一种生物活性单质砷制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种生物活性单质砷制备方法和用途。其制备方法是在多孔矿物和高分子聚合物存在的体系中通过还原反应生成单质砷。本发明专利技术利用多孔矿物和高分子聚合物作为“限域的微反应器”合成单质砷，多孔矿物和高分子聚合物起着双模板、分散和稳定单质砷的作用，而且矿物作为载体为单质砷的分散提供了大的表面积，因此制得的单质砷粒径小，分布窄，稳定性好。多孔矿物具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，对所负载的砷具有控缓释作用，提高了砷的吸收利用率。本发明专利技术的单质砷具有低毒、高效的特点，可作为饲料添加剂或者农药；也可用于制备通过给药治疗性的砷来抗肿瘤的保健品和药物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物活性单质砷制备方法和用途。
技术介绍
砷属类金属元素，具有两性元素的性质，非金属的性更强些。砷是一种很分散的元素，在自然界很少见到天然状态的砷，主要以硫化矿形式存在。砷化合物的毒性与其在水中的溶解毒有关，元素砷不溶于水，故无毒，二硫化二砷，三硫化二砷水溶性很小，毒性较低，三氧化二砷易溶于水，毒性极大。砷化合物的毒性依下列顺序而减少砷化氢＞As2O3＞亚砷酸＞砷酸＞砷的化合物(四个有机基团带正电荷的砷)＞单质砷。三价砷化合物的毒性大于五价砷化合物。砷剂具有广泛的抗瘤谱，目前研究较多的是三氧化二砷(As2O3)，二硫化二砷(As2S2，雄黄的主要成分)及有机砷美拉砷醇(melarsoprol)、氧化酚砷(PAO)等。含砷制剂中以As2O3的毒性最大，目前国内外开展的砷剂抗肿瘤研究多采用As2O3。砒霜(主要成份为As2O3)和雄黄(主要成份As2S2)作为药物使用在中医已有近千年的历史。中医认为两者皆辛苦、有毒，常微量用于燥湿、祛风、杀虫及解毒。在西方国家，砷的医学治疗作用开始于15世纪。到了18世纪，Thomas Fowler博士研制出了溶于碳酸氢钾的As2O3制剂，这就是众所周知的Fowler氏液，它主要是凭经验用于治疗各种传染性和恶性疾病。近年来我国学者采用注射As2O3治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)取得了令人瞩目的进展，《科学》杂志称“这是继全反式维甲酸(ATRA)之后又一令人震惊的发现”。因而一直被认为有剧毒的砷化物又引起了人们，特别是国内外研究肿瘤的学者们的关，广泛开展了砷化物治疗血液肿瘤和实体瘤的研究。但传统砷制剂的临床应用目前仍存在不少问题，如毒副作用大、颗粒偏大、生物利用度较低等，因此我们在看到含砷类中药临床应用价值的同时.若能通过改进传统制剂工艺.采用现代技术制备新型含砷中药，从而提高生物利用度、减少药物用量、降低毒副作用并提高疗效将具有重要的临床意义。砷制剂在畜牧业中也已得到了广泛的使用。作为饲料添加剂的砷化物主要是毒性小的有机砷，目前常用的有对氨基苯胂酸(阿散酸)、3-硝基-4-羟基苯胂酸(洛克沙生)、对氨基苯砷酸钠等。砷对畜禽的生物学功能主要包括①参与蛋白质代谢；②某些酶的激活剂与抑制剂；③直接或通过血液中的红细胞的分解产物来刺激造血器官；小剂量时能加速骨骼生长，使骨骼造血机能活跃，促使红细胞和血色素新生，改善皮肤营养，兴奋神经系统，增进食欲，提高消化率；大剂量时则抑制造血器官；④防止砷中毒，砷和砷都具有抗多种金属毒性的独特作用，各有毒性又互为解毒剂，砷还是砷、汞、铅的颉顽剂；⑤与动物的繁殖有关；⑥使肠壁变薄，从而有利于营养物质的吸收；⑦降低肠道细菌数量，具有抗菌作用，所以曾一度用砷化物来控制猪赤痢；⑧能有效抑制肠道寄生虫，特别在鸡的抗球虫方面表现突出。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物活性单质砷制备方法和用途。一种生物活性单质砷的制备方法包括以下步骤1)将多孔矿物研磨至大于300目，加水搅拌均匀，高速搅拌机中打浆，制成浓度为1％～10％的悬浮浆液；2)将含砷量为多孔矿物重量0.01～10％的三氧化二砷(As2O3)、三硫化二砷(As2S3)、二硫化二砷(As2S2)或者它们组合的砷化物，溶于0.5～10moL/L的氢氧化钠溶液，砷化物与氢氧化钠溶液的固液比为(10～200)g∶1L。3)将步骤2)的砷化物氢氧化钠溶液，缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，0.5～2小时后再按多孔矿物0.5～10％的重量比例于搅拌下加入高分子聚合物，再过1～2小时后于搅拌下缓慢加入摩尔比值为砷化物3～10倍的还原剂，调节反应体系的pH＝4～9，室温反应1～10小时；4)将步骤3)得到的反应液在氮气或氩气气氛下进行离心或过滤分离，水洗后离心或过滤脱水；5)将步骤4)所得的滤饼在低于80℃温度下真空干燥、粉碎至大于300目，得到生物活性单质砷，或者将步骤4)所得的滤饼加入1～5％的分散剂，加水搅拌，制成10％～30％的浆液，喷雾干燥得到生物活性单质砷。