RU2535928C1 - Rapid catalytic method for preparing recovered form of coenzyme q10 to be used in pharmaceutical and food compositions - Google Patents
Rapid catalytic method for preparing recovered form of coenzyme q10 to be used in pharmaceutical and food compositions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535928C1 RU2535928C1 RU2013125386/04A RU2013125386A RU2535928C1 RU 2535928 C1 RU2535928 C1 RU 2535928C1 RU 2013125386/04 A RU2013125386/04 A RU 2013125386/04A RU 2013125386 A RU2013125386 A RU 2013125386A RU 2535928 C1 RU2535928 C1 RU 2535928C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coenzyme
- reduced
- ubiquinol
- stage
- koq
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
Description
Коэнзим Q10 (KoQ) в двух формах - окисленной (убихинон) и восстановленной (убихинол) является коферментом системы тканевого дыхания митохондрий, который участвует в процессах биологического окисления и производства АТФ. Наиболее изучено применение коэнзима Q10 при т.н. митохондриальных болезнях - сердечной недостаточности, диабета, метаболического синдрома, нейродегенеративных расстройств - болезнях Альцгеймера, Паркинсона, синдроме Хайтингтона, а также в качестве геропротектора. Применение окисленной формы KoQ сопряжено с рядом трудностей, связанных а) с его низкой биодоступностью, составляющей всего 3 - 7%; б) со снижением активности ферментов I-III молекулярных комплексов митохондрий, обусловленным генными мутациями, окислительным стрессом, ингибирующим действием ксенобиотиков и лекарств, старением. Это блокирует образование восстановленной формы KoQH2 и обусловливает снижение уровня синтеза АТФ, а в целом истощение энергетического потенциала клетки.Coenzyme Q 10 (KoQ) in two forms - oxidized (ubiquinone) and reduced (ubiquinol) is a coenzyme of the mitochondrial tissue respiration system, which is involved in the processes of biological oxidation and ATP production. The most studied use of coenzyme Q 10 with the so-called mitochondrial diseases - heart failure, diabetes, metabolic syndrome, neurodegenerative disorders - Alzheimer's, Parkinson's disease, Haitington's syndrome, and also as a geroprotector. The use of the oxidized form of KoQ is associated with a number of difficulties associated with a) its low bioavailability, which is only 3–7%; b) with a decrease in the activity of enzymes I-III of the molecular complexes of mitochondria due to gene mutations, oxidative stress, the inhibitory effect of xenobiotics and drugs, and aging. This blocks the formation of the reduced form of KoQH 2 and causes a decrease in the level of ATP synthesis, and in general depletion of the energy potential of the cell.
А между тем в норме 95% KoQ плазмы крови должно быть представлено восстановленной формой, что недостижимо при диабете, сердечно-сосудистой патологии и т.д., а также у лиц старше 40 лет, т.е. когда способность ферментов митохондрий восстанавливать убихинон в убихинол существенно снижена (Рере S. et al., 2007; Shults C.W. et al., 2002). Клинические испытания показали, что применение восстановленной формы коэнзима Q10 повышает его уровень в крови в несколько раз более эффективно, чем использование его окисленной формы (Yamamoto Y., Yamashita S., 1997). Поэтому использование готового восстановленного KoQH2 (убихинола) позволяет не только снять эти проблемы, но, учитывая его высокую биодоступность (в 8 раз выше, чем KoQ) (Hosoe K., 2007; Takahashi T., Okamoto T., Mori K. et al., 1993), в короткое время легко создавать необходимую концентрацию продукта в крови и других тканях. К тому же только восстановленная форма KoQ обладает антирадикальной и антиоксидантной активностью (Bentinger М. et al., 2007) и способна поддерживать эффективную концентрацию активной восстановленной формы витамина Е (Thomas S.R. et al., 1997), предотвращая его окисление. Поэтому в профилактических и лечебных целях перспективным признано использование именно восстановленной формы коэнзима Q10 - убихинола.Meanwhile, normally 95% of the blood plasma KoQ should be represented by the restored form, which is unattainable in diabetes, cardiovascular pathology, etc., as well as in people over 40 years of age, i.e. when the ability of mitochondrial enzymes to reduce ubiquinone to ubiquinol is significantly reduced (S. Pere et al., 2007; Shults CW et al., 2002). Clinical trials have shown that the use of the reduced form of coenzyme Q 10 increases its level in the blood several times more effectively than the use of its oxidized form (Yamamoto Y., Yamashita S., 1997). Therefore, the use of ready-made reconstituted KoQH 2 (ubiquinol) allows not only to remove these problems, but, given its high bioavailability (8 times higher than KoQ) (Hosoe K., 2007; Takahashi T., Okamoto T., Mori K. et al., 1993), in a short time it is easy to create the necessary concentration of the product in the blood and other tissues. In addition, only the reduced form of KoQ has antiradical and antioxidant activity (Bentinger M. et al., 2007) and is able to maintain an effective concentration of the active reduced form of vitamin E (Thomas SR et al., 1997), preventing its oxidation. Therefore, for preventive and therapeutic purposes, the use of precisely the restored form of coenzyme Q 10 , ubiquinol, is recognized as promising.
В связи с изложенным получение убихинола является первым шагом на пути создания эффективных лекарственных форм препаратов и биологически активных добавок к пище. Однако, быстрое препаративное получение восстановленного коэнзима Q10 затруднено в силу низких скоростей некаталитического восстановления убихинона.In connection with the foregoing, obtaining ubiquinol is the first step towards creating effective dosage forms of drugs and dietary supplements. However, the rapid preparative preparation of reduced coenzyme Q 10 is difficult due to the low rates of non-catalytic reduction of ubiquinone.
