CZ302371B6

CZ302371B6 - Fumarát karnitinu a aminokyseliny a potravinové a dietní doplnky a léciva je obsahující

Info

Publication number: CZ302371B6
Application number: CZ20023949A
Authority: CZ
Inventors: Buononato@Antonietta
Original assignee: Sigma-Tau Industrie Farmaceutiche Riunite S.P.A.
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2011-04-13
Also published as: EP1289931B1; CN1326832C; ITRM20000322A1; EP1289931A1; CZ20023949A3; BR0111579A; CA2412055A1; DK1289931T3; PT1289931E; HUP0301568A3; MXPA02012265A; US6730693B2; KR100596732B1; HUP0301568A2; DE60108122D1; HK1056549A1; ITRM20000322A0; ES2233635T3; WO2001096281A1; PL363511A1

Abstract

Podvojné fumaráty L-karnitinu nebo isovaleryl-L-karnitinu a aminokyseliny, vhodné jako úcinné složky doplnkové výživy, dietních doplnku a léciv.

Description

Fumarát karnitinu a aminokyseliny a potravinové a dietní áopiňky a léčiva je obsahující

Oblast techniky

Předložený vynález se týká stabilních a nehygroskopických podvojných solí kyseliny fumarové (dále uváděné jako „podvojné fumaráty“) s „kamiónem“, kde se „kamiónem“ míní jak L-kamitin, tak isovaleryl-L-kamitin, a aminokyselinou. Vynález se také týká doplňkové výživy, dietních doplňků, nutraceutik a léčiv obsahujících jmenované podvojné fumaráty.

io

Dosavadní stav techniky

Kyselina fumarová [kyselina (E)-2-butendiová] má zajímavé využití jak v nutriční, tak vtera15 peutické oblasti.

Je používána jako náhrada jak za kyselinu vinnou, která může přinášet nepříjemné vedlejší gastrointestinální účinky pro svoje laxativní působení v připravených nápojích a kypřících prášcích, tak kyselinu citrónovou do ovocných nápojů.

Kardioprotektivní účinek kyseliny fumarové byl hodnocen na perfúzovaném krysím srdci (La Plaňte, et al., „Effects and metabolism of fumarate in the perfused rat heart. A ¹³C mass isotopomer study“, Am. J. PhysioL, 272, E74 - E 82, 1997) a nedonošeném myokardu (Pearl, et al., „Fumarate enriched blood cardioplegia results in complete functional recovery of immature myocardium“ Ann. Thorac. Surg., 57, 1636 - 1641, 1993).

Kyselina fumarová je vedle toho „farmakologicky přijatelnou kyselinou“: její sole jsou skutečně zařazeny do seznamu „Komerčně distribuovaných solí schválených FDA“ publikovaného např. v Journal of Pharmaceutical Sciences, 66, (1), 1 - 19, 1977).

Konverze léčiv na odpovídající formy farmakologicky přijatelných solí je široce používaným prostředkem pro optimalizaci podávaných forem nebo určitých vlastností léčiv, jako je stabilita, hygroskopicita, tekutost a podobných.

Jak kyselý fumarát L-kamitinu, tak kyselý fumarát isovaleryl-L-kamitinu jsou známé sloučeniny. (Kyselina fumarová je dikarboxylová kyselina; ve výše jmenovaných kyselých fumarátech je neutralizována pouze jedna ze dvou karboxylových skupin.)

Kyselý fumarát L-kamitinu, jehož příprava a fyzikálně chemické vlastnosti jsou uvedeny např.

v US patentu 4 602 039, byly vyvinuty k tomu, aby se předcházelo složitým problémům při skladování a zpracování z důvodu hygroskopicity vnitrní komplexní sole L-kamitinu. Kyselý fumarát L-kamitinu, který je velmi stabilní a bez podněcování k vedlejším gastrointestinálním účinkům, vykazuje odolnost vůči vlhkosti a je i lepší než vínan L-kamitinu a je to nehygroskopická sůl, která byla vyvinuta též proto, aby se předcházelo hygroskopicitě L-kamitinu.

