氢氧化铁-糖络合物的制备方法及其应用与流程

2021-01-08 12:01:19|

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本发明涉及氢氧化铁-糖络合物的制备方法及其应用。

背景技术：

铁在人体氧气输送中扮演关键性角色，然而缺铁性贫血却是人类最常见的营养缺乏症。缺铁性贫血是世界上最常见的儿童营养缺乏病之一，不仅影响儿童生长发育，而且影响免疫、脑功能和智力发育等，我国小儿缺铁性贫血患病率为57.6％，目前国内外主要用铁剂治疗。缺铁性贫血研究显示，缺铁性贫血婴幼儿的智能发育障碍，补铁后可恢复正常。

婴幼儿铁剂以滴剂为主，由于体积限制，需高铁含量、高纯度、低刺激性及高吸收效率的铁剂，目前中国大陆少有此类产品，氢氧化铁-糖复合物是此类产品最佳的选择。

氢氧化铁-糖复合物是一种糖和铁的有机复合物，其铁元素含量为15-47％，具有稳定的高水溶性，能以分子形式完整地吸收，其吸收率高。糖铁复合物不含游离铁离子，因此对胃肠粘膜无腐蚀和刺激作用。糖铁复合物在体内以分子形式存在，结构与肠粘膜细胞中的铁蛋白核心极为相似，能很容易地被小肠粘膜细胞吸收，其通过胃肠粘膜吸收阀调节血浆浓度，不易致急性中毒。多糖铁复合物可防治缺铁性贫血，也可用于预防婴幼儿、儿童、青少年、妇女(尤其是孕妇)等特殊人群的缺铁性贫血。

一般纳米铁的制剂，大多使用氯化铁为原料。过多的氯会产生相对的重金属的污染。如何制备低氯的纳米糖铁，也是一个重要的课题。目前公开的生产多糖铁的制备工艺，对生产产率的提高方面还不够理想，因此有必要对糖铁复合物的工艺进行研究和改进。

现有技术方案：us8263564中，在水、糖和铁溶液的混合物加碱至ph11-14，加热至60-90℃，生成多糖铁络合物，再用乙醇以沉淀法取得多糖铁络合物。缺点：用有机沉淀剂纯化，增加重金属污染及爆炸的风险。

us3821192中，在水、糖和铁溶液的混合物加碱至ph11-14，加热至60-90℃，生成多糖铁络合物，再用甲醇以沉淀法取得多糖铁络合物。缺点：该工艺采用甲醇为沉淀剂来减低氯含量及可能相对存在的重金属，但是，甲醇的毒性较大，应该采用毒性较小的沉淀剂。再则甲醇为易燃物，制程须在防爆系统进行，且有有机残留物的风险，所以，有必要改进上述的多糖铁制备工艺。

青岛国风药业股份有限公司申报的中国专利cn103641875，具体步骤为：在反应罐中加入糖浆溶液搅拌，冷却；加入三氯化铁溶液搅拌，加入氢氧化钠溶液，生成棕红色凝胶；加入氢氧化钠溶液所得沉淀物加入沉淀剂洗涤两次，干燥，即得多糖铁复合物。等体积的无水乙醇，离心固液分离，所得沉淀物再加入40％-80％的乙醇洗涤二次，干燥，即得多糖铁复合物。缺点：用有机沉淀剂乙醇纯化，增加重金属污染及爆炸的风险，用老鼠做效果验证，每日剂量150～300毫克。用有沉淀剂来减低氯含量，可能相对存在的重金属，有机沉淀剂如甲醇、乙醇均为易燃物，制程须在防爆系统进行，且有有机残留物的风险。

