Разработка способа получения аскорбата железа (II) - эффективного препарата для лечения железодефицитной анемии

Известны препараты и составы, применяемые перорально для лечения железодефицитных анемий, содержащие в качестве активных ингредиентов соли и различные соединения двухвалентного железа в виде сульфата, хлорида, оксалата и других производных (например, патент США 4591503 – дата заявки 1995 г.). Однако эти препараты отличаются недостаточной пролонгированностью, наличием побочных реакций организма и балластных ионов.

Разработан препарат «Ферроплекс», содержащий в одном драже 50 мг сульфата железа и 30 мг аскорбиновой кислоты, но этот препарат не обеспечивает достаточной про-лонгированности [1].

Для профилактики и лечения железодефицитной анемии создан состав, который повышает противоанемическое действие и снижает побочные явления. Состав содержит следующие ингредиенты, мг: катионообменная смола с содержанием двухвалентного железа, 20-60; катионообменная смола в кобальтовой форме, с содержанием кобальта, 2-6; аскорбиновая кислота, 25-75. Это способствует улучшению всасывания и усвоения ионов железа в присутствии аскорбиновой кислоты и усилению процесса кроветворения за счет пролонгированного одновременного введения ионов железа и кобальта [2].

Для кормления сельскохозяйственных животных и птицы предложено [3] включать в основной рацион аскорбат железа (II): для молодняка свиней и птицы в количестве 6005000 г на 1 т комбикорма.

Аскорбат железа (II) – наиболее эффективный препарат стабилизированного двухвалентного железа для лечения железодефицитной анемии. Предлагаемый препарат не токсичен и не вызывает отрицательных влияний в организме животных и птицы. Аскорбат железа (II) улучшает белковый, витаминный и минеральный обмены. Препарат характеризуется достаточной биологической доступностью для организма яйценосой птицы. Эффективной профилактической дозой является 600 г на 1 т корма. С терапевтической целью (при гиповитаминозе С и пониженной функции кроветворения) рекомендуется добавлять аскорбата железа (II) в рацион кур-несушек в количестве 1200 г на 1 т корма. Препарат способствует приросту живой массы, улучшению качества продукции в птицеводстве и свиноводстве.

Изучены фармако-токсикологические свойства аскорбата железа (II) (хелатного комплекса ионов железа (II) с аскорбиновой кислотой) [4]. Показано, что препарат не токсичный, не обладает местнораздражающим, эмбритоксичным, тератогенным и аллергическим действием. Способствует повышению содержания в крови эритроцитов и гемоглобина. Препарат рекомендован для профилактики железодефицитной анемии и С-гиповитаминоза у сельскохозяйственной птицы.

Для изучения свойств автор [4] использовал аскорбат железа (II), полученный в ООО «Полисинтез» (Белгород) путем обработки маточного раствора аскорбиновой кислоты карбонатом кальция и сульфатом железа (II). Препарат представляет собой порошок от серого до черного цвета, хорошо растворим в воде.

Также имеются литературные данные о получении аскорбата железа (II) путем добавления к водному раствору аскорбиновой кислоты избытка FeCO3 с последующим осаждением препарата в виде темно-фиолетового порошка [Л.О. Шнайдман. Производство витаминов. – 1973, изд. 2. – с. 290].

Получена биологически активная добавка (БАД) «Элемвитал», содержащая органическое железо (II) в виде аскорбата и фумарата.

Известно, что железо важнейший микроэлемент, который необходим для нормальной жизнедеятельности организма. Железо принимает участие в дыхании, кроветворении, иммунобиологических и окислительновосстановительных реакциях, входит в состав более 100 ферментов, участвует в синтезе гемоглобина и переносе кислорода из легких по всему организму.

Активный состав БАД «Элемвитал» следующий: аскорбат и фумарат железа; витаминный комплекс: В1, В2, В6, никотинамид, фолиевая кислота, пантогематоген, витамин С; экстракты корня лопуха, элетерококка.

Витамин С необходим для перевода неусвояемого трехвалентного железа в двухвалентное для улучшения биодоступности (100%) железа в организме [ru siberianhealth. Com.].

В фармакологии в качестве лекарственного средства применяется комбинированный препарат железа (II) сульфат – аскорбиновая кислота. Железо (II) сульфат восполняет недостаток железа в организме, а аскорбиновая кислота улучшает его всасывание из ЖКТ. Препарат применяют для лечения и профилактики железодефицитной ане-мии.[Государственный реестр лекарственных средств (РЛС). М.: Медицинский совет. Т.2, ч.1, 568 с.; ч.2, 561 с., 2009].

Из анализа литературных данных следует, что аскорбат железа (II) является эффективным препаратом для лечения и профилактики железодефицитной анемии и представляет значительный интерес для ветеринарии.

Однако, в доступной литературе отсутствуют сведения о технологичном способе получения химически чистого аскорбата железа (II) и его физико-химических свойствах.

С целью дальнейшего исследования биологической активности препарата в области ветеринарии и медицины нами проведены эксперименты по разработке технологичного способа его получения.

