DE19707694A1 - Kreatin-ascorbate und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Kreatin-ascorbate und Verfahren zu deren Herstellung

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Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft Kreatin-ascorbate und deren Herstellung, wobei es sich um wasserfreie oder wasserhaltige Salze der Ascorbinsäure mit Kreatin und Mischungen dieser Salze mit Kreatin oder Ascorbinsäure handelt.
Ascorbinsäure (L-(+)-Ascorbinsäure, Vitamin C, L-3-Keto-threo-2-hexuron­ säure-γ-lacton, (R)-5-[(S)-1,2-Dihydroxy-ethyl]-3,4-dihydroxy-5H-furan-2-on) ist ein wesentlicher Nahrungsbestandteil zur Erhaltung der menschlichen Gesundheit. Es ist bekannt, daß die Ascorbinsäure oder deren Salze (Ascorbate) wertvolle physiologische, prophylaktische und therapeutische Eigenschaften für die Behandlung von verschiedenen Krankheiten besitzen. Seit der Entdeckung der schwersten Vitamin C- Mangelerkrankung, dem Skorbut und dessen Heilung durch Ascorbinsäure, sind viele interessante Wirkungen dieser Verbindung beschrieben worden.
Die wichtigste Eigenschaft der Ascorbinsäure ist die reversible Oxidation zur Dehydro-L-ascorbinsäure, welche entscheidende Bedeutung für die physiologische Wirkung als Antioxidans hat. Zusammen mit anderen Antioxidantien, wie Carotinen, Glutathionen und Vitamin E wirkt Ascorbinsäure als Fänger für freie Radikale und oxidierende Sauerstoffspezies. Des weiteren vermag Ascorbinsäure das Vitamin E zu regenerieren. Die antioxidierende Wirkung von Ascorbinsäure führt zur Aktivierung des Immunsystems und senkt das Krebsrisiko. Ascorbinsäure beeinflußt den Cholesterin-Stoffwechsel in positiver Weise, was zu einer Verminderung von Gefäß- und besonders Herzgefäßerkrankungen führt.
Wichtig sind auch die Funktionen der Ascorbinsäure als Enzymstimulans oder Cofaktor von Oxygenasen, welche u. a. die Synthese von Dopamin und Carnitin bewirken. Vitamin C wird außerdem bei der Behandlung von Anämien empfohlen, da es die Eisenresorption aus der Nahrung begünstigt (siehe Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed., 1996, Vol. A27, p. 547-559).
Kreatin kommt im Muskel- und Nervengewebe (besonders im ZNS) vor und stellt in Form seines Stoffwechselfolgeprodukts, dem Phosphokreatin, eine Energiereserve des Muskels und des Gehirns dar. Im Nerven- und Herzmuskelgewebe scheint Kreatin eine prophylaktische und therapeutische Wirkung bei Ischämie zu besitzen, wie sie z. B. durch Infarktgeschehen oder prae- und perinatalen Sauerstoffdefizitzuständen auftreten.
Kreatin ist nicht nur eine körpereigene Substanz und ein wertvolles Nahrungsergänzungsmittel, sondern besitzt auch wertvolle therapeutische Eigenschaften. Kreatin ist seit über hundert Jahren als Muskelsubstanz bekannt, wobei es dem Muskel als Energiequelle dient. In einer Reihe von wissenschaftlichen Arbeiten wurde gezeigt, daß die Einnahme von Kreatin zu einer Steigerung der Muskelmasse und Muskelleistung führen kann.
Es gibt auch wissenschaftliche Erkenntnisse, daß die Bauchspeicheldrüse unter Einfluß von Kreatin vermehrt Insulin freisetzt. Insulin fördert die Aufnahme von Glucose und Aminosäuren in die Muskelzelle und regt die Proteinsynthese an. Insulin vermindert auch die Protein-Abbaurate.
Ein prophylaktischer, therapeutischer oder diätetischer Einsatz von Kreatin in den unterschiedlichsten Applikationsformen (oral, intravenös u. a.) setzt eine hohe Bioverfügbarkeit und damit eine gute Wasserlöslichkeit voraus. Diese ist für Kreatin, das als Aminosäurederivat in Form eines inneren Salzes vorliegt, nicht in ausreichendem Maße gegeben.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Salze von Kreatin zu entwickeln, die physiologisch besonders wertvoll sind und gleichzeitig eine gute Wasserlöslichkeit und ausreichende Lagerstabilität besitzen.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch die Bereitstellung von Kreatin-ascorbaten der Formel I
(Kreatin)z(Ascorbat)y(H2O)n (I)
gelöst, wobei z = 1 bis 100, vorzugsweise 1 bis 5,
y = 1 bis 100, vorzugsweise 1 bis 5, und
n = 0 bis 20, vorzugsweise 0 bis 2, bedeuten.
Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Kreatin-ascorbate eine gute Lagerstabilität aufweisen, obwohl sich die bekannten Salze des Kreatins leicht unter Bildung von Kreatinin zersetzen. Da Kreatin als inneres Salz vorliegt und nur eine schwache Base darstellt, konnte nicht damit gerechnet werden, daß man stabile Kreatinsalze mit aciden Enolen herstellen kann. Entsprechend dem Stand der Technik sind nämlich bislang nur Kreatinsalze von starken Di- und Tricarbonsäuren bekannt (vgl. WO 96/04 240), wobei jedoch stark saure Hydrogensalze gebildet werden.
Die erfindungsgemäßen Kreatin-ascorbate der allgemeinen Formel (I) enthalten das physiologisch besonders wertvolle Kreatin-Kation der Formel (II) und das Ascorbat-Anion der Formel (III)
Hierbei können das Kreatin-Kation und das Ascorbat-Anion im Molverhältnis 1 : 1 oder annähernd im Molverhältnis 1 : 1 enthalten sein. Die erfindungsgemäßen Kreatin-ascorbate können darüber hinaus auch Mischungen dieser Salze mit Kreatin oder Ascorbinsäure darstellen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kreatin-ascorbate kann durch relativ einfache Umsetzung von Kreatin mit Ascorbinsäure im Temperaturbereich von -10 bis 90°C, vorzugsweise im Temperaturbereich von 10 bis 30°C, durchgeführt werden. Hierbei werden Kreatin und Ascorbinsäure im Molverhältnis von 100 : 1 bis 1 : 100 und vorzugsweise 5 : 1 bis 1 : 5 umgesetzt. Kreatin kann hierbei in wasserfreier Form als Monohydrat oder als feuchtes Produkt verwendet werden. Die Ascorbinsäure kann als wasserfreie Säure oder in Form einer wäßrigen Lösung eingesetzt werden.
Die Umsetzung kann in Abwesenheit oder in Gegenwart eines Löse- oder Verdünnungsmittels durchgeführt werden, wobei als Löse- oder Verdünnungsmittel eine breite Palette von organischen Lösemitteln geeignet sind. Bevorzugt werden Alkohole (wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, Cyclohexanol), Ether (wie Diethylether, Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan, Ethylendimethylether), Ketone (wie Aceton, Methylethylketon, Cyclohexanon), Ester (wie Essigsäuremethylester, Essigsäureethylester, Ameisensäureethylester) oder aliphatische (Pentan, Hexan, Cyclohexan) sowie aromatische Kohlenwasserstoffe (Toluol) oder Mischungen davon verwendet. Die Umsetzung kann hierbei in den bekannten verfahrenstechnischen Apparaten wie in Mischern, Schaufeltrocknern und Rührbehältern erfolgen.
Die Kristallwasser-haltigen Kreatin-ascorbate werden durch Zusatz von Wasser während oder nach der Umsetzung von Ascorbinsäure mit Kreatin oder durch Verwendung von wäßriger Ascorbinsäure erhalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, bei oder nach der Herstellung noch andere Stoffe wie pharmazeutische Formulierungshilfsmittel, Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente, Kohlenhydrate wie Glukose, Dextrose, Maltose, oder Aminosäuren wie L-Carnitin oder andere Nahrungsergänzungsmittel zuzusetzen.
Aufgrund ihrer wertvollen physiologischen Eigenschaften, ihrer hohen Lagerstabilität sowie guten Wasserlöslichkeit und hohen Bioverfügbarkeit eignen sich die erfindungsgemäßen Kreatin-ascorbate hervorragend für therapeutische Anwendungen in der Medizin und als Nahrungsergänzungsmittelzusätze, wobei diese nicht nur die bekannten wertvollen biologischen und medizinischen Eigenschaften von Ascorbaten und von Kreatin besitzen, sondern darüber hinaus überraschenderweise noch deutliche synergistische Effekte aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Kreatin-ascorbate eignen sich hierbei in ganz besonderer Weise zur Steigerung des Muskelaufbaus der Kraft im Sportbereich, zur Prophylaxe und Behandlung von Sauerstoffdefizit-Zuständen (Ischämien) und Immunstimulation im Gesundheitsbereich, bei der Behandlung von Muskelatrophien und als Nahrungsergänzungsmittelzusatz.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen.