Přes to má vínan tu výhodu, že lze neutralizovat obě karboxylové skupiny L-kamitinem a tudíž obsahuje vyšší množství L-kamitinu (68 % proti 58 %). Také kyselý fumarát isovaleryl-L-kamitinu, jehož příprava je uvedena v US patentu 5 227 518 je stabilní sloučeninou vybavenou značnou odolností proti vlhkosti.

Až dosud každá snaha neutralizovat také volnou karboxylovou skupinu kyselého fumarátu, u kterého je další karboxylová skupina neutralizována L-kamitinem nebo isovaleryl-L-kamitinem, selhala. Například pokus o přípravu fumarátu L-kamitinu (tj, neutrální sole, která by měla výhodu vysokého obsahu L-kamitinu - okolo 73,5 % proti 68 % u vínanu a 58 % u kyselého fumará55 tu) vyústil ve vysoce hygroskopickou látku, která pravděpodobně sestává ze směsi kyselého fumarátu L-karnitinu a vnitřní komplexní sole L-kamitinu. Tato naposledy jmenovaná sůl je tou, která způsobuje vysokou hygroskopicítu výsledného produktu jakožto celku.

Podobné selhání nastává při pokusu neutralizovat volnou karboxylovou skupinu takových kyse5 lých fumarátů L-kamitinů, jako je acetyl a propionyl-L-karnitin.

Podstata vynálezu io Předmětem předloženého vynálezu je zajistit stabilní nehygroskopické podvojné fumaráty, kde je jedna z karboxylových skupin kyseliny fumarové neutralizována buď L-karnitinem nebo isovaleryl-L-karnitinem a i druhá karboxylová skupina je neutralizována sloučeninou vybavenou vhodnými nutričními, dietetickými nebo terapeutickými vlastnostmi.

i? Je tedy zřejmé, že využívání solí podle předloženého vynálezu má být založeno nejenom na neexistenci hygroskopicity a ve vysoké stabilitě, ale také v příspěvku kationických fragmentů přispívajících k nutriční a energetické účinnosti, i terapeutické účinnosti sole jako celku. Výše uvedená účinnost těchto nových solí spočívá v tom, že nejde o příspěvek výhradně „kamitinového“ fragmentu sole.

Výše uvedeného předmětu je dosahováno podvojnými fumaráty L-kamitinu nebo isovaleryl-Lkarnitinu a aminokyseliny obecného vzorce I

(I), kde: R je vodík nebo isovaleryl; a [A ] je kladně nabitá aminokyselina vybíraná ze skupiny sestávající zkreatinu, omitinu, lysinu, argininu a histidinu.

Předpokládá se, že předložený vynález zahrnuje zvláště následující sloučeniny obecného vzorce (I):

• L-kamitin-kreatin fumarát;

· isovaleryl-L-karnitin-kreatin fumarát;

• L-karnitin-ornitin-fumarát;

• ísovaleryl-L-karnitin—omitin fumarát;

• L-karnitin-lysin fumarát;

• isovaferyl-L-karnitin-lysin fumarát;

· b-kamitin-arginin fumarát • isovaleryl-L-kamitin-arginin fumarát;

• L-karnitin-histidin fumarát; a • isovaleryl-L-kamitin-histidin fumarát.

-2 CZ 302371 Β6

Lysin, arginin a histidin jsou aminokyseliny vyskytující se v proteinech, ij. jsou ío tři ze dvaceti aminokyselin, které se získají řízenou hydrolýzou přirozeně se vyskytujících proteinů (viz např.