В качестве способа ускоренного получения субстанции восстановленной формы коэнзима Q10 предложено использовать обнаруженный нами каталитический эффект восстановления убихинона в среде пригодного для биологического фармацевтического и пищевого применения растворителя этанола в присутствии микроколичеств меди Cu2+ и природного восстановителя - аскорбиновой кислоты. Причем каталитический эффект в этой же системе, но при участии восстановленного железа Fe2+ не наблюдается.It is proposed to use the catalytic effect of the reduction of ubiquinone in an environment suitable for biological pharmaceutical and food use of an ethanol solvent in the presence of trace amounts of copper Cu 2+ and a natural reducing agent, ascorbic acid, as a method for accelerated production of the substance of the reduced form of coenzyme Q 10 . Moreover, the catalytic effect in the same system, but with the participation of reduced iron, Fe 2+ is not observed.
Настоящее изобретение относится к разработке технологически простого и малозатратного способа получения восстановленного коэнзима Q10 - убихинола с использованием катализатора.The present invention relates to the development of a technologically simple and low-cost method for producing the reduced coenzyme Q 10 - ubiquinol using a catalyst.
Патентная информация о каталитическом получении восстановленной формы коэнзима Q10 практически отсутствует. Однако, имеются патентные данные о некаталитических способах получения убихинола для косметических целей путем восстановления убихинона различными природными растительными экстрактами в этаноле (US patent appl. 20120201802 - Takao Yamaguchi, Takaaki Jikihara, Shiro Kitamura, Yasuyoshi Ueda. - Method for producing reduced coenzyme Q10, method for stabilizing same, and composition comprising same, Kaneka Corp., pablished on august, 2012).Patent information on the catalytic production of the reduced form of coenzyme Q 10 is practically absent. However, there is patent data on non-catalytic methods for producing ubiquinol for cosmetic purposes by restoring ubiquinone with various natural plant extracts in ethanol (US patent appl. 20120201802 - Takao Yamaguchi, Takaaki Jikihara, Shiro Kitamura, Yasuyoshi Ueda. - Method for producing reduced coenzyme Q 10 , method for stabilizing the same, and composition composition same, Kaneka Corp., pablished on august, 2012).
Недостатком данного способа является использование для препаративного восстановления KoQ значительных количеств дорогостоящих гидрофобных растительных экстрактов и, как следствие, трудности отделения от экстрактов полученного в конечной смеси восстановленного продукта (US patent appl. 20120201802, august, 2012).The disadvantage of this method is the use of significant amounts of expensive hydrophobic plant extracts for preparative KoQ recovery and, as a result, the difficulty of separating the recovered product obtained in the final mixture from extracts (US patent appl. 20120201802, august, 2012).
Известен способ восстановления коэнзима Q10 при помощи основных синтетических восстановителей, таких как боргидрид натрия, дитионит натрия, гидросульфит натрия и т.д., в частности, описанный в US patent appl. 20120201802, august, 2012, а также в не патентной литературе (например, Mukai K. et al., 1990). Недостатком данного способа является использование для восстановления коэнзима Q10 не природных соединений, а синтетических химических восстановителей.A known method of reducing coenzyme Q10 using basic synthetic reducing agents, such as sodium borohydride, sodium dithionite, sodium hydrosulfite, etc., in particular, described in US patent appl. 20120201802, august, 2012, as well as in non-patent literature (e.g., Mukai K. et al., 1990). The disadvantage of this method is the use to restore coenzyme Q 10 not natural compounds, but synthetic chemical reducing agents.
Описан также ферментативный метод восстановления убихинона с использованием одной или нескольких редуктаз, экстрагированных из биологического материала бактерий, грибов и дрожжей (WIPO Patent appl. WO/2011/078648 - Tan Bok Hooi, Xiong Jun. - Method of producing reduced coenzyme Q10 by enzymatic method, pablished on July, 2011). Недостатком данного способа, как и в US patent appl. 20120201802, является высокая стоимость биотехнологического процесса и сложность отделения редуктаз от полученного продукта.An enzymatic method for reducing ubiquinone using one or more reductases extracted from biological material of bacteria, fungi and yeast is also described (WIPO Patent appl. WO / 2011/078648 - Tan Bok Hooi, Xiong Jun. - Method of producing reduced coenzyme Q10 by enzymatic method , pablished on July, 2011). The disadvantage of this method, as in the US patent appl. 20120201802, is the high cost of the biotechnological process and the complexity of separating reductases from the resulting product.
В отличие от перечисленных способов восстановления убихинона в US patent appl. 20110123505 предложен препаративный способ получения убихинола (US patent appl. 20110123505 - Tarahiro Ueda, Yozo Nagira, Shiro Kitamura. - Method of producing reduced coenzyme Q10, and method of stabilizing the same, Kaneka Corp., pablished on may 2011) путем некаталитического восстановления коэнзима Q10 аскорбиновой кислотой в кипящем этаноле (78°C) в течение 30 часов.In contrast to the listed methods for restoring ubiquinone in US patent appl. 20110123505 proposed a preparative method for producing ubiquinol (US patent appl. 20110123505 - Tarahiro Ueda, Yozo Nagira, Shiro Kitamura. - Method of producing reduced coenzyme Q10, and method of stabilizing the same, Kaneka Corp., pablished on may 2011) by non-catalytic coenzyme recovery Q10 with ascorbic acid in boiling ethanol (78 ° C) for 30 hours.
Недостатками данного способа являются: длительность протекания некаталитического восстановления Q10 - 16 ч. (US patent appl. 20120201802, august, 2012) или 30 часов (US patent appl. 20110123505, may, 2011) и, как следствие, возможность окисления конечного продукта в условиях высокой температуры и большого интервала времени. Недостатком также является усложнение технологического процесса, связанное с соблюдением техники безопасности и сложностью недопущения потерь кипящего растворителя и высокая энергозатратность процесса.The disadvantages of this method are: the duration of the non-catalytic reduction Q 10 - 16 hours (US patent appl. 20120201802, august, 2012) or 30 hours (US patent appl. 20110123505, may, 2011) and, as a result, the possibility of oxidation of the final product in conditions of high temperature and a long time interval. The disadvantage is the complexity of the process associated with compliance with safety precautions and the difficulty of avoiding the loss of boiling solvent and the high energy consumption of the process.
