一种苏氨酸铬化合物及其制备方法

1.一种化学分子式为(C4H8NO3)3Cr，分子结构如下式所述的苏氨酸铬化合物的制备方法，其特征是：
以苏氨酸与含铬化合物为原料，苏氨酸与铬的摩尔配比为5.50-3.00∶1，往苏氨酸的水溶液中缓慢加入含铬化合物，在50℃-100℃温度下搅拌反应，调节反应液pH值为
5.0-7.0，反应生成桃红色苏氨酸铬螯合物固体，固液分离，水洗固体，干燥，粉碎，过筛；
所述的含铬化合物是CrCl3·6H2O、Cr2(SO4)3·18H2O、K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O、Cr(OH)Cl2、Cr(NO3)3·9H2O或(CH3COO)3Cr。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是反应液pH值的调节用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾或碳酸钾固体碱或它们的溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是加热反应结束后，趁热过滤，加入大量水反复水洗苏氨酸铬固体，至滤液无色。

一种苏氨酸铬化合物及其制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明属有机化合物制备领域，特别涉及一种有机铬化合物及其制备方法。\n技术背景\n[0002] 1959年，Schwarz和Mertz发现了铬的生物活性，并且通过多次实验证实Cr3+是GTF(葡萄糖耐量因子)的重要活性组成部分。至此，人们对铬的研究逐渐深入。20世纪90年代初，人们开始研究畜禽铬的营养，特别是有机铬的营养作用和开发应用。近年的研究发现，铬参与动物体内糖、脂肪、蛋白质的代谢，在降低畜禽应激，提高免疫力，改善繁殖性能，提高胴体品质，促进生长等方面均有作用。如果人体缺铬，将导致糖尿病和其他相关疾病。\n[0003] 目前对铬元素的研究已取得了很大的进展。在瑞士，有机铬被认为是一种正常的饲料营养添加剂，已拌入饲料使用。有机铬主要有酵母铬、烟酸铬、吡啶甲酸铬、蛋氨酸铬、赖氨酸铬等氨基酸螯合铬。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的是提供一种苏氨酸铬化合物及其制备方法，既可满足人体和动物对铬的营养需求，还可为人体和动物提供必需的苏氨酸(THr)。\n[0005] 本发明所述的苏氨酸铬(Chromium Threoninate Chelate)的分子式为：\n(C4H8NO3)3Cr。其分子结构式如下：\n[0006] \n[0007] 本发明所述的苏氨酸铬为桃红色固体粉末，无臭，不溶于水，不溶于甲醇、乙醇等有机溶剂，遇酸溶解。其分子量为406.33，熔点为226.0℃。\n[0008] 本发明所述的苏氨酸铬的ESI-MS谱图(见附图1)显示：苏氨酸铬的负离子模式质谱图中存在(m/z)：405.07(M-1)、286.07(M-THr-1)、811.27(2M-1)、692.14(2M-THr-1)、\n573.07(2M-2THr-1)、242.04(M-THr-CO2-1)、198.06(M-THr-2CO2-1)离子峰。\n[0009] 本发明所述苏氨酸铬的红外光谱谱图(见附图2)显示：苏氨酸与铬离子形成螯合物后，它的一些主要吸收峰同苏氨酸的红外光谱谱图(见附图3)相比发生了明显位移，相-1\n对强度也有所改变，苏氨酸在2049.9cm 处有α-氨基酸的特征吸收峰，而苏氨酸铬没有，说明苏氨酸与铬形成螯合物。\n[0010] 本发明所述苏氨酸铬的核磁共振氢谱谱图(见附图4)显示：1HNMR(D2O)：4.19(m，\n1H，CHOH)；3.52(d，1H，CHNH2)；1.26(d，3H，CH3)ppm。\n[0011] 本发明所述苏氨酸铬的紫外-可见吸收光谱谱图(见附图5)显示：苏氨酸铬在水溶液中的最大吸收波长为383nm、516nm。\n[0012] 本发明所述的制备方法是通过以下技术方案实现的。\n[0013] 以苏氨酸与含铬化合物为原料，按苏氨酸与铬为5.00-3.00∶1的摩尔配比，往苏氨酸的水溶液中缓慢加入含铬化合物，50℃-100℃温度下搅拌反应，调节反应液pH值为\n5.0-7.0，反应生成桃红色苏氨酸铬螯合物固体，继续反应1.5-5h，趁热过滤，水洗固体至滤液无色，干燥固体，粉碎，得到产品苏氨酸铬。\n[0014] 本发明所述的含铬化合物可以是CrCl3·6H2O、Cr2(SO4)3·18H2O、Cr(OH)Cl2、K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O、Cr(NO3)3·9H2O或(CH3COO)3Cr等原料。\n[0015] 本发明反应液pH值的调节可以是用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾、碳酸钾等固体碱或它们的溶液。\n[0016] 本发明最好是在加热反应结束后，趁热过滤，加入大量水反复水洗苏氨酸铬固体，至滤液无色。\n[0017] 本发明所述的苏氨酸铬化合物在食品、饲料中作为铬的营养强化剂及制备防治糖尿病的药物中的用途。\n[0018] 本发明的优点是：制备一种铬的有机微量元素作为其常规来源(无机铬)的替代物，它具有生物学利用率高、提高动物的生产性能和免疫力的特点，并能够减少微量元素间的拮抗作用等。同时通过控制反应物的摩尔配比、温度、调节pH值、水洗等工艺条件，制备的苏氨酸铬产品纯度高，产品结构明确。苏氨酸铬作为一种新型的有机铬化合物将在动物营养、营养强化、开发降血糖药物等领域发挥作用。\n附图说明\n[0019] 附图1为本发明苏氨酸铬的ESI-MS谱图。\n[0020] 附图2为本发明苏氨酸铬的红外光谱谱图。\n[0021] 附图3为苏氨酸的红外光谱谱图。\n[0022] 附图4为本发明所述苏氨酸铬的核磁共振氢谱谱图。\n[0023] 附图5为本发明所述苏氨酸铬的紫外-可见吸收光谱谱图(溶剂为水)。\n具体实施方式\n[0024] 本发明将通过以下实施例作进一步说明。\n[0025] 实施例1。\n[0026] 称取苏氨酸47.65g(0.40mol)，溶于200mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol)，在85℃搅拌反应，反应过程中同时缓慢加入20％浓度的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为6.50，反应产生桃红色固体沉淀，继续反应1.5h。