中国专利cn102086232一种多糖铁的制备方法的背景技术中，cn102086232山东省青岛市四流南路127号中心医院，一种制备多糖铁的方法，包括如下步骤：(1)以淀粉为原料，采用酶法降解淀粉，得到小分子量的淀粉低聚糖；(2)在反应釜中加入淀粉低聚糖浆和三氯化铁水溶液，搅拌均匀，其中固体三氯化铁与固体淀粉低聚糖的质量比为1.6～1.8，水铁质量比为3.85～4.0，其中，水铁质量比＝总水/铁，总水＝淀粉低聚糖浆带入的水+三氯化铁水溶液带入的水的质量，铁是指三氯化铁质量；(3)向混合溶液中以流加方式加入碱液直至生成fe(oh)3沉淀，此时溶液仍保持酸性，控制ph值为6～6.5；(4)充分搅拌，然后再以流加方式加入碱液使溶液ph值至12～12.5；(5)将反应液加热，控制溶液温度在83±0.5℃，保持温度，搅拌15～30分钟，直至形成均一的多糖铁溶液；(6)将此溶液冷却至室温，移至沉淀罐，向其中加入乙醇，使乙醇浓度达到52％；(7)用低速离心机离心分离沉淀，用50％的乙醇洗涤沉淀2次；将沉淀干燥，即得多糖铁产品。不用有沉淀剂来减低氯含量，可能相对存在的重金属，有机沉淀剂如甲醇、乙醇均为易燃物，制程须在防爆系统进行，且有有机残留物的风险，缺点：用有机沉淀剂乙醇纯化，增加重金属污染及爆炸的风险。用有沉淀剂来减低氯含量，可能相对存在的重金属，有机沉淀剂如甲醇、乙醇均为易燃物，制程须在防爆系统进行，且有有机残留物的风险。

中国专利cn104177505，多糖铁复合物产品中主要存在两类杂质：氯化物和重金属，各国药典对此均做出明确的限度要求，我国食品药品监督管理局发布的标准规定：多糖铁中氯化物不得高于2％，重金属不得高于20ppm。但是重复文献“醇沉离心”的分离纯化方法，技术人员发现，重金属和氯化物均不能达到上述限度要求；即使增加醇沉离心次数和体积，仍然很难使重金属和氯化物达到标准限度要求，同时还会降低多糖铁复合物产品中氢氧化钠的含量，进一步影响产品水溶液的ph值和产品的水溶性。一种多糖铁复合物分离纯化的方法，包括如下步骤：(1)将多糖铁复合物粗品溶于水中，常温搅拌溶清，使成水溶液；(2)用盐酸调ph至多糖铁复合物的等电点，析出沉淀；(3)采用常规分离方法分离该沉淀；(4)将分离得到的沉淀加入水中，加入氢氧化钠调ph9-14，常温搅拌溶清；(5)冻干即得多糖铁复合物产品，或加入聚沉剂、析出沉淀、采用常规分离方法分离、干燥该沉淀，即得多糖铁复合物产品。缺点：多糖铁复合物分离纯化，这是多糖铁复合物的第2次加工。经济上不划算，并且冻干是一个较昂贵的制程，在实际的应用中不划算。

目前公开的生产纳米糖铁的制备工艺，对生产产率的提高方面还不够理想，对纳米糖铁的特性及应用也没有详述。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决现有糖铁产品中存在大量自由铁离子、氯离子的问题，而提供氢氧化铁-糖络合物的制备方法及其应用。

氢氧化铁-糖络合物的制备方法，按以下步骤完成：

一、制备fe(oh)3悬浊液：

①、将碱性溶液加入到铁盐溶液中，混合均匀，得到ph值为2.7～2.8的混合液a；

②、将碱性溶液加入到混合液a中，混合均匀，得到ph值为2.8～3.8的粗氢氧化铁悬浊液；

③、将碱性溶液加入到粗氢氧化铁悬浊液中，混合均匀，得到ph值为5.0～9.0的氢氧化铁悬浊液，再进行纯化浓缩，得到多核的氢氧化铁；

二、向多核的氢氧化铁中加入碳水化合物，混合均匀，得到混合物b；使用碱液将混合物b的ph值调节至7.5～13.0，再在60℃～125℃的温度条件下反应0.2h～30h，得到氢氧化铁-糖络合物，所述氢氧化铁-糖络合物中的铁-糖比为(1～1100)：100。