Задача настоящего изобретения состояла в разработке технологически простого и малозатратного способа получения восстановленного коэнзима Q10 без использования обычно применяемых химических восстановителей, для дальнейшей его стабилизации в жидкой форме водных, спиртовых и масляных растворов. Эта задача решена тем, что в описываемом способе количественное восстановление коэнзима Q10 протекает при 25°C без нагревания при действии фармацевтической L-аскорбиновой кислоты и в присутствии микроколичеств катализатора ионов Cu2+ в виде меди сульфата пятиводного (CuSO4·5H2O). В этих условиях образование убихинола с выходом, близким к 95%, может протекать уже при комнатной температуре всего за несколько минут. В описываемом способе для растворения реагентов так же, как и в перечисленных выше способах, используется только приемлемый в пищевой промышленности и фармацевтически разрешенный 95% этанол.The objective of the present invention was to develop a technologically simple and low-cost method for producing reduced coenzyme Q 10 without the use of commonly used chemical reducing agents, for its further stabilization in liquid form of aqueous, alcoholic and oil solutions. This problem is solved in that in the described method, the quantitative reduction of coenzyme Q 10 proceeds at 25 ° C without heating under the action of pharmaceutical L-ascorbic acid and in the presence of trace amounts of Cu 2+ ion catalyst in the form of copper pentahydrate (CuSO 4 · 5H 2 O) . Under these conditions, the formation of ubiquinol with a yield close to 95% can occur even at room temperature in just a few minutes. In the described method for dissolving the reagents, as well as in the above methods, only acceptable in the food industry and pharmaceutically approved 95% ethanol is used.
Особенностью настоящего изобретения является существенное упрощение технологического процесса при использовании простого оборудования, значительное уменьшение периода восстановления коэнзима Q10 от нескольких часов до нескольких минут с помощью предложенного катализатора, получение восстановленной формы коэнзима Q10 с количественным выходом (>95%) при 25°C (без нагревания, потерь растворителя и дополнительного расходования энергии). Получено также оптимальное соотношение исходного убихинона и восстановителя, отличающееся от описанного в US patent appl. 20120201802 и US patent appl. 20110123505 и обеспечивающее ускорение процесса в ~ 6000 раз. Содержание 2,2 мг/мл восстановленного коэнзима Q10 (убихинола) (эквивалент растворимости в этаноле при 25°C) соответствует биодоступности 16 мг убихинона, поскольку убихинол обладает в 8 раз более высокой биодоступностью (Hosoe К., 2007; Takahashi Т., Okamoto Т., Mori К. et al., 1993). Тем самым 2,2 мг восстановленного коэнзима Q10 в 1 мл эквивалентны 16 мг - половинной суточной профилактической дозе окисленной формы коэнзима Q10.A feature of the present invention is a significant simplification of the process using simple equipment, a significant reduction in the recovery period of coenzyme Q 10 from several hours to several minutes using the proposed catalyst, obtaining a reduced form of coenzyme Q 10 with a quantitative yield (> 95%) at 25 ° C ( without heating, solvent loss and additional energy consumption). An optimal ratio of starting ubiquinone to reducing agent was also obtained, which is different from that described in US patent appl. 20120201802 and US patent appl. 20110123505 and providing a process acceleration of ~ 6000 times. The content of 2.2 mg / ml of reduced coenzyme Q 10 (ubiquinol) (equivalent to solubility in ethanol at 25 ° C) corresponds to the bioavailability of 16 mg of ubiquinone, since ubiquinol has 8 times higher bioavailability (Hosoe K., 2007; Takahashi T., Okamoto, T., Mori, K. et al., 1993). Thus, 2.2 mg of reduced coenzyme Q 10 in 1 ml is equivalent to 16 mg - a half daily prophylactic dose of the oxidized form of coenzyme Q 10 .
Описываемый способ включает: (i) предварительное растворение окисленной формы коэнзима Q10 и аскорбиновой кислоты, взятых в мольном соотношении не менее 1:5; (ii) добавление микроколичеств катализатора и каталитическое восстановление коэнзима Q10 с образованием его восстановленной формы (убихинола); (iii) предотвращение протекания обратной реакции путем добавления комплексообразующего с Cu2+ соединения при достижении количественного выхода целевого продукта; (iv) кристаллизация и выделение целевого продукта - восстановленной формы коэнзима Q10 с последующим промыванием водой для очистки от следов катализатора. При этом обеспечивается практически количественный выход восстановленного продукта синтеза и экономичность технологического процесса.The described method includes: (i) preliminary dissolution of the oxidized form of coenzyme Q 10 and ascorbic acid, taken in a molar ratio of at least 1: 5; (ii) adding trace amounts of catalyst and catalytic reduction of coenzyme Q 10 to form its reduced form (ubiquinol); (iii) preventing the reverse reaction from occurring by adding a complexing compound with Cu 2+ to achieve a quantitative yield of the target product; (iv) crystallization and isolation of the target product — the reduced form of coenzyme Q 10 , followed by washing with water to remove traces of the catalyst. This ensures almost quantitative yield of the recovered synthesis product and the efficiency of the process.