停止反应，趁热过滤沉淀，加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体，重复水洗3遍，洗至滤液无色。50℃、\n0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀，粉碎，过筛，得到27.83g苏氨酸铬。反应产率为\n68.50％。\n[0027] 实施例2。\n[0028] 称取苏氨酸47.65g(0.4mol)，溶于200mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol)，在85℃搅拌反应，反应过程中同时缓慢加入20％浓度的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为6.50，反应产生桃红色固体沉淀，继续反应3.5h。停止反应，趁热过滤沉淀，加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体，重复水洗3遍，洗至滤液无色。50℃、\n0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀，粉碎，过筛，得到34.02g苏氨酸铬。反应产率为\n83.73％。\n[0029] 实施例3。\n[0030] 称取苏氨酸47.65g(0.40mol)，溶于300mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol)，在85℃搅拌反应，反应过程中同时缓慢加入碳酸氢钠固体粉末调节反应液的pH值为6.50，反应产生桃红色固体沉淀，继续反应2.5h。停止反应，趁热过滤沉淀，加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体，重复水洗3遍，洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀，粉碎，过筛，得到29.84g苏氨酸铬。反应产率为73.44％。\n[0031] 实施例4。\n[0032] 称取苏氨酸53.60g(0.45mol)，溶于250mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol)，在75℃搅拌反应，反应过程中同时缓慢加入20％浓度的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为6.00，反应产生桃红色固体沉淀，继续反应2.5h。停止反应，趁热过滤沉淀，加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体，重复水洗3遍，洗至滤液无色。50℃、\n0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀，粉碎，过筛，得到30.50g苏氨酸铬。反应产率为\n75.08％。\n[0033] 实施例5。\n[0034] 称取苏氨酸53.60g(0.45mol)，溶于250mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol)，在75℃搅拌反应，反应过程中同时缓慢加入20％浓度的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为6.00，反应产生桃红色固体沉淀，继续反应5.0h。停止反应，趁热过滤沉淀，加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体，重复水洗3遍，洗至滤液无色。50℃、\n0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀，粉碎，过筛，得到34.32g苏氨酸铬。反应产率为\n84.47％。\n[0035] 实施例6。\n[0036] 称取苏氨酸53.60g(0.45mol)，溶于300mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入氯化铬26.65g(0.10mol)，在85℃搅拌反应，反应过程中同时缓慢加入碳酸钠粉末调节反应液的pH值为6.30，反应产生桃红色固体沉淀，继续反应5.0h。停止反应，趁热过滤沉淀，加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体，重复水洗3遍，洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀，粉碎，过筛，得到35.94g苏氨酸铬。反应产率为88.46％。\n[0037] 实施例7。\n[0038] 称取苏氨酸47.65g(0.40mol)，溶于300mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入硫酸铬25.01g(0.10mol)，在85℃搅拌反应，反应过程中同时缓慢加入碳酸氢钠粉末调节反应液的pH值为6.40，反应产生桃红色固体沉淀，继续反应5.0h。停止反应，趁热过滤沉淀，加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体，重复水洗3遍，洗至滤液无色。50℃、0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀，粉碎，过筛，得到35.08g苏氨酸铬。反应产率为86.34％。\n[0039] 实施例8。\n[0040] 称取苏氨酸47.65g(0.40mol)，溶于300mL水中。然后向苏氨酸溶液中缓慢加入硫酸铬25.01g(0.10mol)，在85℃搅拌反应，反应过程中同时缓慢加入20％浓度的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为6.00，反应产生桃红色固体沉淀，继续反应5.0h。停止反应，趁热过滤沉淀，加入固体沉淀3倍体积的水水洗固体，重复水洗3遍，洗至滤液无色。50℃、\n0.10MPa真空干燥苏氨酸铬固体沉淀，粉碎，过筛，得到34.15g苏氨酸铬。反应产率为\n84.05％。