氢氧化铁-糖络合物的应用，将所述氢氧化铁-糖络合物制成滴剂、口服液、注射剂、粉剂、胶囊、胶质剂型或锭片，用于治疗人或动物的缺铁性贫血病症。

本发明的有益效果：

一、本发明氢氧化铁-糖络合物的制备方法，设计低氯制程(低氯0.1％以下)，避免重金属污染，产出具有高铁含量的氢氧化铁-糖络合物；以氢氧化铁为核心，碳水化合物为外壳，糖-铁比例适量，则无残留游离的三价铁，避免氧化伤害，解决了生产无自由铁离子及低氯的多核氢氧化铁碳水化合物的困难，并确定效果。

二、本发明氢氧化铁-糖络合物的制备方法，不用有机沉淀物，避免使用有机沉淀纯化制程，免除有机残留物的污染，产出的水溶解度高(50％以上)的氢氧化铁-糖络合物，方便高剂量剂型(如滴剂-10％铁)的开发。

三、本发明氢氧化铁-糖络合物的制备方法，可在常规条件下操作，不需要制冷、加压或防爆设备，便于工业化实施；并且杂质少，生体利用率高，解决目前市售产品在治疗缺铁性贫血方面的不足。

本发明可获得氢氧化铁-糖络合物的制备方法及其应用。

附图说明

图1为实施例一中纳米铁剂的结构示意图，a代表氢氧化铁核心，b代表碳水化合物外壳。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式氢氧化铁-糖络合物的制备方法，按以下步骤完成：

一、制备fe(oh)3悬浊液：

①、将碱性溶液加入到铁盐溶液中，混合均匀，得到ph值为2.7～2.8的混合液a；

②、将碱性溶液加入到混合液a中，混合均匀，得到ph值为2.8～3.8的粗氢氧化铁悬浊液；

③、将碱性溶液加入到粗氢氧化铁悬浊液中，混合均匀，得到ph值为5.0～9.0的氢氧化铁悬浊液，再进行纯化浓缩，得到多核的氢氧化铁；

本实施方式的有益效果：

一、本实施方式氢氧化铁-糖络合物的制备方法，设计低氯制程(低氯0.1％以下)，避免重金属污染，产出具有高铁含量的氢氧化铁-糖络合物；以氢氧化铁为核心，碳水化合物为外壳，糖-铁比例适量，则无残留游离的三价铁，避免氧化伤害，解决了生产无自由铁离子及低氯的多核氢氧化铁碳水化合物的困难，并确定效果。

二、本实施方式氢氧化铁-糖络合物的制备方法，不用有机沉淀物，避免使用有机沉淀纯化制程，免除有机残留物的污染，产出的水溶解度高(50％以上)的氢氧化铁-糖络合物，方便高剂量剂型(如滴剂-10％铁)的开发。

三、本实施方式氢氧化铁-糖络合物的制备方法，可在常规条件下操作，不需要制冷、加压或防爆设备，便于工业化实施；并且杂质少，生体利用率高，解决目前市售产品在治疗缺铁性贫血方面的不足。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一①中所述的碱性溶液为碳酸根碱溶液，所述碳酸根碱溶液为nahco3、na2co3、(nh4)2co3或k2co3溶液，优选为na2co3溶液。

其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：步骤一①中所述的铁盐溶液为fe2(so4)3、fe(no3)3或fecl3溶液，优选为fecl3溶液。

其他步骤与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一②中所述的碱性溶液为碳酸根碱溶液，所述碳酸根碱溶液为nahco3、na2co3、(nh4)2co3或k2co3溶液，优选为na2co3溶液。