1. Получение и выход восстановленного коэнзима Q10 при участии катализатора1. Preparation and yield of reduced coenzyme Q 10 with the participation of a catalyst
В стандартных условиях полное восстановление убихинона большим избытком аскорбиновой кислоты (1:50) составляет не менее суток, а в условиях повышенной температуры (60°C) при таком же избытке восстановителя - до 6 часов. В настоящем способе период времени полного восстановления убихинона при температуре 25°C резко сокращается до 4-7 мин при меньшем избытке восстановителя 1:5. При мольном избытке АК не менее, чем 1:5, выход восстановленного коэнзима Q10 составляет около 95%. Уменьшение соотношения Q10: АК приводит к уменьшению выхода продукта. Время достижения остаточной концентрации убихинона (около 5%) при увеличении избытка аскорбиновой кислоты от 1:5 до 1:45 практически не меняется и составляет 4-5 минут. Время достижения остаточной концентрации убихинона с увеличением содержания катализатора (от 0.6 ммоль/л до 2.4 ммоль/л) резко сокращается от 7 до 1 минуты.Under standard conditions, the full recovery of ubiquinone with a large excess of ascorbic acid (1:50) is at least a day, and under conditions of elevated temperature (60 ° C) with the same excess of a reducing agent, up to 6 hours. In the present method, the time period for the complete reduction of ubiquinone at a temperature of 25 ° C is sharply reduced to 4-7 minutes with a smaller excess of the reducing agent 1: 5. When the molar excess of AK is not less than 1: 5, the yield of reduced coenzyme Q 10 is about 95%. A decrease in the ratio of Q 10 : AK leads to a decrease in the yield of the product. The time to reach a residual concentration of ubiquinone (about 5%) with an increase in the excess of ascorbic acid from 1: 5 to 1:45 practically does not change and is 4-5 minutes. The time to reach a residual concentration of ubiquinone with an increase in the catalyst content (from 0.6 mmol / L to 2.4 mmol / L) sharply decreases from 7 to 1 minute.
1.1. Приготовление искомой восстановленной формы коэнзима Q10 1.1. The preparation of the desired reduced form of coenzyme Q 10
Взвесь коэнзима Q10 в этаноле концентрацией, в 2 раза большей, чем предельная для растворения величина 2.18 мг/мл (2.53 ммоль/л), смешивают с таким же объемом этанольного раствора аскорбиновой кислоты, взятой в избытке, добиваясь полного растворения убихинона. Затем добавляют катализатор в виде раствора меди сульфата пятиводного (CuSO4·5H2O) выбранной концентрации. Кинетический анализ содержания и расходования в реакции убихинона проводят при 405 нм спектрофотометрическим методом.A suspension of coenzyme Q 10 in ethanol with a concentration 2 times higher than the limit for dissolution of 2.18 mg / ml (2.53 mmol / L) is mixed with the same volume of an ethanol solution of ascorbic acid taken in excess, achieving complete dissolution of ubiquinone. Then add the catalyst in the form of a solution of copper sulfate pentavodnoy (CuSO 4 · 5H 2 O) of the selected concentration. A kinetic analysis of the content and expenditure in the ubiquinone reaction is carried out at 405 nm by a spectrophotometric method.
Пример 1. В этанольный раствор коэнзима Q10 исходной концентрацией 2.68 ммоль/л и 113.6 ммоль/л аскорбиновой кислоты, взятой в 45-кратном избытке (45:1), добавляют 0.6 ммоль/л раствора катализатора. Период времени полного (95%) восстановления убихинона составляет 4 мин.Example 1. In an ethanol solution of coenzyme Q 10 with an initial concentration of 2.68 mmol / L and 113.6 mmol / L of ascorbic acid taken in a 45-fold excess (45: 1), 0.6 mmol / L of catalyst solution was added. The time period for complete (95%) recovery of ubiquinone is 4 minutes.
Пример 2. В этанольный раствор коэнзима Q10 исходной концентрацией 2.68 ммоль/л и 56.8 ммоль/л аскорбиновой кислоты, взятой в 22.7-кратном избытке (22.7:1), добавляют 0.6 ммоль/л раствора катализатора. Период времени полного (95%) восстановления убихинона составляет 4 - 4.5 мин.Example 2. In an ethanol solution of coenzyme Q 10 with an initial concentration of 2.68 mmol / L and 56.8 mmol / L of ascorbic acid taken in a 22.7-fold excess (22.7: 1), 0.6 mmol / L of catalyst solution was added. The period of complete (95%) recovery of ubiquinone is 4 - 4.5 minutes.
Пример 3. В этанольный раствор коэнзима Q10 исходной концентрацией 2.71 ммоль/л и 28.4 ммоль/л аскорбиновой кислоты, взятой в 11.3-кратном избытке (11.3:1), добавляют 0.6 ммоль/л раствора катализатора. Период времени полного (95%) восстановления убихинона составляет 5 мин.Example 3. In an ethanol solution of coenzyme Q 10 with an initial concentration of 2.71 mmol / L and 28.4 mmol / L of ascorbic acid taken in an 11.3-fold excess (11.3: 1), 0.6 mmol / L of catalyst solution was added. The time period for complete (95%) recovery of ubiquinone is 5 minutes.
Пример 4. В этанольный раствор коэнзима Q10 исходной концентрацией 2.84 ммоль/л и 14.2 ммоль/л аскорбиновой кислоты, взятой в 5-кратном избытке (5.1:1), добавляют 0.6 ммоль/л раствора катализатора. Период времени полного (95%) восстановления убихинона составляет 4.5 мин.Example 4. In an ethanol solution of coenzyme Q 10 with an initial concentration of 2.84 mmol / L and 14.2 mmol / L of ascorbic acid taken in a 5-fold excess (5.1: 1), 0.6 mmol / L of catalyst solution was added. The time period for complete (95%) recovery of ubiquinone is 4.5 minutes.