本专利技术所说的多孔矿物为天然多孔矿物或人工合成多孔矿物，天然多孔矿物为天然沸石、蒙脱石、硅藻土、海泡石或坡缕石，人工合成多孔矿物为合成沸石、柱撑蒙脱石、酸活化海泡石、酸活化坡缕石。所说高分子聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇、壳聚糖或聚乙烯吡咯烷酮。所说的还原剂为维生素C、巯基乙醇、硼氢化钟、硼氢化钠、Na2S2O3、Na2S2O4、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠或水合肼。所说的分散剂为三磷酸钠、焦磷酸钠、木素磺酸钠中的一种或几种。一种生物活性单质砷用作牛、羊、畜禽、水产动物饲料添加剂。一种生物活性单质砷用作农药。一种生物活性单质砷用于制备通过给药治疗性的砷抗肿瘤的保健品和药物本专利技术的优点是(1)本专利技术利用多孔矿物和高分子聚合物作为“限域的微反应器”合成单质砷，多孔矿物和高分子聚合物均作为单质砷的载体和配体，起着双模板、分散和稳定单质砷的作用，而且矿物作为载体为单质砷的分散提供了大的表面积，因此制得的单质砷粒径小，分布窄，稳定性好，适宜规模化生产。(2)由于多孔矿物具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，高表面活性和巨大比表面积，对所负载的砷具有控缓释作用，提高了砷的吸收利用率。(3)本专利技术所制得的生物活性单质砷具有低毒、高效的特点，可作为饲料添加剂或者农药；也可用于制备通过给药治疗性的砷来抗肿瘤的保健品和药物。具体实施例方式本专利技术使用的天然多孔矿物，如天然沸石、蒙脱石、硅藻土、海泡石或坡缕石，其产地和含量没有特殊要求。本专利技术中使用的人工合成多孔矿物，如合成沸石、柱撑蒙脱石、酸活化海泡石、酸活化坡缕石，可以是市售商品，也可以根据现有技术制备，其制备技术是众所周知的。沸石是一类天然存在或人工合成的具有规则孔道结构的硅铝酸盐，其化学组成为M2/n·Al2O3x·xSiO2·yH2O，其中M代表金属阳离子，n为金属阳离子的价态，x为硅铝比，y为饱和水分子数。在沸石的结构中，SiO4和AlO4四面体按晶体化学规则组合成各种形态的多面体，在空间排列组合便构成了沸石的多孔笼结构。在沸石的笼结构中最常见的为α笼(A型沸石的主体)、β笼(构成方纳石唯一的笼，Y型沸石的主体)，这些笼的大小从几个埃到十几个埃，笼与笼之间有一孔道相连，这些孔道和笼按一定方向均匀地分布在晶体内。对于一种沸石分子筛，其孔径一定，空间分布方式也一定。因此人们称沸石是一种微型的纳米反应器，它们就象纳米试管一样，全部都具有同样的大小和形态，为形成尺寸单一、分布均匀的纳米材料提供了模板。蒙脱石是具有纳米层状结构的硅酸盐矿物，由于具有大的内表面作为反应器和在水溶液中很好的溶胀性，特别适用于制备负载于其上的具有窄粒径和高分散性的纳米粒子。柱撑蒙脱石是由柱化剂或称交联剂(有机或无机的大阳离子团)通过离子交换方式或直接进入蒙脱石层间，使蒙脱石矿物层间域微环境改变的呈“柱”状支撑的新型层状铝硅酸盐矿物，具有大的比表面积、大的孔径以及高的表面活性。柱化剂(或交联剂)可以是烷基季铵离子与双环胺阳离子，也可以是金属螯合物或多核羟基金属阳离子。本专利技术优选的是单元素聚合金属阳离子柱撑蒙脱石，如Al-柱撑蒙脱石、Cr-柱撑蒙脱石、Ti-柱撑蒙脱石、Fe-柱撑蒙脱石，以及多元素聚合金属阳离子柱撑蒙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物活性单质砷的制备方法，其特征在于方法的步骤如下：　　　　１）将多孔矿物研磨至大于３００目，加水搅拌均匀，高速搅拌机中打浆，制成浓度为１％～１０％的悬浮浆液；　　　　２）将含砷量为多孔矿物重量０．０１～１０％的三氧化二砷（Ａｓ↓［２］Ｏ↓［３］）、三硫化二砷（Ａｓ↓［２］Ｓ↓［３］）、二硫化二砷（Ａｓ↓［２］Ｓ↓［２］）或者它们组合的砷化物，溶于０．５～１０ｍｏＬ／Ｌ的氢氧化钠溶液，砷化物与氢氧化钠溶液的固液比为（１０～２００）ｇ∶１Ｌ。　　　　３）将步骤２）的砷化物氢氧化钠溶液，缓慢加入步骤１）的悬浮浆液中，０．５～２小时后再按多孔矿物０．５～１０％的重量比例于搅拌下加入高分子聚合物，再过１～２小时后于搅拌下缓慢加入摩尔比值为砷化物３～１０倍的还原剂，调节反应体系的ｐＨ＝４～９，室温反应１～１０小时；　　　　４）将步骤３）得到的反应液在氮气或氩气气氛下进行离心或过滤分离，水洗后离心或过滤脱水；　　　　５）将步骤４）所得的滤饼在低于８０℃温度下真空干燥、粉碎至大于３００目，得到生物活性单质砷，或者将步骤４）所得的滤饼加入１～５％的分散剂，加水搅拌，制成１０％～３０％的浆液，喷雾干燥得到生物活性单质砷。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏枚生，靳明建，胡彩虹，朱兴一，张红梅，熊莉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]