JP2004503521A - フマル酸のカルニチンおよびアミノ酸との複塩ならびにその塩を含有する食品補助剤、栄養補助剤および薬剤 - Google Patents

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Abstract

食品補助剤、栄養補助剤および薬剤の活性成分として有用である、フマル酸のL−カルニチンまたはイソバレリルカルニチンとアミノ酸との複塩を開示する。

Description

【0001】
(技術分野)
本発明は、フマル酸の「カルニチン」(ここで、「カルニチン」とはL−カルニチンまたはイソバレリルL−カルニチンのいずれかを意味する)とアミノ酸との、安定した、吸湿性でない復塩に関する。本発明はまた、そのフマル酸の復塩を含有する食品補助剤(food supplement)、栄養補助剤(dietary supplement)、機能性食品または薬剤に関する。
【0002】
(背景技術)
フマル酸[(E)−2−ブテン二酸]は栄養学および治療学の両方の分野にて興味のある応用性を示す。
フマル酸は、飲料およびベーキングパウダーの調製における、その下痢作用により胃腸にて不快な副作用を引き起こす可能性のある酒石酸、ならびに果汁飲料におけるクエン酸の両方の代替品として使用される。
フマル酸は、灌流したラットの心臓にて(La Planteら、「灌流したラットの心臓でのフマル酸の効果および代謝作用;13C質量アイソトポマー研究」、Am.J.Physiol. 272:E74−E82、1997)、そして未成熟な心筋にて(Pearlら、「フマル酸塩に富む血液の心臓麻痺が未成熟な心筋の完全な機能的回復をもたらす」Ann.Thorac.urg. 57:1636−41、1993)心臓保護作用を有すると評価されている。
【0003】
さらには、フマル酸は「薬理学的に許容される酸」であり;その塩は、事実、例えば、the Journal of Pharmaceutical Sciences、Vol.66、No.1(1977)1−19頁の「FDA−認証の市販の塩」の一覧表の中に含まれている。
薬剤の、その個々の薬理学的に許容される塩への変更は、投与形態あるいは安定性、吸湿性、流動性等の薬剤の特定の特性を最適化するために広く利用される手段である。
L−カルニチン酸フマル酸塩およびイソバレリルL−カルニチン酸フマル酸塩は共に既知の化合物である。(フマル酸は二カルボン酸である:上記した酸フマル酸塩においては2つのカルボキシル基のうち1つだけが塩化されている。)
【0004】
L−カルニチン酸フマル酸塩は、その製造および物理化学特性が例えば米国特許第4602039号に開示されており、L−カルニチン内部塩が吸湿性であるため貯蔵および加工処理の複合的な問題を解決するために開発された。L−カルニチン酸フマル酸塩は、事実、極めて安定しており、胃腸での副作用を誘発することもなく、さらにL−カルニチンの吸湿性を解決するために開発された非吸湿性の塩でもある、L−カルニチン酒石酸の湿気耐性特性よりもさらに優れた特性を示す。
しかし、酒石酸塩は、その両方のカルボキシル基がL−カルニチンで塩化されており、その結果、L−カルニチンをより高い割合で含有するという利点を有する(58%に対して68%)。
イソバレリルL−カルニチン酸フマル酸塩もまた、その製造が米国特許第5227518号に開示されており、湿気に対してかなりの耐性を有する安定した化合物である。
【0005】
酸フマル酸塩(他のカルボキシル基はL−カルニチンまたはイソバレリルL−カルニチンで塩化されている)の遊離カルボキシル基をも塩化しようとするあらゆる努力は今まで失敗に終わった。例えば、L−カルニチンフマル酸塩(すなわち、酒石酸塩で68%であり、酸フマル酸塩で58%であるのに対して、約73.5%と極めて高い割合のL−カルニチンの利点を有する中性塩)を製造する試みでは、極めて高い吸湿性の物質が得られ、L−カルニチン酸フマル酸塩とL−カルニチン内部塩の混合物からなる可能性がある。この内部塩が全体として最終生成物に高吸湿性を付与するものである。
