Результат интеллектуальной деятельности: 3,3-ДИСЕЛЕНО-БИС-2-АМИНОМАСЛЯНАЯ КИСЛОТА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области технологии получения биологически активных соединений, используемых при производстве биологически активных добавок к пище (БАД к пище), функциональных продуктов питания, кормовых добавок с целью профилактики селеновой недостаточности у человека и животных.

Область применения.

Содержащие селен препараты получают все большее распространение в настоящее время. Так, в качестве микроэлемента селен вводят в различные витаминно-минеральные комплексы, например «Центрум» (Справочник Видаль. Лекарственные препараты в России. М.: Астрафармсервис, 1997, с. 654, - ближайший аналог для витаминно-минерального комплекса).

Известны различные функциональные продукты питания с селеном, например селеносодержащие водоросли [патент РФ №2096037, МКИ А61К 33/04. Способ получения селенсодержащего препарата биомассы спирулины / А.Х. Тамбиев; Н.Н. Кирикова; В.К. Мазо; А.В. Скальный - №96106889/13; заявл. 17.04.1996; опубл. 20.11.97, БИ 32], хлеб [патент РФ №2103874 МПК A21D 8/02 Способ производства хлеба / П.А. Золотов, В.А. Тутельян В.А - №97106690/13; заявл. 06.05.1997; опубл. 10.02.1998] и дрожжи [патент РФ №2194523, А61К 35/78, А61К 31/295, А61К 31/315, А61К 35/72, А61К 9/48, А61Р 25/00 А61К 35/78, А61К 31/295, А61К 31/315, А61К 35/72, А61К 9/48, А61Р 25/00. Лечебно-профилактический комплекс / Д.А. Буряк - №2002102753/14; заявл. 04.02.2002; опубл. 20.12.2002], [патент РФ №2146874, A23L 1/30, A23J 1/18. Биологически активная добавка к пище на основе пищевых дрожжей /В.К. Мазо; А.В. Чистяков; Л.Л. Данилина; В.А. Тутельян; В.А. Княжев; И.В. Гмошинский; С.Н. Зорин - №97122294/13; заявл. 30.12.1997; опубл. 27.03.2000].

Однако указанные продукты имеют ряд недостатков. Неорганические соединения селена, например селенит натрия, обладают высокой токсичностью и связанным с этим риском токсических передозировок, а недостатком селенсодержащих водорослей и дрожжей является широкая вариабельность количества поглощенного селена. Отсюда возникают трудности с точным дозированием препарата и мониторингом эффективности профилактики и лечения.

В патенте [патент №2281007 RU, МПК A23L 1/30, A23L 1/305, А61К 31/095, A23L 1/29, А23К 1/16, А61К 33/04. Способ получения биологически активного вещества - селенопирана, селенопиран и продукты его содержащие / Г.И. Боряев, А.А. Блинохватов, В.А. Вихрева - №2004135395/13; заявл. 06.12.2004, опубл. 10.08.2006. Бюл. №22] описан способ синтеза 9-фенил-симметричного октагидроксантена.

Способ предусматривает приготовление суспензии 9-фенил-симметричного октагидроксантена в ледяной уксусной кислоте, которую затем в инертной атмосфере насыщается в течение 15 минут сначала хлористым водородом, а затем в течение 15 минут смесью газов селеноводорода и хлористого водорода, после этого пропускается в течение 2 часов селеноводород, оптимальная температура реакционной смеси составляет 20-50°C, а общий расход селеноводорода составляет 2,3-2,6 л, после растворения 9-фенил-симметричного октагидроксантена в реакционную смесь вносят уксусный ангидрид и в течение 30 минут насыщают селеноводородом, выпавший кристаллический осадок отфильтровывается и перекристаллизовывается из ацетона с фильтрацией горячего раствора через фильтр и получением селенопирана с выходом до 92-96%, чистотой не менее 99,2% и содержанием селена в целевом продукте 23,2-24,0%.

Полученный таким образом целевой продукт может применяться в качестве биологически активного соединения. Недостатком этого способа является сложности получения газообразного селеноводорода и большой расход уксусного ангидрида.

Наиболее близкими к предлагаемому способу является способ получения селеноцистина из 1М раствора диселенида натрия и β-хлор-L-аланина, описанный в [патент RU №2537166 RU, МПК А61К 33/04, А61К 31/198, A23L 1/304, A23L 1/305, С12Р 13/12 / Способ получения биологически активного вещества - селеноцистина / П.А. Полубояринов, Г.И. Шаронов, П.П. Лещенко. Заявка №2013123941/15, заявл. 24.05.2013; опубл. 27.12.2014; Бюл. №36].