Beispiele Beispiel 1
17,6 g (0,1 mol) L-Ascorbinsäure und 14,9 g (0,1 mol) Kreatin-Monohydrat werden bei Raumtemperatur in 100 ml Ethylacetat suspendiert. Das Gemisch wird 4 Stunden gerührt. Anschließend wird die weiße, feinkristalline Masse abfiltriert und der Rückstand zweimal mit 25 ml Ethylacetat gewaschen. Das Produkt wird 4 Stunden bei 50°C im Vakuumtrockenschrank getrocknet. Die Ausbeute ist nahezu quantitativ (<99%). Das Kreatin-ascorbat (1 : 1) schmilzt bei 134 bis 136°C unter Zersetzung (Kapillare).
C10H17N3O8 × 0,28 H2O, ber.: C 38,47%, H 5,68%, N 13,46%; gef.: C 38,40%, H 5,72%, N 13,49%; IR (KBr) [1/cm]: 703, 756, 821, 870, 983, 1027, 1113, 1306, 1395, 1617, 1694, 2362, 2799, 3074, 3343, 3408, 3525; 1H-NMR (D2O, 300 MHz): δ = 2,98 (s, 3H, Me-Kr), 3,69 (s, 2H, CH2-AS), 3,92 (s, 2H, CH2-Kr), 4,00, (t, 1H, CHOH-AS); 4,83 (s, 1H, CH-AS).
Beispiel 2
8,8 g (0,05 mol) L-Ascorbinsäure und 6,6 g (0,05 mol) Kreatin werden bei Raumtemperatur in 50 ml Tetrahydrofuran suspendiert. Das Gemisch wird 2 Stunden gerührt, die feinkristalline Masse abfiltriert und der Rückstand zweimal mit 20 ml Tetrahydrofuran gewaschen. Das Produkt wird 4 Stunden bei 50°C im Vakuumtrockenschrank getrocknet. Die Ausbeute beträgt 95,4%. Das Kreatin-ascorbat (1 : 1) schmilzt bei 133 bis 135°C unter Zersetzung (Kapillare).
Beispiel 3
17,62 g (0, 1 mol) L-Ascorbinsäure und 6,56 g (0,05 mol) Kreatin werden bei Raumtemperatur in einem Gemisch aus 75 ml Ethylacetat und 75 ml Ethanol suspendiert. Das Gemisch wird 2 Stunden gerührt. Anschließend wird die weiße Kristallmasse abfiltriert und der Rückstand zweimal mit 20 ml des Lösemittelgemisches gewaschen. Das Produkt wird bei 50°C im Vakuumtrockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Die Ausbeute beträgt 94,0%. Das Kreatin-ascorbat (1 : 2) schmilzt bei 128 bis 131°C unter Zersetzung (Kapillare).
Beispiel 4
8,8 g (0,05 mol) L-Ascorbinsäure und 14,9 g (0,1 mol) Kreatin-Monohydrat werden bei 30°C in 75 ml Isopropanol suspendiert und das Gemisch 2 Stunden gerührt. Anschließend wird die weiße, feinkristalline Masse abfiltriert und der Rückstand zweimal mit 20 ml Isopropanol gewaschen. Das Produkt wird im Vakuumtrockenschrank bei 50°C getrocknet. Die Ausbeute beträgt 86,5%. Das Kreatin-ascorbat (2 : 1) schmilzt bei 129 bis 132°C unter Zersetzung (Kapillare).

Claims (8)

1. Kreatin-ascorbate der allgemeinen Formel (I)
(Kreatin)z(Ascorbat)y(H2O)n (I)
wobei z = 1 bis 100
y = 1 bis 100 und
n = 0 bis 20 bedeuten.
2. Kreatin-ascorbate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß z = 1 bis 5, y = 1 bis 5 und n = 0 bis 2 bedeuten.
3. Verfahren zur Herstellung der Kreatin-ascorbate nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Kreatin und Ascorbinsäure im Molverhältnis 100 : 1 bis 1 : 100 bei Temperaturen von -10 bis 90°C umsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Temperaturen zwischen 10 und 30°C vornimmt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von Kreatin zu Ascorbinsäure 5 : 1 bis 1 : 5 beträgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in Gegenwart eines Lösemittels durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Lösemittel ausgewählt aus der Gruppe Alkohole, Ether, Ketone, Ester, aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe verwendet.
8. Verwendung von Kreatin-ascorbaten nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Steigerung des Muskelaufbaus und der Kraft im Sportbereich, zur Prophylaxe und Behandlung von Sauerstoffdefizit-Zuständen (Ischämien) und Immunstimulation im Gesundheitsbereich, bei der Behandlung von Muskelatrophien und als Nahrungsmittelergänzungszusatz.
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