Способ получения аморфных водорастворимых солей цитрата магния
METHOD FOR OBTAINING AMORPHOUS WATER-SOLUBLE SALTS OF MAGNESIUM CITRATE

Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к способу получения растворимых солей магния, востребованных для приготовления пищевых добавок и других магнийсодержащих препаратов, применяющихся для введения солей магния в организм человека.
Соединения магния, одного из самых важных макроэлементов, играют непосредственную роль практически во всех обменных процессах в организме человека. Основными функциями магния являются поддержание здоровья клетки, регулирование транспорта нервных импульсов, метаболизм кальция, натрия, фосфора и калия, без которых костная ткань не может нормально сформироваться. Магний выполняет активацию практически 50% всех ферментов, необходимых для нормального функционирования тела.
Дефицит магния приводит к нарушениям работы нервно-мышечной, сердечнососудистой систем организма человека, желудочно-кишечного тракта, к возникновению нервно-психических расстройств.
Магний усваивается из пищи довольно плохо - максимум на 30-40%. Хорошо всасываются только органические соединения магния в составе комплексов с аминокислотами и органическими кислотами (магния хелат, цитрат, малат и др.).
Водорастворимый цитрат магния, кроме хорошей растворимости, обладает рядом специфических молекулярных эффектов. Практически полная утилизация цитрата (превращение в углекислый газ и воду) делает его идеальным переносчиком магния [О.А. Громова, И.Ю. Торшин Т.Р., Гришина. Мировой опыт применения цитрата магния в медицине // Трудный пациент. 2010. Т. 8. №8. С. 35-42].
Известен способ получения цитрата магния, включающий взаимодействие лимонной кислоты с соединением магния, выдерживание смеси, отделение раствора, упаривание и сушку готового продукта, отличающийся тем, что используют 9-11% раствор лимонной кислоты, к которому добавляют стружку магния при массовом соотношении лимонная кислота: магний 4.8-5.0:1, процесс проводят при температуре от 16-18°С до +45°С с доведением рН реакционной массы до 7.0-7.1 с отделением раствора, его упариванием и сушкой до постоянной массы [RU 2691730].
3
6
6
7
Недостатком этого способа является то, что получаемый трехзамещенный цитрат магния Mg(CHO)г плохо растворим в воде. Для достижения наибольшей растворимости и усиления эффекта биоусвояемости соединения макроэлементов, в том числе, магния стараются получать в аморфном виде.
Известны способы синтеза аморфных водорастворимых цитратов магния [JPS 55108814] или кальция [RU 2363269] распылением сухой или замороженной сухой реакционной смеси, полученной взаимодействием магния или кальция или их солей с лимонной кислотой в водной среде.
К недостаткам этих способов следует отнести необходимость использования низких температур и специального оборудования для распыления и вымораживания реакционной смеси. Учитывая склонность указанных аморфных солей (при таком способе получения) к превращению в нерастворимые кристаллические вещества, эти способы требуют дополнительных усилий, связанных с быстротой сушки и вариациями подбора концентраций компонентов.
Авторами изобретения впервые выявлено, что при выпаривании концентрированного водного раствора цитрата магния формируется новое, не известное ранее аморфное вещество - стеклообразный водорастворимый цитрат магния, которое, как было показано авторами, может служить прекурсором для получения порошкообразного аморфного водорастворимого цитрата магния. В связи этим предлагаемый способ не имеет близких аналогов.
Изобретение направлено на расширение количества технических способов получения аморфных водорастворимых соединений магния.
Технической задачей изобретения является разработка способа получения биоусвояемой формы цитрата магния для использования в составе пищевых добавок и других фармакологических препаратов.
6
6
7
Технический результат достигается тем, что предложен способ получения аморфных водорастворимых солей цитрата магния, заключающийся в том, что выпаривают водный раствор цитрата магния MgCHO с концентрацией от 40 мас. % при температурах до 60°С; после стеклования раствора продукт высушивают на воздухе при температуре 40-60°С до постоянной массы.
Концентрацию водного раствора цитрата магния выбирают из тех соображений, чтобы процедура выпаривания до начала процесса стеклования раствора не была времязатратной, верхняя граница концентрации определяется растворимостью исходной соли при комнатной температуре (около 55 мас. % [О.А. Прокопович, А.Г. Калачева, И.Ю. Торшин, О.А. Громова, Л.В. Адамян, О.Н. Грачева // Медицинский совет. 2015. №11. С. 90-96]). Стеклообразный продукт начинает формироваться при концентрации цитрата магния около 70 мас. %.
Температуру выпаривания выбирают из тех соображений, чтобы продолжительность выпаривания не была бы слишком длительной, использование температур выше 60°С не позволяет получить гомогенный расплав, способствующий формированию аморфного цитрата магния, поскольку приводит к появлению гетерогенной смеси из-за частичной кристаллизации стеклообразного промежуточного продукта.
Диапазон температур высушивания определен экспериментально и обусловлен тем, что при этих температурах происходит плавное обезвоживание стеклообразного цитрата магния вплоть до превращения его в безводный рентгеноаморфный порошкообразный цитрат магния.
6
6
7
2
Сущность изобретения заключается в том, что аморфный безводный порошкообразный цитрат магния получают из стабильного при комнатной температуре стеклообразного аморфного продукта состава MgCHO⋅3.5HO, образующегося при выпаривании концентрированного водного раствора цитрата магния. Экспериментально подобранный диапазон температур выпаривания и сушки позволяет избежать процесса кристаллизации промежуточного и конечного продуктов. Получаемые предложенным способом аморфные стеклообразный и порошкообразный продукты хорошо растворимы в воде и могут быть рекомендованы в качестве пищевых добавок.
Изобретение проиллюстрировано следующими фигурами.
Фиг. 1. Дифрактограммы а) исходного кристаллического цитрата магния, б) стеклообразного цитрата магния и порошкообразного цитрата магния, полученного обезвоживанием стеклообразного цитрата магния по примеру 1.
Фиг. 2. ИК-спектры а) исходного кристаллического цитрата магния, б) стеклообразного цитрата магния, в) порошкообразного цитрата магния, полученного обезвоживанием стеклообразного цитрата магния по примеру 1.
Ниже приведены примеры иллюстрирующие, но не ограничивающие предложенный способ.
Пример 1.
6
6
7
6
6
7
2
6
6
7
6
6
7
100 мл водного раствора цитрата магния MgCHO («Компонент-Реактив») с концентрацией 50 мас. % выпаривали при 60°С в течение около 40 мин до образования стеклообразного продукта. Согласно данным рентгенофазового анализа стеклообразный продукт является аморфным в отличие от исходного цитрата магния, что показано на Фиг. 1 а-б. Согласно данным химического анализа стеклообразный продукт имеет состав MgCHO⋅3.5HO. В результате сушки стеклообразного продукта при 40°С на воздухе получали порошкообразный безводный аморфный цитрат магния MgCHO (дифрактограмма идентична дифрактограмме стеклообразного продукта, см. Фиг. 1б). Согласно данным ИК-спектроскопии оба аморфных соединения, в отличие от исходного кристаллического MgCHO, имеют хелатное строение цитрат иона, что продемонстрировано на Фиг. 2.
Пример 2.
По примеру 1, отличающийся тем, что сушку осуществляли при 60°С.
Предложенный способ позволяет получать аморфные водорастворимые соединения магния, обладающие повышенной биодоступностью, востребованные в производстве пищевых добавок и фармакологических препаратов.