Способ получения аскорбинатов щелочных, щелочноземельных или переходных металлов

 

Изобретение относится к синтезу аскорбинатов щелочных, щелочноземельных и переходных металлов. Разработана универсальная технология получения аскорбинатов щелочных, щелочноземельных и переходных металлов, позволяющая производить их синтез по единой технологической схеме с одновременным повышением выхода и качества целевого продукта и сокращением продолжительности процесса кристаллизации. Это достигается за счет обработки очищенного водного раствора аскорбиновой кислоты карбонатом или гидроокисью соответствующего металла или сульфатом соответствующего металла в присутствии карбоната или гидроокиси кальция или бария с последующим концентрированием до 50-65 мас. % и выделением целевого продукта путем высаливания водорастворимым органическим растворителем, кристаллизацией и сушкой. В отличие от известного этот способ предусматривает получение аскорбинатов в присутствии стабилизаторов-сульфита или тиосульфата натрия, а высаливание целевого продукта ведут метанолом, этанолом, изопропанолом или ацетоном в два этапа. На первом этапе растворители вводят до полного разделения масла аскорбината и водно-органической фазы с последующим отделением масла, и на втором этапе до начала кристаллизации аскорбината металла в органическом растворителе 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к синтезу металлических солей аскорбиновой кислоты, в частности к способу получения аскорбинатов щелочных, щелочноземельных и переходных металлов, которые находят применение в медицине, пищевой промышленности и животноводстве.

Основным способом получения металлических солей аскорбиновой кислоты (натрия, кальция, железа, магния) является нейтрализация аскорбиновой кислоты фармакопейного качества соответствующей солью угольной кислоты или гидроокисью с последующим высаливанием кристаллического продукта спиртом, ацетоном [1] эфиром [2] или концентрированием досуха [3] Выход при этом составляет 65-75% при содержании целевого продукта 80-87% Недостатком этого способа является низкий выход и качество целевого продукта и обязательное использование в качестве исходного реагента аскорбиновой кислоты фармакопейного качества.

Следует отметить, что в процессе высаливания всех солей аскорбиновой кислоты вначале отделяется "масло" аскорбината, которое в случае солей щелочных металлов и аскорбината кальция сравнительно быстро переходит в кристаллическую форму, а в случае солей переходных металлов процесс кристаллизации длительный и технически трудно осуществим вследствие отвердевания "масла" в присутствии водно-органической смеси, что не позволяет применять способ в промышленном производстве, а полученный продукт включает в себя все примеси, находящиеся в растворе. Аскорбиновая кислота и ее производные в водных растворах окисляются кислородом воздуха до дегидро-аскорбиновой кислоты и продуктов дальнейшего окисления, а использование металлов, особенно переходных в закисной форме, для образования соответствующих аскорбинатов катализирует эту реакцию. Поэтому выход аскорбинатов переходных металлов значительно ниже чем щелочных и кальция.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения аскорбинатов переходных металлов взаимодействием эквимолекулярных количеств аскорбиновой кислоты фармакопейного качества, гидроокиси бария и сульфата соответствующего металла с последующим отделением осадка сульфата бария, концентрированием фильтрата и высаливанием аскорбината металла спиртом [4] Недостатком этого способа является сравнительно низкий выход целевого продукта (82-65%) и длительность процесса высаливания и кристаллизации, так как при добавлении спирта в сконцентрированный водный раствор, аскорбината, образующееся масло в водно-органической смеси переходит в кристаллическую форму в течение многих суток.

Задачей изобретения является разработка универсальной технологии получения аскорбинатов щелочных, щелочноземельных и переходных металлов, позволяющей повысить выход и качество целевого продукта и сократить продолжительность процесса кристаллизации.

Цель достигается описываемым способом получения аскорбинатов щелочных, щелочноземельных и переходных металлов, включающим обработку очищенного водного раствора аскорбиновой кислоты соединением соответствующего металла с последующим концентрированием и выделением целевого продукта путем высаливания водорастворимым органическим растворителем, кристаллизацией и сушкой.

Этот способ отличается от известного тем, что в качестве соединения металла используют карбонат или гидроокись соответствующего металла или сульфат соответствующего металла в присутствии карбоната или гидроокиси кальция или бария, а выделение целевого продукта ведут в присутствии стабилизатора сульфита или тиосульфата натрия, при этом водорастворимый органический растворитель, в качестве которого используют метанол, этанол, изопропанол (ИПС) или ацетон, добавляют в два этапа, на первом этапе до полного разделения масла аскорбината металла и водно-органической фазы с последующим отделением масла, а на втором этапе до начала кристаллизации аскорбината металла в органическом растворителе. В качестве стабилизатора используют сульфит или тиосульфат натрия, которые добавляют в количестве 0,15-1,2% к массе аскорбиновой кислоты. Причем стабилизатор вводят в реакционную массу до или после нейтрализации.

