminodikarboxylovou je kys. asparágová nebo kys. glutamová, X je halogen a m je počet mol vody.
Dosavadní stav techniky
Známé jsou komplexní sloučeniny aminodikarboxylových kyselin, hořčíku a halogenu v molovém poměru 1:1:1 (DP 2228101, 1972). Hydrogenchlorid L-asparaginát hořečnatý (Magnesium [L-aspartato(l-]chloro-) popisuje Fischer a kol. (Arzneim. Forsch. Drug. Res. 28 (I), Heft. 5, 1978) s cílem odstranění nedostatku hořčíku v organismu.
Hydrogenbromid L-asparaginát hořečnatý nejnověji popisuje španělský patent 550.166 (Buenaventura R.P.:C.A. Appl. Chem. Eng· S., 107, 1987, č. 13) jako sedativum pro veterinární účely.
Komplexní sloučeniny, které jsou předmětem této přihlášky vynálezu, jsme při průzkumu literatury nenašli.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu jsou komplexní sloučeniny aminodikarboxylových kyselin, hořčíku a halogenu obecného vzorce
7Mg.4[kys.aminodikarboxylová-H].10X.mH20, kde kys. aminodikarboxylovou je kys. asparagová nebo kys. glutamová, X je halogen a m je počet mol vody, jakož i způsoby jejich přípravy.
Podstatu vynálezu vysvětluje komplexní sloučenina triviálního názvu: Magnesium L-hydrogenaspartate-magnesium chloride-aqua (2:5:29) a triviálního vzorce
2[Mg(OOC-CH2-CH-CH-COOH)2].5 MgCl2 . 29 H20 nh2 chemického složení ci6H24C^10M^7N4°16 . 29 H20 a způsob její přípravy.
Je to bílá krystalická látka, za normálních podmínek fyzikálně, chemicky a mikrobiálně stabilní. Velmi dobře se rozpouští ve vodě v poměru (2:1), slabě v 96%ním etanolu a prakticky se nerozpouští v organických rozpouštědlech. Její nasycené roztoky jsou biostatické. Dá se výhodně izolovat krystalizací. Její krys
-1CZ 280394 B6 talinita je poměrně nížká, ale postačuje k hodnocení látky, která byla připravená více způsoby, RTG práškovou difrakční analýzou. Tato metoda IR spektra, termická analýza, jakož i úplná chemická analýza dokázaly reprodukovatelnost a individualitu látky, připravené všemi způsoby.
Fyzikálně-chemické vlastnosti:
Specifická optická otáčivost [A]D20 = (+7,2 až 8,7)° ml. dm .g , obsah ionů hořčíku 10,26 až 11,34 %, obsah chloridových anionů 21,38 až 23,62 %, obsah vody 30,7 až 36,7 %, aktuální acidita (pH) 4,8 až 7,2 a mikrobiologická nezávadnost.
Způsob přípravy magnesium L-hydrogenaspartate-magnesium chloride-aqua (2:5:29) podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se jako reakční složky používají L-hydrogenasparaginát hořečnatý v množství 2 mol a chlorid hořečnatý v množství 5 mol podle reakčního schéma (la).
Způsob přípravy látky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se jako reakční složky používají hydrogenchlorid L-asparaginátu hořečnatého (Magnesium [L-aspartato (l)-]chloro) v množství 4 mol a chlorid hořečnatý v množství 3 mol.
Způsob přípravy látky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se jako reakční složky používají kys. L-asparagová v množství 4 mol, kys. chlorovodíková v množství 10 mol a oxid hořečnatý v množství 7 mol. Nevýhodou tohoto postupu je nepřesné vedení pokusu, agresivnost reakčního roztoku a větší přítomnost vedlejších produktů.
Způsob přípravy látky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se jako reakční složky používají 4 mol kys. L-asparágové, 2 mol oxidu hořečnatého a 5 mol chloridu hořečnatého. Tento způsob přípravy je jednostupňový. Je nejvýhodnější, protože vychází ze základních sloučenin.
Nová komplexní sloučenina podle vynálezu, připravená uvedenými postupy, je podle RTG práškové difrakční analýzy identická.
Místo oxidu hořečnatého je možno použít i hydroxid hořečnatý nebo uhličitan hořečnatý. Oxid hořečnatý nebo hydroxid hořečnatý nebo uhličitan hořečnatý se s výhodou používá v množství 2 až 2,2 mol. Tento přebytek upravuje optimálně pH reakčního roztoku, optimalizuje výtěžnost a kvalitu.