酸フマル酸塩の遊離カルボキシル基をアルカノイルL−カルニチン、例えば、アセチルおよびプロピオニルL−カルニチンで塩化しようとする場合にも同じように失敗する。
【0006】
(発明の開示)
フマル酸のカルボキシル基の一方がL−カルニチンまたはイソバレリルL−カルニチンのいずれかで塩化されており、他のカルボキシル基もまた通常の滋養学的、栄養学的または治療学的特性を有する化合物で塩化するところの、安定した吸湿性でないフマル酸の複塩を提供することが本発明の目的である。
したがって、本発明の塩の有用性は、吸湿性がなく、高安定性であるだけでなく、その両方のカチオン基が寄与する限りにおいては、全体として該塩の滋養的、精力的および/または治療的効能にも見出すことができるのは明らかである。したがって、上記したこれらの新規な塩の効能は、該塩の「カルニチン」部分だけに帰するものではない。
【0007】
上記した目的は、式(I):
【化2】
Figure 2004503521
[式中、Rは水素またはイソバレリルであり;および
[A]はクレアチン、オルニチン、リジン、アルギニンおよびヒスチジンからなる群より選択される正に荷電したアミノ酸を意味する]
の、L−カルニチンまたはイソバレリルL−カルニチンと、アミノ酸のフマル酸の複塩により達成される。
【0008】
次の式(I)の化合物は、具体的には本発明に含まれていると考えられる。
− L−カルニチンおよびクレアチンフマル酸塩;
− イソバレリルL−カルニチンおよびクレアチンフマル酸塩;
− L−カルニチンおよびオルニチンフマル酸塩;
− イソバレリルL−カルニチンおよびオルニチンフマル酸塩;
− L−カルニチンおよびリジンフマル酸塩;
− イソバレリルL−カルニチンおよびリジンフマル酸塩;
− L−カルニチンおよびアルギニンフマル酸塩;
− イソバレリルL−カルニチンおよびアルギニンフマル酸塩;
− L−カルニチンおよびヒスチジンフマル酸塩;および
− イソバレリルL−カルニチンおよびヒスチジンフマル酸塩。
【0009】
リジン、アルギニンおよびヒスチジンは、蛋白中に存在するアミノ酸であり、すなわち、天然に存在する蛋白の加水分解を制御して得られる20種のアミノ酸のうちの3つである(例えば、J.David Rawn、Biochemistry, Chapter 3 ”Amino acids and the primary structure of proteins”;McGraw−Hill、1990)。
アミノ酸の栄養学的および治療学的効能を説明するために、一般に、今日までこの点に関して極めて膨大な文献が公開されている(例えば、F.FidanzaおよびG.Liguori、Nutrizione umana, Chapter 3;”Le protein”, Casa Editrice Libraria Idelson, 1995;およびI.Goldberg(Ed.)Functional Foods, Chapter 12, ”Amino acids, peptides and proteins” Chapman & Hall, Inc. 1994)が、その生理学的役割を考慮して、標題がクレアチンおよびオルニチンに関するものを簡単に処理するのが有用であると考えられる。
【0010】
クレアチンは脊椎動物の骨格筋にかなりの量にて存在するアミノ酸であり、その内の約2/3がクレアチンリン酸塩として存在する。
クレアチンは、主に、肝臓および腎臓にて、3種のアミノ酸:炭素骨格を提供するグリシン、アミジノ基を放出するアルギニン、およびメチル基を放出するメチオニンから生合成される。クレアチンはクレアチニンとして尿と一緒に排泄される。クレアチンは主に肉中に存在するため、それは食事で摂取することができる。しかしながら、10グラム/日のクレアチンを摂取するためには、2.5kgの肉を食べなければならない。外因的供給および内因的生合成により、クレアチンがクレアチニンに一日にターンオーバーするのを補う必要があり、それは70kgの男性で約2グラムであると計算できる。
【0011】