Сущность данного способа заключается в том, что приготавливают 1 молярный раствор диселенида натрия (Na₂Se₂) путем добавления 4,5 г элементарного селена к 10 мл 1 молярного раствора гидроксида натрия (NaOH) в трехгорлой колбе. Добавляют 15 мл дистиллированной воды и размешивают с помощью магнитной мешалки. Отдельно приготовленный раствор боргидгида натрия (NaBH₄) путем его растворения в 25 мл дистиллированной воды по каплям добавляется в техгорлую колбу с суспензией элементарного селена до полного обесцвечивания раствора, и дополнительно добавляется еще 4,5 г элементарного селена. 5 г β-хлор-L-аланина растворяется в дистиллированной воде и раствор доводится до рН 9 добавлением 1М раствора гидроксида натрия. Полученный раствор β-хлор-L-аланина в течение 30 минут добавляется в раствор диселенида натрия, находящийся в трехгорлой колбе, и перемешивается в течение 12-16 часов при температуре +37°C, в полученный раствор добавляется по каплям хлорововдородная кислота и доводится до рН 2. Осуществляется продувка воздухом в течение 2-3 часов. Раствор фильтруется и доводится 10 М раствором гидроксида натрия до рН 6-6,5. Раствор охлаждается до 5°C, с выходом кристаллов селеноцистина не менее 50% чистотой не менее 95% и содержанием селена в целевом продукте не менее 47,2%.

Недостатком этого способа является отсутствие выделения и очистки аминокислоты на хроматографической колонке с катионитом КУ-2-8 в Н⁺ форме, что позволяло бы сразу выделить чистую 3,3-диселено-бис-2-аминомасляную кислоту из раствора.

Известное вещество - 3,3-диселено-бис-2-аминопропионовая кислота (селеноцистин), содержит аминокислотный остаток: α-аминопропановую кислоту (содержит 3 атома углерода в основной цепи):

По номенклатуре ИЮПАК: (2R)-2-Amino-3-[(2R)-2-amino-3-hydroxy-3-oxopropyl]diselanylpropanoic acid; (2Р)-2-амино-3-[(2Р)-2-амино-3-гидрокси-3-ксипропил] диселенилпропановая кислота.

Задачей предполагаемого изобретения является получение новой селенсодержащей аминокислоты - 3,3-диселено-бис-2-аминомасляной кислоты, в результате эффективного способа его промышленного получения.

Учитывая недостатки способов получения соединений селена из предшествующего уровня техники, был разработан новый недорогой и эффективный способ синтеза 3,3-диселено-бис-2-аминомасляной кислоты.

Синтезированное биологически активное вещество - 3,3-диселено-бис-2-аминомасляная кислота включает низкомолекулярное органическое селенсодержащее соединение - селеноаминокислоту, полученную путем химического синтеза. Название химического соединения по номенклатуре ИЮПАК: (2R)-2 - Amino-3 - [(2R)-2-amino-3-hydroxy-3-oxopropyl]diselanylbutanoic acid; (2Р)-2-амино-3-[(2Р)-2-амино-3-гидрокси-3-оксипропил] диселенилбутановая кислота.

Новое химическое соединение содержит два атома селена (диселенидный мостик) и аминокислотный остаток: α-аминобутановую кислоту (содержит 4 атома углерода в основной цепи).