Пример 5. В этанольный раствор коэнзима Q10 исходной концентрацией 2.80 ммоль/л и 5.68 ммоль/л аскорбиновой кислоты, взятой в 2-кратном избытке (2:1), добавляют 0.6 ммоль/л раствора катализатора. Наблюдается уменьшение выхода продукта восстановления до 84% за счет нарастания скорости обратной реакции - окисления убихинола.Example 5. In an ethanol solution of coenzyme Q 10 with an initial concentration of 2.80 mmol / L and 5.68 mmol / L of ascorbic acid taken in a 2-fold excess (2: 1), 0.6 mmol / L of catalyst solution was added. A decrease in the yield of the reduction product to 84% is observed due to an increase in the rate of the reverse reaction — the oxidation of ubiquinol.
Пример 6. В этанольный раствор коэнзима Q10 исходной концентрацией 2.71 ммоль/л и 5.68 ммоль/л аскорбиновой кислоты, взятой в 2-кратном избытке (2.1:1), добавляют 1.5 ммоль/л раствора катализатора. Наблюдается увеличение выхода продукта до 97.5%, скорости, и уменьшения периода восстановления до 3 мин.Example 6. In an ethanol solution of coenzyme Q 10 with an initial concentration of 2.71 mmol / L and 5.68 mmol / L of ascorbic acid taken in a 2-fold excess (2.1: 1), 1.5 mmol / L of catalyst solution was added. There is an increase in product yield to 97.5%, speed, and a reduction in recovery period to 3 minutes.
Пример 7. В этанольный раствор коэнзима Q10 исходной концентрацией 2.71 ммоль/л и 5.68 ммоль/л аскорбиновой кислоты, взятой в 2-кратном избытке (2.1:1), добавляют 2.4 ммоль/л раствора катализатора. Период времени полного (98%) восстановления убихинона составляет 3.5 мин.Example 7. In an ethanol solution of coenzyme Q 10 with an initial concentration of 2.71 mmol / L and 5.68 mmol / L of ascorbic acid taken in a 2-fold excess (2.1: 1), 2.4 mmol / L of catalyst solution was added. The time period for complete (98%) recovery of ubiquinone is 3.5 minutes.
Пример 8. В этанольный раствор коэнзима Q10 исходной концентрацией 2.71 ммоль/л и 5.68 ммоль/л аскорбиновой кислоты, взятой в 2-кратном избытке (2.1:1), добавляют 3.0 ммоль/л раствора катализатора. Период времени полного (98%) восстановления убихинона составляет 3 мин.Example 8. In an ethanol solution of coenzyme Q 10 with an initial concentration of 2.71 mmol / L and 5.68 mmol / L of ascorbic acid taken in a 2-fold excess (2.1: 1), 3.0 mmol / L of catalyst solution was added. The time period for complete (98%) recovery of ubiquinone is 3 minutes.
Пример 9. В этанольный раствор коэнзима Q10 исходной концентрацией 1.36 ммоль/л и 41.9 ммоль/л аскорбиновой кислоты, взятой в 31-кратном избытке (30.8:1), добавляют 2.4 ммоль/л раствора катализатора. Период времени 90%-ного восстановления убихинона составляет около 1 мин.Example 9. In an ethanol solution of coenzyme Q 10 with an initial concentration of 1.36 mmol / L and 41.9 mmol / L of ascorbic acid taken in a 31-fold excess (30.8: 1), 2.4 mmol / L of catalyst solution was added. The 90% recovery period of ubiquinone is about 1 minute.
Дальнейшее увеличение избытка аскорбиновой кислоты до 250:1 не приводило к увеличению скорости реакции и уменьшению периода полного восстановления убихинона. Наоборот, период достижения остаточной концентрации увеличивается от 3 мин для AK:Q10 250:1 и 3 ммоль/л катализатора до 10 и более минут при уменьшении до 0.6 ммоль/л катализатора и таком же соотношении АК:Q10 250:1.A further increase in the excess of ascorbic acid to 250: 1 did not lead to an increase in the reaction rate and a decrease in the period of complete recovery of ubiquinone. On the contrary, the period for reaching the residual concentration increases from 3 min for AK: Q 10 250: 1 and 3 mmol / l of catalyst to 10 or more minutes, while decreasing to 0.6 mmol / l of catalyst and the same ratio AK: Q 10 250: 1.
Таким образом, оптимальным режимом получения восстановленной формы коэнзима Q10 при температуре 25°C с точки зрения периода восстановления, выхода продукта и расходования восстановителя является режим, при котором молярное соотношение АК/Q10 составляет не менее 5:1, а содержание катализатора не превышает 6.0·10-4 моль/л.Thus, the optimal mode of obtaining the reduced form of coenzyme Q 10 at a temperature of 25 ° C from the point of view of the recovery period, product yield and consumption of the reducing agent is the mode in which the molar ratio AK / Q 10 is at least 5: 1, and the catalyst content does not exceed 6.0 · 10 -4 mol / L.
Повышение температуры до 60°C позволяет увеличить количество восстанавливаемого коэнзима Q10 в 4-5 раз только за счет увеличения его растворимости в этаноле. Скорость восстановления соответствует периоду восстановления от 1 до 3 минут, при выходе продукта, близком к 95%. Этим обеспечивается приемлемое для препаративного получения искомое количество восстановленной формы коэнзима Q10. После проведения синтеза при повышенной температуре полученный раствор с восстановленным коэнзимом Q10 охлаждали, а образовавшийся при охлаждении осадок либо оставляли для хранения в этаноле, либо отфильтровывали, отмывали ледяным водным раствором аскорбиновой кислоты и высушивали для последующего применения.Raising the temperature to 60 ° C allows you to increase the amount of restored coenzyme Q 10 4-5 times only by increasing its solubility in ethanol. The recovery rate corresponds to a recovery period of 1 to 3 minutes, with a product yield close to 95%. This ensures that the desired amount of the reduced form of coenzyme Q 10 is acceptable for preparative production. After synthesis was carried out at elevated temperature, the resulting solution with reduced coenzyme Q 10 was cooled, and the precipitate formed upon cooling was either left in ethanol or filtered off, washed with an ice-cold ascorbic acid solution and dried for subsequent use.