クレアチンの生理学的役割は、特に骨格筋においてであるが、脳、肝臓および腎臓においても同様に極めて重要である:クレアチンは、ATPリン酸基と可逆的に結合することにより、エネルギーに富むリン酸基のリザバーとしての役割を果たす。ATPは厳密に限定された閾値より多くは組織中に貯蔵され得ないため、この反応は非常に重要である。組織中にあるクレアチンリン酸塩の含量は、リン酸基を供給する、ATPの5倍の量である。肉体的に適度に運動した後では、骨格筋中に存在するクレアチンリン酸塩が、ATPよりも大きく関連した量にて減少している。これはATPが脱リン酸化されるようにクレアチンリン酸塩が再びADPをリン酸化していることを意味する。
【0012】
ATPの代謝産生速度がATPの利用速度よりも大きい場合に、クレアチンリン酸塩が形成される。したがって、クレアチンリン酸塩は、エネルギー需要が代謝性リン酸化工程におけるATPの合成速度を越える際の平衡を保つのに適する、すぐに利用可能なエネルギーのリザバーである。
クレアチンが骨格筋系を強化し、そのクレアチンの摂取が肉体運動を続けることでなされるならば、その限りにおいては、競技者およびスポーツマンは主にクレアチンを摂取するであろう。クレアチンの摂取は脂肪の減少をもたらし、その一方で骨格筋を強化する。最近の研究により、クレアチンと炭水化物を組み合わせて摂取することで、筋肉細胞にクレアチンを輸出するという一の役割を果たしているようである、単純糖により刺激されるインスリン産生に帰するクレアチンの効果が増強することが明らかにされた。
【0013】
非蛋白産生アミノ酸である、オルニチンはリジンの低級相同物であり、アルギニンのグアニジン転移によって合成されるところの、尿生合成サイクルにおける重要な中間体である。オルニチンはグルタミン酸にも変換され得る。
式(I)のフマル酸塩は、それらが好都合にも栄養物質ならびに滋養および栄養補助剤の好ましい一つである固体投与形態の調製に向いている安定した非吸湿性の化合物であるだけでなく、「カルニチン」と上記したアミノ酸の生理学的活性を補足して単一の塩にて組み合わせた化合物である限りにおいては、本発明の目的を十分に果たすものである。
【0014】
例えば、クレアチンと「カルニチン」を単一の化合物に相互依存的に組み合わすこれらのフマル酸塩は、一方で、筋細胞、特にI型筋肉繊維におけるエネルギーの産生を刺激し、重要なエネルギー担体(脂肪酸)を糸粒体に侵入させ、他方で、細胞呼吸(酸化的リン酸化)を介してATPが形成されることを刺激し、その同じ細胞小器官から離れることとなる。ATPは筋収縮に必要な機械的エネルギーを提供する。
以下の実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明の化合物の調製および物理化学的特性を説明するものである。
【0015】
(実施例)
実施例1
L−カルニチンおよびクレアチンフマル酸塩(BS/231)
【化3】
Figure 2004503521
1527として、M.W.407.335
クレアチン一水和物(14.9g、0.1モル)およびL−カルニチン内部塩(16.1g、0.1モル)を水(500mL)に溶かした。
その得られた溶液に、攪拌しながら、フマル酸(11.6g、0.1モル)を加えた。完全に溶解した後、イソブタノールを加え、その混合物を減圧下、40℃で蒸留した。得られた残渣をアセトンに溶かし、その混合物を数時間攪拌しながら放置した。
【0016】
ついで、その混合物を減圧下で濾過し、そうして得られた固体を、サーモスタット付きオーブン中、30℃で一夜乾燥させた。L−カルニチンおよびクレアチンフマル酸塩(40.5g)を白色結晶固体として得、それは吸湿性でなく、快適な味であることが証明された。
収率:96%
融点:134℃(分解)
K.F.:0.7%
[α]20 :−10.7(c=1%HO)
pH:5.5(c=1%HO)
割合:
L−カルニチン:40%
クレアチン:32%
フマル酸:28%
【0017】
元素分析:  C%     H%    N%
計算値   44.22  6.67  13.75
測定値   44.01  6.59  13.68