J. David Rawn, Biochemistry, kapitola 3 „Amino acids and the primary structure of proteins”. McGraw-Hill, 1990).

Zatímco k ilustraci nutričních a terapeutických účinků aminokyselin bylo obecně této věci až dosud věnováno mnoho literárních odkazů (viz např. F. Fidanza a G. Liguori, Nutrizione umana, kapitola 3: „Le proteine”, Casa Editrice Libraria Idelson, 1995; a I. Goldberg (vyd.), Functional Foods, kapitola 12, „Amino acids, peptides and proteins“, Chapman and Halí, lne., 1994), máme za to, že je vhodné věnovat se krátce i tématu kreatinu a ornitinu z pohledu jejich mimořádné fyziologické úlohy.

Kreatin je aminokyselina obsažená ve značném množství v tkáních kosterního svalstva obratlovců, ve kterých se přibližně ze 2/3 vyskytuje jako kreatin fosfát.

Kreatin je biologicky syntetizován hlavně v játrech a ledvinách ze tří aminokyselin: glycinu, který zajišťuje uhlíkovou kostru, arginínu, který uvolňuje amidinové skupiny a methioninu, který uvolňuje methylovou skupinou. Kreatin se vylučuje močí jako kreatinin. Kreatinin se může dávat do stravy, protože je v zásadě obsažen v mase. Aby se však získalo 10 g kreatinu na den, muselo by se sníst 2,5 kg masa. Pro denní konverzi kreatinu na kreatinin, se musí kuiupcnzuvai exugcmií příjem a endogenní biologická syntéza, což u 70 kg muže lze stanovit přibližně na dva gramy.

Fyziologická úloha kreatinu je extrémně důležitá: principiálně v kosterním svalstvu, ale rovněž tak v mozku, játrech a ledvinách hraje kreatin - reverzibilním přebíráním fosfátových skupin ATP - úlohu jako zásobník energeticky bohatých fosfátových radikálů. Tato reakce je kriticky důležitá, protože ATP nemůže být v tkáních uchováván v nadbytku, ale jen ve velmi omezeném prahovém množství. Je to právě kreatin fosfát, jehož obsah ve tkáních je pětkrát vyšší než v ATP, který zajišťuje přívod fosfátových skupin. Při mírně unavující tělesné námaze nastává pokles kreatin fosfátu v kosterním svalstvu v daleko větší míře než pokles ATP, což ukazuje na to, že kreatin fosfát refosforyluje ADP v té míře, jak se ATP defosforyluje.

Pokud hodnota produkce metabolitů ATP přesáhne využitelný ATP, vyústí to do tvorby kreatin fosfátu. Kreatin fosfát je tudíž zásobníkem bezprostředně dostupné energie vhodné k vyvážení energetické spotřeby přesahující rychlost syntézy ATP v metabolickém fosforylačním procesu.

Kreatin užívají hlavně atleti a sportovci, protože posiluje kosterní svalstvo, a je přijímán při trvající tělesné námaze. Přísun kreatinu vyúsťuje ve snížení množství tuku a posiluje kosterní svalstvo. Poslední výzkumy ukázaly, že kombinovaný příjem kreatinu a cukrů zesiluje účinky kreatinu díky tvorbě inzulínu, která je stimulována jednoduchými cukry, které hrají podobnou úlohu při přenosu kreatinu do svalových buněk.

Ornitin - neproteogenní aminokyselina - je nižším homologem lysinu a důležitým meziproduktem v cyklu biosyntézy močoviny, kde je syntetizován transguanidinizací argininu. Ornitin může být také konvertován na kyselinu glutamovou.

Fumaráty obecného vzorce I zcela splňují účel předloženého vynálezu do té míry, že jsou nejen stabilními a nehygroskopickými sloučeninami, které se samy příznivě nabízejí k přípravě tuhých balených forem, kterým se dává přednost pro nutraceutika a dietní doplňky, ale které také v jediné soli kombinují komplementární fyziologické účinky „karnitinu“ a výše uvedených aminokyselin. Například ty fumaráty, které váží kreatin a „kamitin“ synergicky do jediné sloučeniny, stimulují na jedné straně vytváření energie v myocytech, zvláště ve svalových vláknech typu I, a umožňují tak důležitým nosičům energie (mastným kyselinám) vstoupit do mitochondrií a na druhé straně stimulují ATP vytvářenou buněčnou respirací (oxidativní fosforylace) k opouštění téže organely. ATP zajišťuje mechanickou energii nutnou pro kontrakci svalu.