2. Выведение катализатора из реакционной системы2. The removal of the catalyst from the reaction system
Для предотвращения протекания обратной реакции окисления при достижении количественного выхода восстановленного коэнзима Q10 в реакционную систему вводится этилендиаминтетраацетат натрия (ЭДТА) в качестве эффективного комплексообразующего соединения в оптимально подобранном соотношении ЭДТА:Cu2+, близком к 1.7:1. Полное ингибирование протекания обратной реакции окисления наблюдается как в момент достижения количественного выхода восстановленного коэнзима Q10, так и в любой иной момент протекания реакции его восстановления.To prevent the reverse oxidation reaction from occurring when the reduced coenzyme Q 10 reaches a quantitative yield, sodium ethylene diamine tetraacetate (EDTA) is introduced into the reaction system as an effective complexing compound in an optimally selected ratio of EDTA: Cu 2+ close to 1.7: 1. Complete inhibition of the reverse oxidation reaction is observed both at the moment of achieving a quantitative yield of the reduced coenzyme Q 10 , and at any other moment of the reaction of its reduction.
2.1. Обеспечение стабильности убихинола2.1. Ensuring the stability of ubiquinol
Пример 1. Стабилизация восстановленного коэнзима Q10 и срок его сохранности в спиртовом растворе определяется добавлением избытка восстановителя и его концентрацией: 1.0% обеспечивает сохранность восстановленного коэнзима Q10 не менее 3 месяцев.Example 1. The stabilization of the reduced coenzyme Q 10 and its shelf life in an alcohol solution is determined by adding an excess of reducing agent and its concentration: 1.0% ensures the safety of the restored coenzyme Q 10 for at least 3 months.
Пример 2. В полученный по окончании синтеза раствор с восстановленным коэнзимом Q10 добавляли 10 об.% дистиллята, образовавшийся осадок отфильтровывали на стеклянном фильтре, отмывали ледяным водным раствором аскорбиновой кислоты и высушивали. Полученный порошок незамедлительно использовали для получения жидкой формы восстановленного коэнзима Q10.Example 2. To the solution obtained after synthesis was complete, the reduced coenzyme Q 10 was added with 10 vol.% Distillate, the precipitate formed was filtered on a glass filter, washed with an ice-cold aqueous solution of ascorbic acid, and dried. The resulting powder was immediately used to obtain the liquid form of the reduced coenzyme Q 10 .
Пример 3. Полученный по окончании синтеза раствор выпаривали на ротационном испарителе, после чего убихинол извлекали хлористым метиленом и растворитель полностью удаляли. Полученный порошок использовали для получения готовых форм восстановленного коэнзима Q10 (убихинола).Example 3. The solution obtained at the end of the synthesis was evaporated on a rotary evaporator, after which ubiquinol was removed with methylene chloride and the solvent was completely removed. The obtained powder was used to obtain finished forms of reduced coenzyme Q 10 (ubiquinol).
Пример 4. Полученную по примеру 2 в виде осадка восстановленную форму коэнзима Q10 солюбилизировали для последующего введения в 20%-ный водный раствор аскорбиновой кислоты (масс. соотношение KoQ:AK 1:4). Полученный раствор содержит 5% восстановленного коэнзима Q10.Example 4. Obtained in example 2 in the form of a precipitate, the reconstituted form of coenzyme Q 10 was solubilized for subsequent introduction into a 20% aqueous solution of ascorbic acid (mass ratio KoQ: AK 1: 4). The resulting solution contains 5% reduced coenzyme Q 10 .
Пример 5. Полученную по примеру 2 в виде осадка восстановленную форму коэнзима Q10 солюбилизировали для последующего введения в 10%-ный водный раствор аскорбиновой кислоты (масс. соотношение KoQ:AK 1:1). Полученный гель содержит 10% восстановленного коэнзима Q10.Example 5. Obtained in example 2 as a precipitate, the reconstituted form of coenzyme Q 10 was solubilized for subsequent introduction into a 10% aqueous solution of ascorbic acid (mass ratio KoQ: AK 1: 1). The resulting gel contains 10% reduced coenzyme Q 10 .
Пример 6. Полученную по примеру 2 в виде осадка восстановленную форму коэнзима Q10 солюбилизировали для последующего введения в 20%-ный водный раствор аскорбиновой кислоты (масс. соотношение KoQ:AK 1:4) или смешивали с 4%-ным раствором аскорбилпальмитата в солюбилизате. Полученный при помощи загустителей (фруктоза, сахароза, пектины и т.д.) сироп содержит 5% восстановленного коэнзима Q10.Example 6. The reconstituted form of coenzyme Q 10 obtained in Example 2 as a precipitate was solubilized for subsequent introduction into a 20% aqueous solution of ascorbic acid (mass ratio KoQ: AK 1: 4) or mixed with a 4% solution of ascorbyl palmitate in a solubilizate . Obtained using thickeners (fructose, sucrose, pectin, etc.), the syrup contains 5% reduced coenzyme Q 10 .
Пример 7. Полученную в примере 2 в виде осадка восстановленную форму коэнзима Q10 растворяли в эфирных маслах (например, грейпфрутовом, апельсиновом, лимонном), содержащих до 90 - 95% лимонена. Смешивали раствор с 4%-ным раствором аскорбилпальмитата или пропилгаллата в солюбилизате. Содержание KoQ составляет 10%, а стабилизация восстановленного коэнзима Q10 обеспечивается до 2 лет.Example 7. The reduced form of coenzyme Q 10 obtained in Example 2 as a precipitate was dissolved in essential oils (for example, grapefruit, orange, lemon) containing up to 90 - 95% limonene. The solution was mixed with a 4% solution of ascorbyl palmitate or propyl gallate in a solubilizate. The content of KoQ is 10%, and the stabilization of the reduced coenzyme Q 10 is provided up to 2 years.