Všechny způsoby přípravy látky podle vynálezu mají společnou podstatu v tom, že se reakce provádí ve vodném prostředí. Reakční teplota je 20 až 120 ’C a aktuální acidita reakčního roztoku 4,5 až 7,8. Po reakci se produkt izoluje z reakčního roztoku filtrací a krystalizací. Roztok po krystalizaci se zahušťuje k opětovné krystalizaci, nebo se použije jako reakční médium místo vody.
Aktuální acidita reakčního prostředí při vyšší hodnotě se upravuje kys. L-asparágovou. Z posledního krystalizačního roztoku se vyloučí kys. asparágová úpravou pH na hodnotu 2,7 až 3,2.
-2CZ 280394 B6
Výhody všech způsobů jsou ty, že reakčním prostředím je voda, pracuje se v malých objemech s vysokou výtěžností produktu, s nízkými náklady a prakticky jde o proces ekologicky čistý. Další výhodou vody jako reakčního prostředí je, že nezreagované reakční složky, vedlejší produkty, zůstanou v krystalizačním roztoku a nerozpustné se odstraní filtrací po provedení reakce. Pokusy bylo zjištěno, že když se podle reakčního schéma (la) použily k reakci 4 mol chloridu hořečnatého a provedla se krystalizace produktu úplným odpařením, produkt byl znečištěný hydrogenchloridem L-asparaginátu hořečnatého.
Obdobně, když se použily k reakci kys. L-asparágová, MgO a MgCl2.6H2O v molovém poměru 4:2:6, při získání produktu úplným vysušením na laboratorní rozprašovací sušárně zůstal produkt, znečistěný nezreagovaným chloridem hořečnatým. Když se izolace proudu provedla postupnou krystalizací, nezreagovaný chlorid hořečnatý nebo nezreagovaný hydrogenchlorid L-asparaginát hořečnatý zůstaly rozpuštěné v krystalizačním roztoku. Tento fakt byl zjištěný chemickou analýzou a celkovou látkovou bilancí. Přítomnost nezreagovaného chloridu hořečnatého a přítomnost hydrogenchloridu L-asparaginátu hořečnatého v produktech byla potvrzená RTG práškovou difrakční analýzou. RTG prášková analýza potvrdila i přítomnost sloučenin typu Mg(OH)Cl tehdy, když se v pokusu dávkovaly postupně voda, MgCl2.6H2O, MgO a kys. L-asparágová, směs se postupně vyhřála na reakční teplotu a po provedení reakce se před izolací produktu neprovedla filtrace.
Způsob izolace produktu postupnou krystalizací má i tu výhodu, že je možno použít reakční složky, hlavně MgCl2.6H2O, nižší kvality, přičemž průvodní příměsi zůstanou v krystalizačním roztoku.
Po ukončení reakce je možno krystalizací provést i azeotropickým oddestilováním vody n-butanolem jako jednorázovou. Při nesprávném poměru reakčnich složek zůstává nezreagovaný chlorid hořečnatý ve vodnobutanolovém roztoku. (Čistota produktu potvrzená RTG práškovou analýzou). V pokusu s izolací produktu z vodného roztoku srážením etanolem se získal hydrogenchlorid L-asparaginát hořečnatý a MgCl2.6H2O.
Čištění suchých produktů je možno podle potřeby provést i extrakcí absolutním etanolem a následnou krystalizací, nebo jen rekrystalizací z vody.
Způsob přípravy látky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že reakční roztok, vzniklý z ekvimolárních množstev reakčních komponentů podle reakčnich schémat (1), (2) a (3), se provede celý sušením nebo úplnou krystalizací odpařováním do pevné formy.
Komplexní sloučeniny aminodikarboxylových kyselin, hořčíku a halogenu podle vynálezu se mohou použít v humánní a veterinární medicíně, jakož i v zemědělství a potravinářství.
Ukázalo se z mnohočetných literárních pramenů, že použití Mg v terapii je velmi široké: v kardiologii, neurologii, psychia-3CZ 280394 B6 trii, nefrologii, pediatrii, alergologii, gynekologii, jako protistresový faktor, ve výživě (Speciální periodika: Magnesium a Magnesium and Trace Elements, Brooklyn, N.Y.-B.M. Altura, Magnesium Bulletin, Heidelberg - Dr. E. Fischer).