其他步骤与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤一③中所述的碱性溶液为碳酸根碱溶液，所述碳酸根碱溶液为nahco3、na2co3、(nh4)2co3或k2co3溶液，优选为na2co3溶液。

其他步骤与具体实施方式一至四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤二中所述的碳水化合物为除蔗糖外的单糖、双糖、寡糖、多糖和多糖水解糖浆中的一种或几种的混合物。

其他步骤与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤二中所述的碱液为氢氧根碱溶液，所述氢氧根碱溶液为nh4oh、koh或naoh溶液，优选为naoh溶液。

其他步骤与具体实施方式一至六相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二中所述向多核的氢氧化铁中加入碳水化合物，混合均匀，得到混合物b；使用碱液将混合物b的ph值调节至9.5～12.5，再在65℃～95℃的温度条件下反应0.2h～30h，得到氢氧化铁-糖络合物，所述氢氧化铁-糖络合物中的铁-糖比为(1～264)：24。

其他步骤与具体实施方式一至七相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：所述氢氧化铁-糖络合物的水溶解度为20％～50％，氢氧化铁-糖络合物的固态含铁量为15％～47％；氢氧化铁-糖络合物中氯离子含量小于1％，优选为小于0.1％。

其他步骤与具体实施方式一至八相同。

具体实施方式十：本实施方式氢氧化铁-糖络合物的应用，将所述氢氧化铁-糖络合物制成滴剂、口服液、注射剂、粉剂、胶囊、胶质剂型或锭片，用于治疗人或动物的缺铁性贫血病症。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例1：氢氧化铁-糖络合物的制备方法，按以下步骤完成：

一、制备fe(oh)3悬浊液：

(1)、制备15％氯化铁盐溶液25000g：在50公升容器加入3750g六水合氯化铁，加纯水至25000g搅拌均匀至完全溶解；

(2)、制备10％碳酸钠碱性溶液22500g：在30公升容器加入2250g碳酸钠，加纯水至22500g搅拌均匀至完全溶解；

(3)、将碳酸钠溶液加入到氯化铁溶液中，混合均匀，得到ph值为2.7～2.8的混合液a；

(4)、将碳酸钠溶液加入到混合液a中，混合均匀，得到ph值为2.8～3.8的粗氢氧化铁悬浊液；

(5)、将碳酸钠碱性溶液加入到粗氢氧化铁悬浊液中，混合均匀，得到ph值为5.0～9.0的氢氧化铁悬浊液，再进行纯化浓缩，除去多余氯离子，得到纯化多核的氢氧化铁；将纯化浓缩多核的氢氧化铁等分为五份，加入等量纯水，再以如下铁-糖比加入碳水化合物；

①铁-赤藓糖醇比为45:10.5；

②铁-(麦芽糊精de30-35)比为30:50；

③铁-(麦芽糊精de30-35+葡萄糖9:1)比为60:20；

④铁-麦芽糖浆de58.5+葡萄糖1:1)比为45:18；

⑤铁-山梨糖比为45:12；

(6)、混合均匀，得到混合物b；使用20％氢氧化钠碱液将混合物b的ph值调节至10，再在85℃的温度条件下反应1h，得到不同铁含量氢氧化铁-糖络合物，溶液为纳米水溶液。

