PL166086B1 - Sposób otrzymywania asparaginianu cynkowego - Google Patents

Abstract

Sposób otrzymywania asparaginianu cynkowego o wzorze 2, znamienny tym, że reakcję kwasu asparaginowego z węglanem cynku prowadzi się przy ciągłym mieszaniu, w temperaturze nie wyższej niż konieczna do rozpuszczenia reagentów, a otrzymany produkt reakcji po odsączeniu suszy się w temperaturze 60-80°C.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania asparaginianu cynkowego o wysokiej czystości, stosowanego jako suplement przy niedoborze cynku w organizmie ludzkim.

Prowadzone ostatnio na szeroką skalę badania dowiodły, że cynk jest jednym z njjwannij-szych biopnerwiastkdj spełniających ważne funkcie w fiziologii człowieka. Stwierdzono, że jest on aktywatorem ponad 200 enzymów, wspólnie z magnezem i miedzią bierze udział w podstawowych procesach przemiany materii, /Clinical, biochemical and nutritional aspects of trace elements. Ed.A.S.Prasad, New York, 1982 r./, a w szczególności w przemianach węglowodanów i białek.

Cynk jest mikroelementem niezbędnym dla życia. Występuje prawie we wszystkich tkankach organizmu. Zawartość cynku w organizmie dorosłego człowieka waha się w granicach 1,4-2,3 g, przy czym około 20% całkowitej jego ilości występuje w skórze. Duże jego stężenia koncentruje się również w nerkach, wątrobie i mięśniach oraz w gruczole krokowym u mężczyzn. Przeciętne dzienne zapotrzebowanie cynku wynosi dla dzieci w wieku 10-13 lat około 15 ag, dla dorosłego, zdrowego człowieka około 20 mg, przy czym dla kobiet u okresie ciąży i laktacji ilość ta wzrasta do ponad 25 mg na dobę.

Rzadko jednak zdarza się, aby te konieczne ilości cynku i innych bnopnerwiastkój dostarczane były codziennie do organizmu człowieka. Stąd też jak wykazują badania, stwierdza się znaczne ich niedobory. Aby chronić skutecznie społeczeństwo przed skutkami niedoboru biopierwiastków, w tym również cynku, współczesna medycyna rozwiązuje ten problem przez wprowadzanie do organizmu różnych preparatów, jako suplementów.

Stosowane dotychczas sole nieorganiczne cynku, takie jak siarczan czy chlorek nie dały oczekiwanego rezultatu, ponieważ ulegając w żołądku hydrolizie tworzą mocne kwasy, podrażniające śluzówkę przewodu pokarmowego, a kation cynku osadzając się na ścianach jelita jest tylko w części przyswajany przez organizm.

Okazało się, że niektóre aminokwasy, peptydy i białka odpowiednio spreparowane tworzą z metalami chelaty, które to połączenia zapewniają najlepsze przyswajanie danego biometalu przez komórki i tkanki.

Wśród aminokwasów wymogi te najlepiej spełnia kwas asparaginowy. Na przykład asparaginian magnezu jest 2-3 razy lepiej przyswajalny niż siarczan czy chlorek. Również cynk podawany w postaci kompleksu z kwasem asparaginowym jest trzykrotnie lepiej przyswajany przez organizm, niż jego sole nieorganiczne, a poza tym nie wykazuje żadnych szkodliwych działań ubocznych. Kwas asparaginowy o wzorze 3 jest jak wiadomo kwasem dwukarboksylowym. Ze względu jednak na to, że proton jednej grupy karboksylowej jest zaangażowany w wiązanie wodorowe z grupą aminową, tworząc jon obojnaczy, kwas ten zachowuje się jak kwas jednokarboksylowy.

W znanym stanie techniki otrzymano szereg soli tego kwasu z metalami, w których łączy się z nimi jedną grupą karboksylową tworząc wyłącznie wodoroasparaginiany.

166 086

Znane sposoby otrzymywania asparaginianów biometali dla celów leczniczych polegają na reakcji kwasu asparaginowego z tlenkiem, wodorotlenkiem lub węglanem odpowiedniego metalu w różnych warunkach temperatury reakcji, wydzielania i suszenia.

Z opisu patentowego RFN nr 3 238 118 znany jest sposób otrzymywania chlorowodorku asparaginianu cynku. W sposobie tym 2 mole kwasu asparaginowego zadaje się w temperaturze 60°C 1 molem tlenku cynku, po czym do mieszaniny dodaje się 1 mol chlorku cynku, otrzymując roztwór chlorowodorku asparaginianu cynku, a którym stosunek molowy cynku do reszty kwasowej kwasu asparaginowego wynosi jak 1:1.

W przykładach opisu patentowego RFN nr 2 752 287 podano, że otrzymane w wyniku reakcji kwasu asparaginowego z tlenkiem lub wodorotlenkiem sodu, potasu, magnezu, cynku roztwory soli poddaje się suszeniu rozpyłowemu w temperaturze pomiędzy 300°C a 80°C w celu uzyskania kompleksów wodoroasparaginianów wymienionych metali w postaci proszku.

Otrzymany sposobem według wynalazku asparaginian cynku o wzorze 2 jest nowym związkiem chemicznym, jak również nowym suplementem dla uzupełniania niedoboru cynku w organizmie. Nowym jest również sposób otrzymywania wspomnianego asparaginianu cynkowego.

