吡啶甲酸铬
有机化合物
吡啶甲酸铬,又名2-甲酸吡啶铬,是一种有机化合物,化学式为C18H12CrN3O6。
研究简史
吡啶甲酸铬(Chromium picolinate)作为一种有机铬化合物,其研究历史可追溯至20世纪50年代。1959年,科学家们在研究啤酒酵母中的葡萄糖耐量因子(GTF)时,发现铬是其中重要的活性成分。随后在1977年,吡啶甲酸铬被首次合成并确认为一种高效的铬补充剂形式。 2005 年,吡啶甲酸铬在美国经过安全性评估可作为食品补充剂使用,此后在营养学和运动医学领域得到广泛研究。
理化性质
物理性质
吡啶甲酸铬常温下为深红色结晶性粉末,无臭。其熔点为256-257℃(分解)。在水中的溶解度为0.6 mmol/L(25℃),微溶于乙醇,几乎不溶于乙醚和氯仿。该化合物在干燥条件下稳定,但在潮湿环境中易吸湿。
化学性质
吡啶甲酸铬的化学结构为三价铬离子与三个吡啶甲酸分子配位形成的络合物,分子式为Cr(C6H4NO2)3,相对分子质量为 418.30。该化合物在酸性条件下稳定,但在强碱性环境中可能发生配体解离。其氧化还原电位表明三价铬在生理条件下相对稳定,不易被氧化为六价铬。
计算化学数据
疏水参数计算参考值(XlogP):
氢键供体数量:0
氢键受体数量9
可旋转化学键数量: 0
互变异构体数量:0
拓扑分子极性表面积(TPSA):159
重原子数量:28
复杂度:108
同位素原子数量:0
确定原子立构中心数量:0
不确定原子立构中心数量:0
确定化学键立构中心数量:0
不确定化学键立构中心数量:0
共价键单元数量:4
制备方法
工业上制备吡啶甲酸铬主要采用水相合成法。以三氯化铬和吡啶甲酸钠为原料,在pH 5-6、温度60-80℃条件下反应生成吡啶甲酸铬沉淀。反应方程式为:
CrCl3 + 3C5H4NCOONa → Cr(C5H4NCOO)3 + 3NaCl
反应完成后经过滤、洗涤和真空干燥得到纯品,纯度可达99%以上。
应用领域
营养补充剂
吡啶甲酸铬主要作为微量元素铬的膳食补充剂,用于改善葡萄糖代谢和胰岛素敏感性。临床研究表明,每日补充200-1000μg可有效改善2型糖尿病患者的血糖控制。
运动营养品
在运动医学领域,吡啶甲酸铬被用作运动营养补充剂,研究表明其可能通过增强胰岛素敏感性来促进肌肉合成和脂肪代谢。
动物饲料添加剂
在畜牧业中,吡啶甲酸铬被添加到动物饲料中以提高畜禽的生长性能和繁殖能力。
生理作用
吡啶甲酸铬在体内的生理作用主要与铬元素的生物功能相关。铬作为葡萄糖耐量因子的组成部分,能够增强胰岛素与细胞受体的结合能力,促进葡萄糖转运蛋白GLUT4的转位。此外,铬还参与脂质代谢调节,可能通过影响脂蛋白酶活性来降低血清甘油三酯水平。吡啶甲酸铬经口服后在小肠吸收,吸收率约为1-3%,主要经肾脏排泄。
安全信息
吡啶甲酸铬在推荐剂量下安全性良好。可能的不良反应包括轻微胃肠道不适。长期高剂量(超过1000μg/天)可能引起铬在组织中蓄积。操作时需避免粉尘吸入,接触后应及时清洗。火灾时可用水、二氧化碳或干粉灭火器扑救。
动物实验显示吡啶甲酸铬的LD50(大鼠经口)为>2000 mg/kg。致突变试验(Ames试验)结果为阴性。生殖毒性研究表明,高剂量可能影响胚胎发育。人体研究显示,每日摄入50-200μg为安全范围,最高可耐受摄入量为1000μg/天。
储存运输
应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房,远离火源和氧化剂。运输过程中应防止日晒、雨淋和包装破损。常温下保质期一般为36个月。
检测方法
吡啶甲酸铬的检测主要采用高效液相色谱法(HPLC),使用C18反相色谱柱,以甲醇-水(含0.1%三氟乙酸)为流动相,检测波长265nm。也可采用原子吸收光谱法测定铬含量,间接计算吡啶甲酸铬纯度。
相关法规
根据《食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》(GB 14880-2012),吡啶甲酸铬可作为铬的来源用于营养强化剂。
美国FDA将其列为一般认为安全(GRAS)的物质。欧盟委员会法规(EC)No 1170/2009批准其作为食品补充剂使用。
最新修订时间:2025-11-28 11:23
目录
概述
研究简史
理化性质
参考资料