В качестве исходного водного раствора аскорбиновой кислоты используют растворы медицинской аскорбиновой кислоты, или очищенные растворы, приготовленные из технического продукта или из маточного раствора, образующегося при выделении аскорбиновой кислоты фармакопейного качества.

Добавление стабилизатора позволяет исключить окисляющее воздействие растворенного и атмосферного кислорода, т.е. снизить количество образующихся продуктов распада аскорбиновой кислоты и не солей и тем самым повысить выход и качество целевого продукта.

Проведение высаливания в два этапа с отделением масла аскорбината позволяет: отделить воду от целевого продукта, что обеспечивает очистку его от водорастворимых примесей и сокращение времени воздействия воды на аскорбинат металла и продолжительность кристаллизации; провести кристаллизацию в органическом растворителе, что позволяет избежать отвердевания целевого продукта и захвата им примесей из водного раствора; повысить выход целевого продукта вследствие сокращения потерь с водно-органическим раствором из-за уменьшения его объема и малой растворимостью в органическом маточнике; сократить расход органического растворителя для высаливания вследствие возможности повторного использования органического маточника для высаливания.

Способ осуществляют следующим образом.

К очищенному водному раствору аскорбиновой кислоты добавляют стабилизатор сульфит или тиосульфат натрия в заданном количестве преимущественно 0,15 1,2 мас. от веса аскорбиновой кислоты и ведут реакцию с эквимолекулярным количеством соответствующей соли угольной кислоты или гидроокиси или соответствующего сульфата металла в присутствии карбоната или гидроокиси кальция или бария. Полученный водный раствор аскорбината металла концентрируют до 50-65 мас. и добавляют органический растворитель (метанол, этанол, изопропанол или ацетон) до полного расслаивания сиропа аскорбината металла и водно-органического слоя. Сироп аскорбината металла отделяют от водно-органического слоя и постепенно смешивают с органическим растворителем до получения подвижной кристаллической массы. Полученную суспензию перемешивают в течение 1 ч. кристаллы отделяют, промывают и сушат под вакуумом или в токе инертного газа.

При получении аскорбината металла через сульфат металла и корбонат или гидроокись кальция или бария перед концентрированием полученного водного раствора аскорбината металла предварительно отделяют сульфат кальция или бария.

Стабилизатор в реакционную массу можно вводить как до так и после нейтрализации.

В качестве исходного водного раствора аскорбиновой кислоты могут использоваться растворы медицинской аскорбиновой кислоты, или очищенные растворы, приготовленные из технического продукта или из маточного раствора, образующегося при выделении аскорбиновой кислоты фармакопейного качества.

Выход целевого продукта для переходных металлов в составляет 91,3-94,0% для аскорбинатов щелочных и щелочноземельных металлов 92,0-94,6% при содержании целевого продукта 99,0-99,5% Примеры конкретного осуществления способа в различных режимах показаны в таблице. Во всех примерах загружали по 200 мл раствора аскорбиновой кислоты. Примеры 1-9, 12-17, 19-24 в условиях формулы изобретения. Примеры 10, 11, 18, 25 сравнительные.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить потери аскорбината металла в процессе его синтеза и выделения, обеспечить технологичность процесса получения кристаллического продукта и сократить продолжительность процесса кристаллизации с нескольких суток до 1 ч. а также получить аскорбинаты щелочных, щелочноземельных и переходных металлов с высоким выходом и качеством целевого продукта по единой технологической схеме, причем не только из аскорбиновой кислоты фармакопейного качества, но и их маточного раствора, образующегося при ее выделении, и из технического продукта.

Формула изобретения

1. Способ получения аскорбинатов щелочных, щелочноземельных или переходных металлов, включающий обработку очищенного водного раствора аскорбиновой кислоты соединением металла с последующим концентрированием, выделением целевого продукта, высаливанием водорастворимым органическим растворителем, кристаллизацией и сушкой, отличающийся тем, что в качестве соединения металла используют карбонат или гидроокись соответствующего металла или сульфат соответствующего металла в присутствии карбоната или гидроокиси кальция или бария и выделение целевого продукта ведут в присутствии стабилизатора сульфита и тиосульфата натрия, при этом водорастворимый органический растворитель добавляют в два этапа: на первом до полного разделения аскорбината металла и водно-органической фазы, а на втором до начала кристаллизации целевого продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стабилизатор вводят в количестве 0,15 1,2% к массе исходной аскорбиновой кислоты.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что стабилизатор вводят в реакционную массу до или после нейтрализации.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что в качестве водорастворимого органического растворителя используют метиловый, этиловый, изопропиловый спирты или ацетон.

5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что в качестве исходного водного раствора аскорбиновой кислоты используют раствор медицинской аскорбиновой кислоты или маточный раствор, образующийся при ее выделении, или раствор, приготовленный из технического продукта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6