Пример 8. Полученную в примере 2 в виде осадка восстановленную форму коэнзима Q10 растворяли в эфирных маслах (например, грейпфрутовом, апельсиновом, лимонном), содержащих 85-95% лимонена, добавляли избыток восстановителя (например, 2-4% аскорбилпальмитата, пропилгаллата). Содержание KoQ составляет 11%, а стабилизация восстановленного коэнзима Q10 обеспечивается до 2 лет.Example 8. The reduced form of coenzyme Q 10 obtained in Example 2 as a precipitate was dissolved in essential oils (for example, grapefruit, orange, lemon) containing 85-95% limonene, an excess of a reducing agent (for example, 2-4% ascorbyl palmitate, propyl gallate) was added . The content of KoQ is 11%, and the stabilization of the reduced coenzyme Q 10 is provided up to 2 years.
Пример 9. В полученные в примерах 7 и 8 растворы восстановленной формы коэнзима KoQ10 вводили каротиноиды - астаксантин, ликопин или каротиноид биксин (разрешенная и доступная пищевая добавка Е150b - Аннато) для ингибирования фотоокисления. Это и ограничивающее доступ атмосферного кислорода капсулирование способствуют увеличению сроков сохранности восстановленной формы коэнзима Q10 более 2 лет. Содержание в капсуле восстановленного KoQ составляет 8%.Example 9. Carotenoids — astaxanthin, lycopene or carotenoid bixin (permitted and available food supplement E150b — Annato) were introduced into the solutions of the reduced form of coenzyme KoQ 10 obtained in examples 7 and 8 to inhibit photooxidation. This encapsulation, which limits the access of atmospheric oxygen, contributes to an increase in the shelf life of the reduced form of coenzyme Q 10 for more than 2 years. The content of reduced KoQ in the capsule is 8%.
ЛитератураLiterature
1. Thomas S.R., Jifi N, Stocker R. Inhibition of LDL oxidation by ubiquinol-10. A protective mechanism for coenzyme Q10 in atherogenesis. - Mol. Aspects Med., 1997, 18, 85-103.1. Thomas S.R., Jifi N, Stocker R. Inhibition of LDL oxidation by ubiquinol-10. A protective mechanism for coenzyme Q10 in atherogenesis. - Mol. Aspects Med., 1997, 18, 85-103.
2. Bentinger M., Brismar K., Dallner G. The antioxidant role of coenzyme Q. // Mitochondrion. - 2007. - Vol.7S. - P.41 - 50.2. Bentinger M., Brismar K., Dallner G. The antioxidant role of coenzyme Q. // Mitochondrion. - 2007. - Vol.7S. - P.41 - 50.
3. Mukai K., Kikuchi S., Urano S. Stopped-flow kinetic study of the regeneration reaction of tocopheroxyl radicals by reduced ubiquinone-10 in solution. // Biochim. Biophys. Acta. - 1990. - Vol.1035. - P.77 - 82.3. Mukai K., Kikuchi S., Urano S. Stopped-flow kinetic study of the regeneration reaction of tocopheroxyl radicals by reduced ubiquinone-10 in solution. // Biochim. Biophys. Acta. - 1990. - Vol. 1035. - P.77 - 82.
4. Pepe S., Marasco S.F., Haas S.J. ety al. Coenzyme Q10 in cardiovascular disease. // Mitochondrion. - 2007. - Vol.7S. - P.154 - 167.4. Pepe S., Marasco S.F., Haas S.J. ety al. Coenzyme Q10 in cardiovascular disease. // Mitochondrion. - 2007. - Vol.7S. - P.154 - 167.
5. Shults C.W., Oakes D., Kieburtz K., et al. Effects of coenzyme Q10 in early Parkinson disease: evidence of slowing of the functional decline. // Arch. Neurol. - 2002. - Vol.59, №10. - P.1541 - 1550.5. Shults C.W., Oakes D., Kieburtz K., et al. Effects of coenzyme Q10 in early Parkinson disease: evidence of slowing of the functional decline. // Arch. Neurol. - 2002. - Vol. 59, No. 10. - P. 1541 - 1550.
6. Hosoe K., Kitano M., Kishida H., et al. Study on safety and bioavailability of ubiquinol after single and 4-week multiple oral administration to healthy volunteers. //Regul. Toxicol. Pharmacol. - 2007. - Vol.47, №1. - P.19-28.6. Hosoe K., Kitano M., Kishida H., et al. Study on safety and bioavailability of ubiquinol after single and 4-week multiple oral administration to healthy volunteers. // Regul. Toxicol. Pharmacol - 2007. - Vol. 47, No. 1. - P.19-28.
7. Yamamoto Y., Yamashita S. Plasma ratio of ubiquinol and ubiquinone as a marker of oxidative stress. // Mol. Aspects Med., 1997, Vol.18S, 79-84.7. Yamamoto Y., Yamashita S. Plasma ratio of ubiquinol and ubiquinone as a marker of oxidative stress. // Mol. Aspects Med., 1997, Vol. 18S, 79-84.