Za účelem získání léčiva se širokým spektrem indikací byla vyvinuta farmakologicky a klinicky zkoušená komplexní sloučenina: Magnesium L-hydrogenaspartate - magnesium chloride - aqua (2:5:29). Je vhodná pro všechny lékové formy a také jako přísada do jedlé soli pro nemocné, trpící neslanou dietou.
Komplexní sloučenina má účinnou látku hořčík, který je vazbově spojený s kys. L-asparágovou a chlórem. Látka je krystalická, ionového charakteru. L-enantiomer této komplexní sloučeniny zvyšuje resorbci Mg, jeho biologickou dostupnost a ionový charakter chloridů předchází vývoji metabolické alkalózy na rozdíl od oxidu nebo laktátu hořečnatého, které ji navozují.
Ve sledování na psech se ukázalo, že se resorbuje postupně a přetrvává ve zvýšené koncentraci v krvi asi 12 hodin. Ve sledování na dobrovolnících, které se vykonalo na jednorázové dávce, se také resorbuje postupně se vzestupem hladiny už v 1. hodině a s přetrváváním vyšších hladin v plazmě přibližně 24 hodin. V kolaborativní studii u pacientů s esenciální hypertenzí se v dlouhodobém sledování zjistila jeho účinnost v léčbě hypertenze. U pacientů s nízkou hladinou Mg se tato upravovala, když měli pacienti před sledováním normální hladinu Mg, tato se nezvyšovala. U obou skupin se v průběhu sledování zvyšovalo vylučování Mg jako projev jeho dostatečné resorpce z GIT. Ve sledováních u pacientů s ischemickou chorobou srdce se ukázalo, že snižuje výskyt stenokardií. Na základě těchto sledování je možné novou látku použít v indikaci léčby hypertenze a ischemické choroby srdce, jakož i všech následků nedostatku hořčíku (např. v těhotenství, při velké fyzické námaze u sportovců, v léčbě akutního infarktu myokardu).
Komplexní sloučenina magnesium L-hydrogenaspartate - magnesium chloride - aqua (2:5:29) je účinným a perspektivním léčivem se širokým využitím v praxi, velmi vhodného složení a dobré snášenlivosti .
Její toxikologické hodnocení ukázalo, že akutní orální LD50 nemohla být stanovena, protože po dávce 10 000 mg.k-1 tělesné hmotnosti neuhynulo žádné zvíře. Nedráždí kůži po opakovaných aplikacích. Nedráždí sliznice očí po jednorázové aplikaci.
Její koncentrovaný vodný roztok 50 až 70% hmotnostních je fyzikálně a mikrobiálně stabilní. Když se při přípravě použije čistých reakčních složek, je možno roztok komplexní sloučeniny přímo použít na přípravu tekuté lékové formy.
-4CZ 280394 B6
Přehled reakčních schémat
2[Mg(kys. aminodikarboxylová H2].aH2O + 5 MgX2 —>
h2° —> 7 Mg.4[kys. aminodikarboxylová-H].10 X.mH20 (1)
2[Mg(OOC-CH2-CH-COOH2].2H2O + 5 MgCl2.6H2O = nh2 . 324,5 + 5 . 203,32 = = 2[Mg(OOC-CH2-CH-COOH)2]. 5MgCl2 . 29H2O + 3H2O nh2 = 1575,56 + 54,04 (la) C16H24C110Mg7N4°16 * 29H2°
Magnesium L-hydrogénaspartate-magnesium chloride - aqua (2:5:29)
4[Mg(kys. aminodikarboxylová H)Cl].bH2O + 3 MgX2 —>
h2° —> 7 Mg.4[kys. aminodikarboxylová HJ.10 X.mH20 (2) kys. aminodikarboxylová + 2 MgO + 5 MgX2 —>
h2o
Mg.4[kys. aminodikarboxylová-H]·10 X.mH20 (3)
Příklady provedení
Předmět vynálezu je objasněný v příkladech bez toho, aby se na ně omezoval.
Příprava magnesium L-hydrogenaspartate - magnesium chloride - aqua (2:5:29) je objasněna v příkladech 1 až 6.
Příklad 1
Připraví se roztok 12,98 g (0,04 mol) L-hydrogenasparaginátu hořečnatého v 50 ml vody a roztok 20,32 g (0,1 mol) hexahydrátu chloridu hořečnatého v 25 ml. Roztoky se smíchají, profiltrují a po dobu 1 hodiny zahřívají na 80 °C. Roztok se za sníženého
-5CZ 280394 B6 tlaku zahušťuje na objem asi 40 ml na rotačním odpařováku a proces zahušťování se ukončí při objemu destilačního zbytku 25 ml, přičemž teplota vystoupí na 110 C. Z destilačního zbytku po 16 h krystalizace se produkt odfiltruje, vysuší po dobu 6 hodin při 18 ’C, uloží v exikátoru a po 16 h zváží a analyzuje. Výtažek je 14,9 g.