- j CZ 302371 B6

Následující příklady ilustrují přípravu a fyzikálně chemické vlastnosti některých sloučenin podle předloženého vynálezu, avšak nikterak jej tím neomezují.

Příklady provedení

Příklad I

L-karnítin-kreatin fumarát (BS/231)

C15H27N4O9 m. hm. 407,35

14,9 g (0,l mol) kreatin monohydrátu a I6,l g (0,l mol) vnitřní komplexní sole L-karnitinu se rozpustí v 500 ml vody.

Ke vzniklému roztoku bylo za míchání přidáno I l,6g (0,1 mol) kyseliny fumarové. Po úplném rozpuštění byl přidán isobutanol a směs byla vakuově předešlilována při 40 °C. Získaný zbytek byl vyjmut acetonem a směs se dále míchala několik hodin.

Směs byla odsáta filtrací vakuem a získaná pevná fáze se přes noc vysušila v sušárně termostatované na 30 °C. Získalo se 40,5 g L-karnitin-kreatin fumarátu jako bílá krystalická tuhá hmota, která se ukázala jako nehygroskopická a příjemné chuti.

Výtěžek je 96 %.

t.t. = 134 °C obsah vody (Karl Fischer) - 0,7 % [aJ²⁰D --10,7 (c = I %vH₂O) pH = 5,5(c = 1 %vH₂O)

Poměr:

L-karnitin 40 % kreatin 32 % kyselina fumarová 28 %

Elementární analýza	%C	% H	%N
vypočteno	44,22	6,67	13,75
nalezeno	44,01	6,59	13,68

-4 CZ 302371 B6

CH

NMR: D₂O δ = 6,6 (2H, s, ); 4,6 - 4,4 (1H, m, ¹ ); 3,9 (2H, s, N-CiL-COOH); 3,4 3,3 (2H, d, N-CHr-CH); 3,2 (9H, s, (CH-L-N); 2,9 (3H, s, N-CH,): 2,5- 2,4 (2H, d, CH,COOH).

HPLC:

Kolona: Teplota: Mobilní fáze: pH:

Průtok:

Rt =

Hypersil APS-2 (5 pm) 200 x 4,6 °C

CH₃CN/H₂O + 0,05 M KH₂PO₄/CH₃CN (65/35 obj/obj.)

4,7 s H₃PO₄0,7 mimin ' kyselina fumarová 12,5; kreatin 7,4; L-karnitin 10,8.

Příklad 2 i-------1----1 i i.---i.--IdUVaitlJ/l Lj—IKO.1 I I 1LI11 rVI^ClLUl millUUU --ri-y

OH

N'CH, HN=/

NK*

C₂oH35N40₁₀ m. hmotn. 491

14,9 g (0,1 mol) kreatin monohydrátu a 24,5 g (0,1 mol) vnitřní komplexní sole isovaleryl-Lkarnitinu bylo rozpuštěno v 500 ml vody.

Ke vzniklému roztoku bylo za míchání přidáno 11,6 g (0,1 mol) kyseliny fumarové. Po úplném rozpuštění byl přidán isobutanol a směs byla vakuově předestilována při 40 °C. Získaný zbytek byl vyjmut acetonem a směs se dále míchala několik hodin.

Směs byla odsáta filtrací vakuem a získaná pevná fáze byla přes noc vysušena v sušárně termostatované na 30 °C. Získalo se 47,2 g isovaleryl-L-karnítin-kreatín fumarátu jako bílá krystalická tuhá hmota, která se ukázala jako nehygroskopická a kterou lze překry stal izo vat z 95 % ethanolu.