NMR:DO δ=6.6(2H,s,−CH=CH−);4.6−4.4(1H,m,>CH−);3.9(2H,s,N−CH −COOH);3.4−3.3(2H,d,N−CH −CH);3.2(9H,s,(CH −N);2.9(3H,s,N−CH );2.5−2.4(2H,d,CH−COOH)
HPLC:
カラム:Hypersil APS−2(5μm)200x4.6
温度:30℃
移動相:CHCN/HO+0.05M KHPO/CHCN(65−35v/v)
pH:HPOを用いて4.7に
流速:0.7mL/分
Rt:フマル酸12.5;クレアチン7.4;L−カルニチン10.8
【0018】
実施例2
イソバレリルL−カルニチンおよびクレアチンフマル酸塩(BS/232)
【化4】
Figure 2004503521
203510として、M.W.491
クレアチン一水和物(14.9g、0.1モル)およびイソバレリルL−カルニチン内部塩(24.5g、0.1モル)を水(500mL)に溶かした。
その得られた溶液に、攪拌しながら、フマル酸(11.6g、0.1モル)を加えた。完全に溶解した後、イソブタノールを加え、その混合物を減圧下、40℃で蒸留した。そうして得られた残渣をアセトンに溶かし、その混合物を数時間攪拌しながら放置した。
【0019】
ついで、その混合物を減圧下で濾過し、そうして得られた固体を、サーモスタット付きオーブン中、30℃で一夜乾燥させた。イソバレリルL−カルニチンおよびクレアチンフマル酸塩(47.2g)を白色結晶固体として得、それは吸湿性でなく、95%エタノールから結晶化できることが証明された。
収率:97%
融点:125−127℃(分解)
K.F.:0.5%
[α]20 :−8(c=1%HO)
pH:5.3(c=1%HO)
元素分析:  C%    H%    N%
計算値   48.9  7.13  11.4
測定値   48.7  7.11  10.98
【0020】
NMR:DO δ=6.6(2H,s,−CH=CH−);4.6−4.4(1H,m,>CH−);3.9(2H,s,N−CH −COOH);3.4−3.3(2H,d,N−CH −CH);3.2(9H,s,(CH −N);2.9(3H,s,N−CH );2.5−2.4(2H,d,CH −COOH);2.4−2.2(2H,d,CH −CH<);2.2−1.9(1H,m,CH<);1−0.8(6H,d,CH(CH
HPLC:
カラム:Hypersil APS−2(5μm)200x4.6
温度:30℃
移動相:CHCN/HO+0.05M KHPO/CHCN(65−35v/v)
pH:HPOを用いて4.7に
流速:0.7mL/分
Rt:フマル酸12.5;クレアチン7.4;イソバレリルL−カルニチン6.3
割合:
イソバレリルL−カルニチン:50%
クレアチン:27%
フマル酸:23%
【0021】
実施例3
L−カルニチンおよびL−オルニチンフマル酸塩(BS/238)
【化5】
Figure 2004503521
M.W.409
L−カルニチン内部塩(8g、0.05モル)、フマル酸(5.8g、0.05モル)およびL−オルニチン(6.6g)を60℃の水(7.5mL)に溶かし、得られた粘性の透明な物質を、激しく機械的に攪拌しながら、アセトン溶液(800mL)にゆっくりと注いだ。沈殿した固体を濾過して乾燥させた。17gの標記化合物を白色の非吸湿性固体として得た。
【0022】
収率:92%
融点:185−187℃(分解)
K.F.:0.9%
[α]20 :−7.5(c=1%HO)
pH:4.7
NMR:DO δ=6.6(2H,s,−CH=CH−);4.6−4.4(1H,m,−CH−);3.8−3.6(1H,t,−CH−NH);3.4−3.3(2H,d,N−CH );3.2(9H,s,(CH );3−2.9(2H,t,CH −NH);2.6−2.5(2H,d,CH −COOH);2−1.8(2H,m,CH −CH−NH);1.8−1.6(2H,q,CHCH −CH)
【0023】
HPLC:
カラム:Hypersil APS−2(5nm)200x4.6
温度:30℃
移動相:CHCN/HO+0.05M KHPO/CHCN(65−35v/v)
pH:HPOを用いて4.7に
流速:0.7mL/分