Analýza: Mg2+ = 10,8 %, Cl” = 22,5 %, H2O = 32,5 %, [a]D20 = +8,54° ml.dm1 · g1, pH (10% roztok) = 6,23, N = 3,6 %.
Příklad 2
Postupuje se jako u příkladu 1 s tím rozdílem, že roztok komplexní sloučeniny se převede na krystalický produkt krystalizací odpařením vody za sníženého tlaku při teplotě 70 až 80 °C na rotačním odpařováku. Pevný, křehký produkt po vybrání se rozpráškuje a dosuší jako v příkladě 1.
Analýza: Mg2+ = 11 %, Cl = 23,2 %, H20 = 33,3 %, [a]D20 = +8,37° ml . dm1 . g1, pH (10% roztok) = 6,23.
Při termické analýze produktu se na DTG křivkách projevují dva efekty při 160 °C a potom při 480 °C, kdy nastává úplný rozklad. Tyto údaje svědčí o tom, že se substance odlišuje od L-hydrogenasparaginátu hořečnatého, u něhož prvý efekt se projeví při 194 °C a od této teploty je stálý až do 300 °C.
Příklad 3
Postupuje se jako v příkladě 2 s tím rozdílem, že na 0,04 mol L-hydrogenasparaginátu hořečnatého se použije 0,08 mol hexahydrátu chloridu hořečnatého.
V produktu zůstal nezreagovaný hydrogenchlorid L-asparaginát hořečnatý.
Analýza: Mg2+ = 10,66 %, Cl = 20,5 %, H20 = 32,8, [a]D20 = +8,7° ml.dm1 . g1.
Potvrdila to i RTG prášková difrakční analýza. Naproti tomu produkty, vyrobené podle příkladu 1 a 2, byly bez tohoto meziproduktu jako i bez příměsí reakčních složek.
Příklad 4
Do přesně zvážené baňky se přesně naváží 9,8364 g (0,04 mol) trihydrátu hydrogenchloridu L-asparaginátu hořečnatého a rozpustí se v 40 ml vody. Do roztoku se přidá přesně odvážené množství hexahydrátu chloridu hořečnatého 6,0990 g (0,03 mol). Po jeho rozpuštění se roztok zpracuje na produkt podle příkladu 2, s tím rozdílem, že se reakce ukončí za normálního tlaku a reakční teplota ke konci dosáhne 110 °C. Povrch baňky s vykrystalizovaným
-6CZ 280394 B6 produktem se očistí a potom se baňka s produktem vloží do sušárny. Hmotnost produktu je 15,7400 g.
Analýza: Mg2+ = 10,96 %, Cl“ = 22,95 %, H2O = 32,9.
Výsledky termické analýzy poukázaly na to, že na RTG křivkách se nenachází tepelný efekt při 210 °C, který je významný pro hydrogenchlorid L-asparaginát hořečnatý, přičemž u získané komplexní sloučeniny jsou významné efekty při 160 ’C a při 480 °C, kdy nastává její úplný rozklad. Nepřítomnost této východiskové reakční složky potvrdila i RTG prášková difrakční analýza.
Příklad 5
Do sulfonační baňky, opatřené míchadlem, zpětným chladičem a teploměrem, se nadávkuje 44,6 g (1,069 mol) oxidu hořečnatého (96,68 %) a 200 ml vody. Velmi pomalu se spouští míchání, aby se oxid hořečnatý nevznesl na stěny sulfonační baňky. Do této suspenze se dávkuje 266,2 g (2 mol) kys. L-asparágové. Teplota exotermicky vystoupí na 40 až 50 °C. Směs se vyhřeje na 100 až 105 °C, přičemž reakční komponenty přejdou do roztoku a za 2 hodiny se ustálí pH reakčního roztoku na hodnotě 6,7. Potom se sníží teplota roztoku na 80 ’C a nadávkuje se 507,5 g (2,5 mol) hexahydrátu chloridu hořečnatého. Potom se reakční směs vyhřeje na 115 až 120 °C. Po 1 hodině ustálené teploty je reakce ukončená .