Сущность способа получения новой селенсодержащей аминокислоты 3,3-Диселено-бис-2-аминомаслянной кислоты заключается в том что, приготавливают 1 молярный раствор диселенида натрия, путем добавления 4,5 г элементарного селена к 10 мл 1 молярного раствора гидроксида натрия (NaOH) в трехгорлой колбе. Добавляют 15 мл дистиллированной воды и размешивают с помощью магнитной мешалки. Отдельно приготовленный раствор боргидрида натрия (NaBH₄), путем его растворения в 25 мл дистиллированной воды, добавляют по каплям в техгорлую колбу с суспензией элементарного селена до полного обесцвечивания раствора, и дополнительно добавляют еще 4,5 г элементарного селена. 5 г α-амино-β-хлормасляной кислоты растворяют в дистиллированной воде, и раствор доводят до рН 9 добавлением 1М раствора гидроксида натрия. В течение 30 минут полученный раствор α-амино-β-хлормасляной кислоты добавляют в раствор диселенида натрия, находящийся в трехгорлой колбе, и перемешивают в течение 12-16 часов при температуре 37°C, добавляют в полученный раствор по каплям хлороводородную кислота до рН 2. Осуществляют продувку воздухом в течение 2-3 часов, раствор фильтруют и пропускают со скоростью 1 мл/мин через хроматографическую колонку (20-25)×(1-2) см с катионитом КУ-2-8 в Н⁺ форме, колонку промывают 50 мл дистиллированной воды, элюирование 3,3-диселено-бис-2-аминомасляной кислоты проводят, пропуская через колонку 50 мл 6 н. NH₄OH со скоростью 1 мл/мин и промывают 20-30 мл воды, полученный раствор выпаривают в вакууме или на водяной бане до сухого осадка. Выход 3,3-диселено-бис-2-аминомасляной кислоты составляет не менее 50% чистотой не менее 95% и содержанием селена в целевом продукте не менее 47,2%.

Пример 1. Способ получения 3,3-диселено-бис-2-аминомаслянной кислоты

Для приготовления 1 М раствора диселенида натрия (Na₂Se₂) к 4,5 г (56 ммоль) элементарного селена добавляют 10 мл 1 М раствора гидроксида натрия (NaOH), добавляют 15 мл дистиллированной воды и размешивают в трехгорлой колбе с помощью магнитной мешалки. Колба оборудована термометром, капельной воронкой объемом 50 мл и гидрозатвором. 4,5 г (119 ммоль) боргидрида натрия (NaBH₄) растворяют в 25 мл дистиллированной воды и по каплям добавляют в суспензию элементарного селена, до полного растворения селена и обесцвечивания раствора. После добавляют еще 4,5 г (56 ммоль) элементарного селена. Отдельно растворяют в дистиллированной воде 5 г α-амино-β-хлормасляной кислоты и доводят рН 9,0 раствором 1М NaOH. Затем в течение 30-60 минут раствор α-амино-β-хлормасляной кислоты добавляют в раствор диселенида натрия. Раствор перемешивают в течение 12-16 часов при температуре 37°C. Затем в раствор добавляют по каплям хлороводородную кислота до рН 2 и осуществлена продувка воздухом в течение 2-3 часов. Раствор фильтруют, пропуская со скоростью 1 мл/мин через хроматографическую колонку (20-25)×(1-2) см с катеонитом КУ-2-8 в Н⁺ форме. Затем колонку промывают 50 мл дистиллированной воды. Элюирование 3,3-диселено-бис-2-аминомасляной кислоты проводят, пропуская через колонку 50 мл 6 н. NH₄OH со скоростью 1 мл/мин и промывают 20-30 мл воды. Раствор выпаривают в вакууме или на водяной бане до сухого осадка. Выход 3,3-диселено-бис-2-аминомасляной кислоты составляет не менее 50% чистотой не менее 95% и содержанием селена в целевом продукте не менее 47,2%. Анализ осуществляют методом тонкослойной хроматографии: пластины «Сорбфил», система изопропиловый спирт - аммиак водный 25% (7:3), R_f=0,36, или методом капиллярного электрофореза (КЭФ) на приборе Капель 105М фирмы «Люмекс» по методике М-04-38-2009, t_ЭОП=7,107±0,145 мин, t_{3,3-ДИСЕЛЕНО-БИС-2-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ}=12,517±0,282 мин.

В отличие от ближайшего аналога, аминокислоты селеноцистина, 3,3-диселено-бис-2-аминомасляная кислота является новым, еще не описанным в науке химическом соединении.

Новизна, промышленная применимость, неочевидность

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании в заявляемом изобретении следующей совокупности признаков:

- новизна способа заключается в получении нового химического соединения, еще не описанного в науке и его выделения в чистом виде;

- способ, выполняющий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для производства биологически активных добавок к пище (БАД к пище), функциональных продуктов питания, кормовых добавок с целью профилактики селеновой недостаточности у человека и животных;

- для заявленного изобретения в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных или известных до даты приоритета средств и методов;

- совокупность таких признаков, как доступность, стабильность и широкий ассортимент исходных соединений, доступность и низкая стоимость реагентов, простота выделения, высокие выходы, стабильность целевого продукта (3,3-диселено-бис-2-аминомасляная кислота), несложное аппаратное оформление процесса, позволяет оценить разработанный метод как отвечающий требованиям промышленного производства.