Rt:フマル酸12.5;L−カルニチン10.8;L−オルニチン9
割合:
フマル酸:28.3%
L−カルニチン:39.4%
L−オルニチン:32.3%
【0024】
実施例4
L−カルニチンおよびリジンフマル酸塩/イソバレリルL−カルニチンフマル酸塩(BS/239、BS/240)
実施例1および2の操作に従い、クレアチン一水和物(0.1モル)の代わりにリジン(0.1モル)を用い、各々、白色の非吸湿性化合物として得られる、L−カルニチンおよびリジンフマル酸塩ならびにイソバレリルL−カルニチンおよびリジンフマル酸塩を調製した。
【0025】
次の表1において、本発明の化合物を、60±5%の相対湿度、25℃で24時間曝した後の、該化合物の重量増(%)および外観を、L−カルニチンおよびイソバレリルL−カルニチン内部塩ならびに無水カルニチンと比較して示す。
参考:ファーマヨーロッパ、1996年11月
【0026】
表1
化合物               重量増%    外観
L−カルニチン内部塩        19      潮解性
イソバレリルL−カルニチン内部塩  20      潮解性
無水クレアチン            3      流動性
実施例1の化合物(BS/231)   0.18   変化なし
実施例2の化合物(BS/232)   0.19   変化なし
実施例3の化合物(BS/238)   0.16   変化なし
【0027】
式(I)の少なくとも1つのフマル酸の復塩を含有する組成物の調製は、製薬技法または薬剤術の分野に属する当業者にとって明らかであろう。
その組成物はさらに酸化防止剤、補酵素およびミネラル物質などの他の成分を含有していてもよく、錠剤、咀嚼錠、ピル、トローチ、ロゼンジ、カプセル、顆粒または散剤の形態にて提供することができる。
単位投与形において、それらの形態は、内部塩として50−2000mg、好ましくは100−1000mgののL−カルニチンまたはイソバレリルL−カルニチンを提供する、量の式(I)のフマル酸塩を含有してもよい。

Claims (8)

  1. 式(I):
    Figure 2004503521
    [式中、Rは水素またはイソバレリルであり、[A]はクレアチン、オルニチン、リジン、アルギニンおよびヒスチジンからなる群より選択される正に荷電したアミノ酸を意味する]
    で示されるフマル酸塩。
  2. − L−カルニチンおよびクレアチンフマル酸塩;
    − イソバレリルL−カルニチンおよびクレアチンフマル酸塩;
    − L−カルニチンおよびオルニチンフマル酸塩;
    − イソバレリルL−カルニチンおよびオルニチンフマル酸塩;
    − L−カルニチンおよびリジンフマル酸塩;
    − イソバレリルL−カルニチンおよびリジンフマル酸塩;
    − L−カルニチンおよびアルギニンフマル酸塩;
    − イソバレリルL−カルニチンおよびアルギニンフマル酸塩;
    − L−カルニチンおよびヒスチジンフマル酸塩;および
    − イソバレリルL−カルニチンおよびヒスチジンフマル酸塩;
    からなる群より選択される、請求項1記載のフマル酸塩。
  3. 活性源としての請求項1ないし2に記載の一般式(I)のフマル酸塩と、薬理学的に許容される賦形剤とを含む、組成物。
  4. さらに、酸化防止剤、補酵素およびミネラルから選択される1またはそれ以上の他の成分を含む、請求項3記載の組成物。
  5. 錠剤、咀嚼錠、ピル、トローチ、ロゼンジ、カプセル、顆粒または散剤の形態である、請求項3または4記載の組成物。
  6. 内部塩として50−2000mg、好ましくは100−1000mgのL−カルニチンまたはイソバレリルL−カルニチンを含有する、式(I)のフマル酸塩を活性成分として含む、単位投与形の、請求項3ないし5記載の組成物。
  7. 食品補助剤、栄養補助剤または薬剤としてヒトに使用するための、請求項3ないし6に記載の組成物。
  8. 飼料用補助剤として家畜に使用するための、請求項3ないし5に記載の組成物。
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