Výtěžek je 97 %.

t.t.= 125 až 127 °C obsah vody (Karl Fischer) = 0,5 % [a]^2QD = -8 (c= 1 % v H₂O) pH = 5,3 (c - I % v H₂O)

-5 CZ 302371 B6

Elementární analýza	%C	%H	%N
vypočteno	48,9	7,13	11,4
nalezeno	48,7	7,11	10,98

—CH—

NMR: D₂O δ = 6,6 (2H, s, 4,6 - 4,4 (1H, m, ¹ ); 3,9 (2H, s, N-CH^OOH); 3,4 3,3 (2H, d, N-CFL-CH); 3,2 (9H, s, (CHOr-N); 2,9 (3H, s, N-CH,): 2,5 - 2,4 (2H, d, CH_?^ch₃

CH₂5H^ CH— ^CHX

COOH); 2,4 — 2,2 (2H, d, ¹ ); 2,2 - 1,9 (IH, m, ¹ ); 1 - 0,8 (6H, d, ^CHl ).

HPLC:

Kolona: Teplota: Mobilní fáze: pH:

Průtok:

λ:

R_tPoměr:

Hypersil APS-2 (5 pm) 200 x 4,6 °C

CH₃CN/H₂O + 0,05 M KH₂PO₄/CH₃CN (65/35 obj./obj.)

4,7 s H₃PO₄0,7 mimin’¹205 nm kyselina fumarová 12,5; kreatin 7,4; L-karnitin 6,3.

isovaleryl-L-karnitin: 50 % kreatin 27 % kyselina fumarová 23 %

Příklad 3

L-karnitin-L-omitin fumarát (BS/238)

Π,Ο _?H O Η,Ο

OH

m. hmotn. 409 g (0,05 mol) vnitrní komplexní sole L-kamitinu, 5,8 g (0,05 mol) kyseliny fumarové a 6,6 g Lornitinu se při 60 °C rozpustí v 7,5 ml vody a výsledná hustá čirá hmota se pomalu za intenzivního mechanického míchání vlije do roztoku acetonu (800 ml). Vysráží se tuhá hmota, která se odfiltruje a usuší. Získalo se 17 g sloučeniny jmenované v nadpisu jako bílá nehygroskopická tuhá látka.

Výtěžek je 92 %.

t.t.= 185 až 187 °C obsah vody (Karl Fischer) = 0,9 % [a]²⁰D --7,5 (c = 1 %vH₂O) pH = 4,7

-6 C.7. 302371 B6

NMR: D₂O δ = 6,6 (2H, s, CH~CH); 4,6 - 4,4 (IH, m, -CH); 3,8 - 3,6 (IH, t, CH~NH₂): 3,43,3 (2H, d, N—CH?); 3.2 (9H, s, (CH,),); 3-2,9 (2H, t, CH,-NHA; 2,6- 2.5 (2H, d. -CH₂COOH); 2-1,8 (2H, m, CH7-CH7-NH7); 1,8 - 1,6 (2H, q, CHt-CH^CH).

HPLC:

Kolona:

Teplota:

Mobilní fáze: pH:

Průtok:

λ:

R_t15

Poměr:

Hypersil APS-2 (5 pm) 200 x 4,6 °C

CH₃CN/H₂O + 0,05 M KH₂PO₄/CH₃CN (65/35 obj./obj.)

4,7 s H₃PO₄0,7 ml.rnin¹205 nm kyselina fumarová 12,5; L-kamitin 10,8; L-ornitin 9.

kyselina fumarová 28,3 % L-kamitin: 39,4 %

L-ornitin 32,3 %.

Příklad 4

L-kamitin-Iysin fumarát/ isovaleryl-L-kamitin fumarát (BS/239, BS/240)

Při postupu podle příkladu 1 a 2 a při náhradě 0,1 molů kreatin monohydrátu 0,1 molem lysinu se tak připraví L-kamitin-lysin fumarát a odpovídající isovaleryl-L-karnitin-lysin fumarát jako bílé nehygroskopické sloučeniny.