Sposób według wynalazku umożliwia otrzymanie nowego produktu - asparaginianu cynkowego o wysokiej bo 100% czystości, w postaci jednorodnych drobnych kryształów, bez potrzeby stosowania suszenia rozpyłowego.

Według wynalazku sposób otrzymywania asparaginianu cynkowego w reakcji kwasu asparaginowego z węglanem cynku polega na tym, że reakcję prowadzi się przy ciągłym mieszaniu, w temperaturze nie wyższej niż konieczna do rozpuszczenia reagentów, a produkt reakcji po odsączeniu suszy się w temperaturze 60 - 80°C. Stwierdzono, że dla otrzymywania asparaginianu cynkowego w reakcji kwasu asparaginowego z węglanem cynku korzystny stosunek molowy reagentów winien wynosić odpowiednio 1:1.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się asparaginian cynku o wysokiej czystości z wydajnością około 90% wagowych.

Efektem tej syntezy jest otrzymanie asparaginianu cynku w postaci połączenia chelatowego. Jon cynku jest połączony w tym chelacie z obydwoma grupami karboksylowymi kwasu asparaginowego, a jednootześnie tworzy wiązanie koordynacyjne z grupą aminową, gdyż jon cynku tworząc chelat spowodował rozerwanie wewnątrzcząsteczkowego wiązania wodorowego. Argumenty te znajdują potwierdzenie w wynikach badań spektralnych otrzymanego nowego związku, w obszarze podczerwieni. Porównując spektrofotogramy przedstawione na fig. 1 /kwas asparaginowy/ i fig. 3 /asparaginian cynku/ widać w obszarze 3100-3350 cm”1 pasmo charakterystyczne dla jonu NH^* występujące wcC-aminokwasach /fig. 1/ i dla grupy aminowej związanej wiązaniem koordynacyjnym z jonem Zn+2 /fig. 3/. Natomiast fig. 2 przedstawiający wodoroasparaginian cynku o wzorze 1, wykazuje poszerzenie pasma w obszarze 3100-3300 cm-1 charakterystyczne dla wiązania wodorowego międzycząsteczkowego z zaangażowaniem grupy aminowej i cząsteczek wody. Wskazuje to na okoliczność, że w wodoroasparaginianie cynku dwie cząsteczki kwasu asparaginowego są połączone z jonem cynku a cząsteczki wody tworzą międzycząsteczkowe wiązania wodorowe z grupami aminowymi. Natomiast asparaginian cynku jest związkiem chelatowym, w którym obok dwóch spolaryzowanych wiązań cynk-tlen, występuje również wiązanie koordynacyjne między jonem cynku i grupą aminową kwasu asparaginowego. W spektrofotogramie na rysunku przedstawionego na fig. 3 /asparaginian cynku/ pojawia się wyraźnie ostre pasmo 3248 cm-1, które można przypisać grupie NH2, powstałej w wyniku uwolnienia grupy NH2 z wiązania wodorowego. Jak wiadomo chelaty biopierwiastków są znacznie lepiej przyswajalne od ich związków kompleksowych i soli nieorganicznych.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania.

Przykład. Asparaginian cynku. Do naczynia zaopatrzonego w mieszadło wprowadza się 100 cm³ wody i następnie 13,3 g /0,1 Mola/ kwasu 0,L-asparaginowego, po czym mieszając dodaje się 12,5 g /0,1 Mola/ węglanu cynkowego. Całość podgrzewa się do temperatury nie przekraczającej 60°C i utrzymuje w tej temperaturze przy ciągłym mieszaniu przez 1 godzinę. Następnie całość chłodzi się do temperatury otoczenia. Otrzymany produkt odsącza się, przemywa zimną wodą i suszy w temperaturze 60°C. Uzyskuje się 22,5 g produktu-asparaginianu cynkowego o wzorze ZnC₄H5NO2 . 2H₂0j Ciężar cząsteczkowy 232,48. Wydajność 90% wagowo.

166 086

Analiza elementarna:
Obliczono %	Zn	N	h2o
	28,12	6,02	15,5
Znaleziono %	28,08	6,10	15,6

166 086

CZJ

LICZBĄ FALOWA Ccm-13 t*CSrWSNWfc)_L

166 086

I UISf\J«=Xi=l_L η

Η

I

Ε u

C

J ί

U ί

(0

Ν υ

Μ

J

166 086

17.1 ^rsiwsNyy±

Π

Η

I ε

υ u

C

J α

li.

c

Ν

U

Η

J γΟ σι

166 086 □ □

Λ ¹¹

C-D-Zn-D-C CH CH

H_SN-CH HC-NHf “O-fc = D

WxÓt 4 □ —Zn —□

I \ I □ =C NH □ = □ \ ^x / □H-CHT

Wzó-r 2 □=ę-m-ęH-ę=D HD NH, D®

Wzónr 3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania asparaginianu cynkowego o wzorze 2znamienny tym, że reakcję kwasu asparaginowego z węglanem cynku prowadzi się przy ciągłym mieszaniu, a temperaturze nie wyższej niż konieczna do rozpuszczenia reagentów, a otrzymany produkt reakcji po odsączeniu suszy się a temperaturze 60 - B0°C.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek molowy reagentów to jest kwasu asparaginowego do węglanu cynkowego wynosi jak 1:1.