图1为实施例一中纳米铁剂的结构示意图，该结构是纳米铁为环形的铁-碳水化合物的胶体，a代表氢氧化铁核心，b代表碳水化合物外壳，碳水化合物外壳具有以下作用：

1、稳定氢氧化铁核心；

2、保持纳米颗粒在水中悬浮性；

3、控制生物活性铁释放；

4、降低铁的毒性；

5、改善铁剂的口感。

实施例2：

将如下实施例1的铁-碳水化合物纳米水溶液

1.铁-赤藓糖醇；

2.铁-麦芽糊精；

3.铁-(麦芽糊精+葡萄糖)；

4.铁-(麦芽糖浆+葡萄糖)；

5.铁-山梨糖；

喷雾干燥成干粉，再取样进行如下检测：

(a)铁含量检测方法；(b)游离铁监测方法；(c)氯离子浓度检测方法。

(a)铁含量测定：

(1)、铁离子储备液：精确称取350mg硫酸亚铁铵，到1000ml容量瓶，加水溶解，用水稀释至体积，混合得到铁浓度为50μg/ml溶液。

(2)、氯化钙溶液：称取2.64g的氯化钙到1000ml容量瓶，加500ml水涡流溶解，加5ml盐酸，并用水稀释至刻度。

(3)、标准制剂：分别移取2.0ml、4.0ml、6.0ml、8.0ml和10.0ml铁溶液于50ml容量瓶中，用氯化钙溶液稀释至刻度，并混合以获得已知浓度为2.0μg/ml、4.0μg/ml、6.0μg/ml、8.0μg/ml和10.0μg/ml的铁溶液。

(4)、化验试剂：取2.0ml注射剂到100ml容量瓶中，加5ml盐酸，旋转直到溶液变黄。等待溶液冷却至室温后，用氯化钙溶液稀释至刻度，并混合，得到理论浓度为8μg/ml的铁溶液。

(5)、程序：用原子吸收法同时测定标准制剂和化验试剂，测定制剂在248.3nm处的吸光度。

原子吸收分光光度计采用铁空心阴极灯和乙炔火焰，以氯化钙溶液为空白溶液，绘制每种标准制剂的吸光度与浓度的关系。以μg/ml计，并画出最符合五个绘制点的直线，计算由公式采用的每毫升注射剂中铁的量，以mg为单位：5c/v，c代表测定含量中铁浓度，单位为μg/ml，v代表注射体积。

(b)游离铁(fe³⁺/fe²⁺)检测方法：

(1)、fe³⁺测试：

取待测液5ml，加入1ml2mol/l氨溶液，摇动1分钟后，看是否有棕色的沉淀析出。如果有，则判定有fe³⁺。

(2)、fe²⁺测试：

(a)铁氰化钾：准确称取1.0g铁氰化钾用蒸馏水溶解，定容至10ml，备用。

(b)醋酸-醋酸钠缓冲液ph5.6：称取12.0g醋酸钠到100ml容量瓶中，加入50ml蒸馏水溶解，再用移液管移取0.66ml醋酸(乙酸)到容量瓶中，然后用水定容至刻度线，摇匀备用。

步骤：取5.0ml的待测液到50ml容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度线，摇匀。再用移液管分别移取5ml到不同试管中，一个作为空白，另一个作为试验。在空白管中加入2mlph5.6的醋酸-醋酸钠缓冲液，并在试验管中加入2mlph5.6的醋酸-醋酸钠缓冲液和3滴铁氰化钾。分别摇匀后，与空白管对比，若溶液的颜色保持不变，则判定无fe²⁺。

(c)氯离子浓度检测方法：

一、仪器及试剂：sswy-810型氯离子含量快速测定仪，标液(0.005mol/l，0.0005mol/lnacl)

二、方法：

试验步骤：

1、取出氯离子电极和玻璃电极，按确定上限下限校准状态。

2、取适量的待测溶液放磁力搅拌器上，打开磁力搅拌器设备在待机状态下，按功能键等待1分钟左右，设备将自动计算出当前的浓度和每克的氯离子含量。

测试结果：

实施例3：

(1)、取铁-(麦芽糊精+葡萄糖)粉末加等量纯水，确定完全溶解，得到50％铁-(麦芽糊精+葡萄糖)的水溶液，再加辅料及调味剂，泡制成含铁量1％、5％和10％的水溶液，检测游离铁及铁离子余味

(2)、检测结果：无游离铁及无铁离子余味

实施例4：缺铁性贫血测试

(1)、配制成含铁量22.5毫克/10ml(fe0.25％)的口服液