Reakční roztok se přefiltruje, v průběhu 5 hodin se ochladí na 27 °C a krystalizace se ukončí za míchání po dobu dalších 5 hodin. Produkt se odfiltruje a dobře doodsává. Krystalizační roztoky se zahušťují a krystalizací zpracují kvantitativně na produkt. Produkt se vysuší po dobu 6 hodin při 80 C do ustálení hmotnosti.
Rekrystalizací z vody (3,5 hmotnostních dílů k 1 hmotnostnímu dílu vody) se získá produkt s neměnícími se fyzikálněchemickými kritérii o sumárním vzorci:
C16H24C110MÚ7N4°16 ’ 29 H2° (1575,4). |
Vypočteno Stanoveno |
C
12,20
12,40 |
H Cl
5,25 22,50
5,22 22,5 |
Mg
10,80
10,8 |
N
3,56
3,50 |
Příklad 6 |
|
|
|
|
V aparatuře |
podle příkladu 5 |
se provede |
reakce tím samým |
postupem s následujícím množstvím reakčních složek v 30 ml destilované vody: 6,46 g (0,156 mol) oxidu hořečnatého, 40 g (0,3 mol) kys. L-asparagové a 91,5 g (0,45 mol) hexahydrátu chloridu hořečnatého. Po provedení reakce a přefiltrování reakčního roztoku se aparatura upraví tak, že se pod zpětný chladič umístí dělič fází a připustí se 300 g n-butanolu, se kterým se po dobu 3,5 hodiny azeotropicky oddestiluje 38 ml vodní fáze za intenzivního míchání v rozmezí 102 až 112 °C. Vzniklá krystalická suspenze se ochladí na 20 C. Krystalický produkt se odfiltruje a suší při 80 ’C
-7CZ 280394 B6 a tlaku 16 kPa. Výtěžek produktu je 105 g. (Z vodnobutanolového filtrátu se izoloval nezreagovaný chlorid horečnatý).
Analýza: Mg2+ = 10,92 %, Cl“ = 22,3 %, H2O = 32,1 %, [a]D20 = +8,3’ ml . dm“1 . g1, pH (10% roztok) = 6,4, N = 3,7 %.
Příklad 7
Příprava vícejaderné komplexní sloučeniny hořčíku, kys. glutamové a chlóru.
Mg.4 [kys. glutamová -H]. 10 Cl . mH20
Směs 7,35 g kys. glutamové (0,05 mol), 1,09 g MgO (0,025 mol) a 20 ml vody se mícháním a zahříváním přivede do roztoku. Do tohoto roztoku se přidá roztok 12,7 g MgCl2.6H2O (0,0625 mol) v 15 ml vody. Roztok se přefiltruje, odpařuje nejdříve při 80 až 90 °C a ke konci při 110 až 120 ’C postupem v aparatuře podle příkladu 1 a 2. Získá se produkt složení C20H32C110M97N4°16 ’ 20H20·
Cl
Mg
N H2O
Vypočteno Stanoveno
24,12 %
24,4 %
11,58 %
11,7 %
3,8 %
3,83 %
24,5 %
24,14 %
Příklad 8
Příprava vícejaderné komplexní sloučeniny hořčíku, kys. glutamové a bromu sumárního složení
Mg . 4 [kys. glutamová-H] . 10 Br . mH20
Příprava v aparatuře a postupem podle příkladu 5 s reakčními složkami:
20,84 g (0,5 mol) oxidu hořečnatého, 147,13 g kys. glutamové (1 mol) a 365,28 g (1,25 mol) hexahydrátu bromidu hořečnatého v 770 ml destilované vody. Maximální reakční teplota 70 až 80 ’C.
Po vychladnutí a profiltrování se reakční roztok vysuší na laboratorní rozprašovací sušárně při výstupní teplotě vzduchu 110 až 115 °C. Produkt se stabilní vlhkosti má složení: C20H32Br10Mg7N4°16 ’ 26H20,
|
Br |
Mg |
h2o |
Vypočteno |
39,51 % |
8,42 % |
23,2 |
% |
Stanoveno |
39,6 % |
8,4 % |
23,5 |
% |
Průmyslová využitelnost
Komplexní sloučenina magnesium L-hydrogenaspartate - magnesium chloride - aqua (2:5:29) je v pevném stavu vhodná na přípravu všech lékových forem včetně injekcí, jakož i ve směsi s mále rozpustnými hořečnatými sloučeninami.