V následující tabulce 1 je uvedeno zvětšení hmotnosti (%) a vzhled některých sloučenin podle předloženého vynálezu v porovnání s vnitřními komplexními solemi L-kamitinu, isovaleryl-Lkamitinu a bezvodého kreatinu po vystavení těchto sloučenin relativní vlhkosti 60 ± 5 % při 25 °C po dobu 24 hodin.

Odkaz: Pharmaeuropa, prosinec 1996

Tabulka 1

Sloučenina	zvětšení hmotnosti v %	vzhled
vnitřní komplexní sůl L-karnitinu	19	rozpadající se
vnitřní komplexní sůl isovaleryl-L-	20	rozpadající se
kamitinu
bezvodý kreatin	3	roztékající
sloučenina podle příkladu 1 (BS/231)	0,18	beze změny
sloučenina podle příkladu 2 (BS/232)	0,19	beze změny
sloučenina podle příkladu 3 (BS/238)	0,16	beze změny

- 7 CZ 302371 B6

Příprava přípravků obsahujících alespoň jeden podvojný fumarát obecného vzorce (í) musí být ihned kterémukoliv odborníkovi ve farmaceutické technologii nebo farmacii zřejmá.

Přípravky mohou dále obsahovat další složky jako například antioxidanty, koenzymy a minerální 5 látky a mohou se vyskytovat ve formě tablet, žvýkacích tablet, pilulek, pastilek, čtverečků, tobolek, granulí nebo prášků.

V jednotkové dávkové formě může být obsah fumarátu obecného vzorce (1) 50 až 2000 mg, lépe 100 až 1000 mg počítáno na vnitřní komplexní sůl L-karnitinu nebo isovaleryl-L-kamitinu.

Claims

1. Fumarát karnitinu a aminokyseliny obecného vzorce I kde R je vodík nebo isovaleryl a [A*] je aminokyselina s kladným nábojem vybíraná ze skupiny sestávající z kreatinu, ornitinu, lysinu, argininu a histidinu.

2. Fumarát podle nároku 1, vyznačující se tím, že je vybrán ze skupiny obsahující:

• L-karnitin-kreatin fumarát;

• isovaleryl-L-karnitin-kreatin fumarát;

• L-karnitin—omitin—fumarát;

• isovaleryl-L-karnitin-omitin fumarát;

3o · L-karnitin-lysin fumarát;

- ---1 i • ιουναινιγι—L·—ivnuiuu—ijom luintuai, • L-kamitin—arginin fumarát;

• isovaleryl-L-karnitin-arginin fumarát;

• L—karnitin—histidin fumarát; a

35 · isovaleryl-L-karnitin-histidin fumarát.

3. Přípravek pro humánní použití jako doplňková výživa, dietní doplněk nebo léčivo, nebo pro veterinární použití jako doplněk krmivá, vyznačující se tím, že obsahuje fumarát obecného vzorce I podle nároků 1 a 2 jako účinný základ a farmakologicky přijatelný excipient.

4. Přípravek podle nároku 3, vyznačující se tím, že obsahuje dále jednu nebo více dalších složek vybraných z antioxidantů, koenzymů a minerálních látek.

-8C7. 302371 B6

5. Přípravek podie nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že je ve formě tablet žvýkacích tablet, pilulek, pastilek, čtverečků, tobolek, granulí nebo prášků.

6. Přípravek podle nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že v jednotkové dávkové 5 formě obsahuje jako účinnou složku fumarát obecného vzorce I obsahující 50 až 2000 mg, lépe

100 až 1000 mg L-karnitínu nebo isovaleryl-L-karnitinu, přepočteno na vnitřní komplexní sůl.

7. Přípravek podle nároků 3 až 6 pro humánní použití jako doplňková výživa, dietní doplněk nebo léčivo.

o

8. Přípravek podle nároků 3 až 5 pro veterinární použití jako doplněk krmivá.