8. Takahashi Т., Okamoto Т., Mori K. et al. Distribution of ubiquinone and ubiquinol homologues in rat tissues and subcellular fractions.// Lipids. - 1993. - Vol.28. - P.803 - 809.8. Takahashi T., Okamoto T., Mori K. et al. Distribution of ubiquinone and ubiquinol homologues in rat tissues and subcellular fractions.// Lipids. - 1993. - Vol. 28. - P.803 - 809.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013125386/04A RU2535928C1 (en) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | Rapid catalytic method for preparing recovered form of coenzyme q10 to be used in pharmaceutical and food compositions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013125386/04A RU2535928C1 (en) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | Rapid catalytic method for preparing recovered form of coenzyme q10 to be used in pharmaceutical and food compositions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013125386A RU2013125386A (en) | 2014-12-10 |
RU2535928C1 true RU2535928C1 (en) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013125386/04A RU2535928C1 (en) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | Rapid catalytic method for preparing recovered form of coenzyme q10 to be used in pharmaceutical and food compositions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2535928C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613103C1 (en) * | 2016-02-04 | 2017-03-15 | Закрытое акционерное общество "Институт экспериментальной фармакологии" | Process for production of reduced form of coenzyme q10 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050008630A1 (en) * | 2001-10-10 | 2005-01-13 | Takahiro Ueda | Method of stabilizing reduced coenzyme q10 |
WO2009057611A1 (en) * | 2007-10-30 | 2009-05-07 | Kaneka Corporation | Method for production of reduced coenzyme q10 using water-containing organic solvent |
EP2186789A1 (en) * | 2007-08-22 | 2010-05-19 | Kaneka Corporation | Method of producing reduced coenzyme q10 and method of stabilizing the same |
US20110263906A1 (en) * | 2001-07-13 | 2011-10-27 | Kaneka Corporation | Method of producing reduced coenzyme q10 crystals with excellent handling properties |
EP2489652A1 (en) * | 2009-10-16 | 2012-08-22 | Kaneka Corporation | Method for producing reduced coenzyme q10, method for stabilizing same, and composition comprising same |
RU2011128605A (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ДОМ ФАРМАЦИИ" | A WATER-SOLUBLE MOLECULAR COMPLEX OF INCLUSION OF THE RESTORED FORM OF Q10 COENZYM IN β-CYCLODEXTRIN AND METHOD OF ITS PREPARATION |
-
2013
- 2013-05-31 RU RU2013125386/04A patent/RU2535928C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110263906A1 (en) * | 2001-07-13 | 2011-10-27 | Kaneka Corporation | Method of producing reduced coenzyme q10 crystals with excellent handling properties |
US20050008630A1 (en) * | 2001-10-10 | 2005-01-13 | Takahiro Ueda | Method of stabilizing reduced coenzyme q10 |
EP2186789A1 (en) * | 2007-08-22 | 2010-05-19 | Kaneka Corporation | Method of producing reduced coenzyme q10 and method of stabilizing the same |
WO2009057611A1 (en) * | 2007-10-30 | 2009-05-07 | Kaneka Corporation | Method for production of reduced coenzyme q10 using water-containing organic solvent |
EP2489652A1 (en) * | 2009-10-16 | 2012-08-22 | Kaneka Corporation | Method for producing reduced coenzyme q10, method for stabilizing same, and composition comprising same |
RU2011128605A (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ДОМ ФАРМАЦИИ" | A WATER-SOLUBLE MOLECULAR COMPLEX OF INCLUSION OF THE RESTORED FORM OF Q10 COENZYM IN β-CYCLODEXTRIN AND METHOD OF ITS PREPARATION |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
A1. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613103C1 (en) * | 2016-02-04 | 2017-03-15 | Закрытое акционерное общество "Институт экспериментальной фармакологии" | Process for production of reduced form of coenzyme q10 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013125386A (en) | 2014-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Schmidt et al. | Antioxidants in translational medicine | |
JP5783165B2 (en) | Method for producing reduced pyrroloquinoline quinone | |
EP2381935B1 (en) | Synergistic combinations of carotenoids and polyphenols | |
US10245239B2 (en) | Astaxanthin anti-inflammatory synergistic combinations | |
EP3087064B1 (en) | Prodrugs of urolitihns and uses thereof | |
CN102481271A (en) | Methods for treatment of metabolic disorders using epimetabolic shifters, multidimensional intracellular molecules, or environmental influencers | |
WO2017193046A1 (en) | Oxysterols and methods of use thereof | |
JP2004506657A (en) | Bioavailable compositions of natural and synthetic HCA | |
CN101744807A (en) | Epigallocatechin-3-gallate pharmaceutical composition and freeze-dried powder injection thereof | |
EP2116241B1 (en) | Pharmaceutical composition | |
JP2023539925A (en) | Senenolytic compounds and compositions | |
EP2065045B1 (en) | Antioxidant for preventing and treating diseases caused by oxidative stress | |
RU2535928C1 (en) | Rapid catalytic method for preparing recovered form of coenzyme q10 to be used in pharmaceutical and food compositions | |
WO2015161766A1 (en) | Choline salt of selenium-containing compound, and preparation method and use thereof | |
WO2010009739A1 (en) | Copper(i)chloride complex of nicotinic acid and pharmaceutical compositions containing the same. | |
WO2009062662A1 (en) | Pharmaceutical and nutraceutical compositions based on menaquinols | |
EP3470414B1 (en) | Benzodiazepine derivative with activity on the central nervous and vascular systems | |
CN112912084B (en) | Rutin composition | |
RU2509760C2 (en) | WATER-SOLUBLE MOLECULAR INCLUSION COMPLEX OF REDUCED FORM OF COENZYME Q10 IN β-CYCLODEXTRIN AND METHOD FOR PREPARATION THEREOF | |
US20130317097A1 (en) | Stable compositions of dehydroascorbic acid | |
JP6648700B2 (en) | Highly soluble acetone-added pyrroloquinoline quinone salt | |
RU2613103C1 (en) | Process for production of reduced form of coenzyme q10 | |
US8324269B2 (en) | Stable compositions of dehydroascorbic acid | |
CN104447584B (en) | Pyrazine compounds containing cyclobutane substituent and combinations thereof thing and purposes | |
US20220226500A1 (en) | Fullerenic ellagic luteolin and methods |