Материалы и методы . Для разработки способа получения аскорбата железа (II) были использованы следующие реактивы: аскорбиновая кислота, имп. «ч». Экофарм; сульфат железа (II), FeSO 4 • 7H 2 O - марки «х.ч».

Синтез аскорбата железа (II). Раствор 3,95 г (0,0142 моль) сульфата железа (II), FeSO 4 • 7H 2 O в 15 мл воды (рН = 3) нагревают до 40-45 ° С в течение 20 минут. К гомогенному раствору гидролизата (рН 2) прибавляют порциями 5 г (0,0284 моль) аскорбиновой кислоты, нагревают до 45 ° С в течение 30 минут (рН 2), а затем выдерживают при комнатной температуре 2 часа. Гомогенный реакционный раствор зеленого цвета упаривают из чашки Петри, получают крупные кристаллы светлозеленого цвета, которые промывают этанолом и сушат при комнатной температуре. Получают 5,9 г (96,6%) аскорбата железа (II) дигидрата, Fe(C 6 H 7 O 6 ) 2 • 2H 2 O.

Аскорбат железа (II) дигидрат кристаллический продукт светло-зеленого цвета, хорошо растворяется в воде, в спирте не растворяется. При температуре 136-137 °С плавится с обугливанием.

Результаты исследований. Синтез аскорбата железа (II) осуществляли взаимодействием аскорбиновой кислоты с гидроксидом железа (II). При этом учитывалась стабильность субстрата и реагента в зависимости от рН реакционной среды.

Аскорбиновая кислота ( у -лактон-2-оксо L-гулоновая кислота) проявляет довольно сильные кислотные свойства ( ðÊ_à 4, 2 ), обусловленные диссоциацией гидроксильной группы в положении 3 ендиольного фрагмента.

При действии сильных щелочей у-лактоновое кольцо размыкается. Реакция аскорбиновой кислоты со слабыми растворами щелочей протекает с образованием однометальной соли за счет водорода гидроксильной группы при третьем атоме углерода. При этом лактоновое кольцо не размыкается. В кислой среде аскорбиновая кислота устойчива [5]; [Электронная медицина. Аскорбиновая ки- слота (витамин С). Химические и физические свойства].

В качестве реагента нами был использован гидроксид железа (II), образованный в процессе гидролиза сульфата железа (II). Гидроксид железа (II) хорошо растворяется в кислой среде и не подвергается быстрому окислению. В щелочной среде Fe(OH) 2 не растворяется и окисляется до Fe(OH) 3 .

Сущность способа получения аскорбата железа (II) заключается в следующем: первоначально проводят гидролиз сульфата железа (II) в водной среде (рН 2), а затем прибавляют аскорбиновую кислоту.

Реакция комплексообразования гидроксида железа (II) с аскорбиновой кислотой протекает в гомогенной фазе в кислой среде. При температуре реакции 45-50 ° С, времени 30-35 минут и выдержки 2 часа при комнатной температуре целевой продукт получается с выходом 96,60%.

Реакция комплексообразования протекает по схеме:

СН ОН

FeSO + 2HOH   Fe(OH) + H SO аскорбиновая кислота pH < 7

СН ОН

( _ 2H O)

Fe

Разработанный нами способ синтеза аскорбата железа (II), марганца (II), кобальта (II) является общим. В качестве реагентов были использованы гидроксиды металлов (II), образованные в процессе гидролиза соответствующих сульфатов. Гидроксиды Fe(OH)2, Mn(OH)2, Со(ОН)2 растворимы в кислой среде аскорбат Fe (II)

(реакционная среда имеет рН 2) и не подвергаются окислению.

Реакция комплексообразования аскорбиновой кислоты с ионами Fe2+, Mn2+, Со2+ через Nа-соль аскорбиновой кислоты в щелочной среде протекает аномально. Этот факт объясняется тем, что в сильно щелочной сре- де γ-лактоновое кольцо аскорбиновой кислоты размыкается, а гидроксиды Me (II) окисляются до гидроксидов Me (III). В этом случае продукты реакции получаются в виде темнобурых порошков [6].

Для подтверждения структуры аскорба- та железа (II) проведены качественные реакции на Fe (II). Аскорбат железа (II) с гидроксидом натрия в водной среде дает осадок Fe(OH)2 грязно-зеленого цвета. С К3[Fe(CN)6] аскорбат железа (II) образует темно-синий осадок турнбулевой сини:

3Fe²⁺ + 2K 3 [Fe(CN) 6 ] → Fe 3 [(CN) 6 ] 2 + 6K⁺ ↓ темный осадок

Заключение. Разработан технологичный способ получения аскорбата железа (II) – эффективного препарата для лечения железодефицитной анемии. Найдены оптимальные условия синтеза аскорбата железа (II), обеспечивающие стабильность аскорбиновой кислоты и гидроксида железа (II). Реакция проводится в кислой среде (рН 2) гомогенной фазе, что позволяет получать химически чистый целевой продукт с высоким выходом.

Резюме

Разработан технологичный способ получения аскорбата железа (II) – эффективного препарата для лечения железодефицитной анемии. Найдены оптимальные условия синтеза препарата, позволяющие получать химически чистый продукт с высоким выходом.