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甘氨酸钙的制备

发布日期:2018/12/21 11:47:08

背景及概述[1][2]

我国不同年龄,不同职业的人群,钙摄入量普遍偏低,平均每人每天摄入钙只有400mg,仅为中国营养学会推荐摄入钙量的50%左右,儿童和青少年缺钙的现象更为严重,有70%到 80%的儿童和青少年的钙摄入量达不到推荐供给量的50%。

目前国内使用的人体补钙产品,大部分为第一代的活性钙和第二代的普通有机盐钙,其中第一代补钙剂(活性钙),实际就是氧化钙或碳酸钙,该产品呈强碱性(pH值>12),在人体胃中要消耗大量的胃酸,对胃刺激很大,而且对补充的钙营养难以吸收,如长期使用或过量很容易引起体内结石或消化不良,第二代补钙剂(普通有机盐补钙剂),此类钙通常为:乳酸钙、醋酸钙、葡萄糖钙,枸橼酸钙或马来酸钙,在人体内的吸收率一般只有30%或更低,与第一类产品相比并没有多大改进。

大量研究表明,钙与氨基酸结合后,进入细胞之前,必须首先通过小肠刷状缘细胞膜上的钙通道,而钙通道对分子大小有严格的要求,分子量小于1500方可通过,分子量越小越好,而甘氨酸具有最小分子量,极易通过钙通道。甘氨酸钙化学结构稳定,不受胃酸,草酸等的影响,能完全被机体吸收,吸收后可将钙直接运输到特定的靶组织和酶系统中,大大提高了钙的生物学利用率,增加了钙的沉积,增强了骨密度,为骨质疏松患者找到了一条新的捷径,在食品、药品以及保健品等行业得到了广泛的应用。

制备[2-5]

方法1:采用络合反应及液相反应,以甘氨酸和氯化钙为原料,控制反应质量浓度,在混合液pH 4.0,温度90 ℃中发生络合反应生成甘氨酸钙,在低于8 ℃结晶18 h。该方法合成的甘氨酸钙由于溶解度好,比无机钙更容易吸收,有独特的分子结构,产品纯度高。可作为高效补钙制剂替代其他钙制剂产品。其工艺路线如下:

方法2:将甘氨酸溶解于去离子水中,搅拌使之完全溶解,按摩尔比1 ∶ 2 的比例将碱式碳酸钠加入:到甘氨酸水溶液中,启动水浴锅搅拌,然后再加入一定比例的无水氯化钙,将原料的混合水溶液在加热条件下搅拌合成反应一段时间。将反应后的溶液转移到旋转蒸发仪蒸发浓缩至有颗粒物出来,并取出含有固体的溶液,静置过滤获得的固体放于真空干燥箱,在60 ℃下干燥,最后将产品用磨碎机粉碎并放于干燥瓶保存。

方法3:一种制备工艺简单、产品质量稳定可靠、:便于推广应用的甘氨酸钙地制备方法:它选用甘氨酸和氯化钙作为主要原料,其特征在于选用甘氨酸和氯化钙的反应摩尔比为1∶1-3∶1及1∶1-1∶3;先将甘氨酸溶 解于水中,并加入固碱使其充分反应,经膜分离后得到甘氨酸钠盐;将氯化钙用溶剂溶解 后加入上述的甘氨酸钠盐,调节pH值在3-8之间后,加热至60-100℃,在搅拌下反应1 -4小时后,用刮板薄膜蒸发浓缩至表面析出晶膜,取出后在室温下缓慢冷却,然后置于 8℃以下的环境中结晶至少18小时,将上述结晶纯化后的结晶物进行真空干燥,制成分子 结构形式为[Ca(C2H5NO2)2Cl2]的甘氨酸钙产品。

选用甘氨酸和氯化钙的反应摩尔比为2∶1;所述的将氯化钙用溶剂溶解后加入甘氨酸钠盐,调节pH值在5后,加热至80℃,在搅拌下反应3小时,用刮板薄膜蒸发浓缩至 表面析出晶膜,取出后在室温下缓慢冷却,然后置于4℃的环境中结晶24小时。

方法4:一种甘氨酸钙的制备方法,包括下列步骤::a、将甘氨酸和无机钙分散在无水乙醇中;b、将上述a步骤中的反应体系用超声波清洗器施加超声反应,时间为4~6小时,生成白色沉淀;c、将上述b步骤中的反应产物用有机溶剂洗涤、离心过滤,在60℃下真空干燥24小时,即得。所述的有机溶剂为无水乙醇。所述超声波清洗器的超声波工作频率为40KHz~50KHz,超声波功率为100W。

所述的无机钙为CaCl2、CaO或Ca(OH)2。所述a步骤中甘氨酸和无机钙以2:1摩尔比分散在适量的无水乙醇中。上述方法中超声波由于能加快反应速度、缩短反应时间、提高产率和反应选择性、具有温和的反应条件等多种有利因素,近些年来更是作为一种绿色化学的有效手段广泛应用于化学合成中。

它的应用能促使常规条件下不能发生的化学反应发生或者提高现有反应的反应速度,及反应程度和普通热解情况下不易得到的高能量物种,并能实现微观水平上的高温高压条件。上述甘氨酸钙的超声化学制备方法,工艺简单、产率和纯度高、速度快、无污染,而且溶剂的回收利用,可有效降低成本等优点,符合绿色化学反应要求。

应用[6-7]

骨质疏松症(Osteoprosis,OP)是一种骨量减少、骨组织微结构破坏、骨强度减低和骨脆性增加而易发生骨折的全身性疾病。钙和维生素D3(VD3)是预防和治疗OP 的基本药物。据文献报道,用甘氨酸钙治疗OP 具有用药剂量小、疗效好、无阴离子污染的特点;VD3 可通过VD 受体(VDR)介导的基因组运动诱导合成小肠黏膜上的CaBP -D9k,增加小肠对钙的吸收。

甘氨酸钙经过临床试验证明,是一种具有生物活性的小分子有机钙,有优越的生物相溶性,是作为钙离子的有效载体,能被细胞膜识别后允许通过的生物活性物质,极易透过肠上细胞膜,直接由肠道所吸收,因此能达到90%以上吸收率和180mg/kg的吸收容量。实验表明甘氨酸钙对动物生长发育,食物利用率等均与乳酸钙组近似。

甘氨酸钙在大鼠体内钙存留率虽仅略高于乳酸钙组,差别无显著,但骨钙含量明显增高。与对照组比较乳酸钙组股骨钙含量提高了19. 8%,甘氨酸钙组则提高31. 4%。钙是骨骼主要构成成份,骨钙含量可间接用于评价钙的营养状况,甘氨酸钙是一种效果较好的补钙制剂。

主要参考资料

[1] CN200910030767.8 一种甘氨酸钙的制备方法

[2] CN200810059641.9 一种甘氨酸钙的制备方法

[3] 甘氨酸钙的合成和结构表征

[4] 甘氨酸螯合钙的合成与性能研究

[5] CN201610046159.6 一种甘氨酸钙的制备方法

[6] 刘莉, 居小伟. 甘氨酸钙的生物利用度评价[J]. 天津医科大学学报, 1999, 5(1): 21-23.

[7] 姚高琼, 周远大. 复方甘氨酸钙对氢化可的松致骨质疏松模型大鼠的防治作用[J]. 中国药房, 2007 (13): 984-986.

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