Спосіб отримання глюконату кальцію

Винахід відноситься до органічної хімії, зокрема до способів отримання лікарських препаратів. Глюконат кальцію отримують Рідкофазний окисленням глюкози в присутності гетерогенного каталізатора на основі перехідних металів на носії при підвищеній температурі в лужному розчині. У заявленій способі в якості носія для каталізатора використовують "Сібуніт", а активну фазу наносять повним поглинанням водно-спиртового розчину комплексної солі паладію і солі вісмуту. Отриманий в результаті окислення розчин глюконату натрію піддають процесам еквівалентного гетерогенного і гомогенного іонного обміну і кристалізації з розчину. Технічний результат: підвищення виходу глюконату кальцію за рахунок використання високоселективного каталізатора на стадії окислення глюкози і карбонату кальцію на стадії іонного обміну. 6 з.п.ф-ли, 1 мул.

Винахід відноситься до органічної хімії, зокрема до способів отримання лікарських препаратів.

Відомий спосіб отримання глюконату натрію, що включає окислення глюкози кисневмісних газом в лужному середовищі при pH 8 - 11 з використанням каталізатора на основі солей паладію і вісмуту, нанесених на суспендованих активоване вугілля. Каталізатор містить 0,01 - 20% вісмуту і 1 - 10% паладію. Окислення проводять при температурі 30 - 60 o C (патент US 4873173, МКИ 4 C 07 C 51/16, 1989).

Недоліком цього способу є висока залежність селективності каталізатора від якості вихідної глюкози, додаткове очищення якої вимагає значних витрат.

Недоліком цього способу є отримання гетерогенного каталізатора в великому обсязі рідкої фази (відношення твердої фази до рідкої 1. 10), що при промисловому застосуванні призводить до отримання великої кількості лужних стоків, що потребують додаткової переробки.

Найбільш близьким до заявляється є спосіб отримання глюконату кальцію Рідкофазний ферментативним окисленням глюкози киснем при 35 o C, тиску 2 атм і співвідношенні компонентів реакційної маси в 100 мл водного розчину: глюкоза. кальцію карбонат. натрію азотат. магнію (7H2 O) сульфат. натрію монофосфат. фермент 20. 3,4. 0,05. 0,0125. 0,1. 0,01.

В основу винаходу покладена задача створення технологічного процесу, реалізація якого дозволяє отримати кінцевий продукт високого ступеня чистоти.

Технічним результатом є підвищення виходу глюконату кальцію за рахунок використання високоселективного каталізатора на стадії окислення глюкози і карбонату кальцію на стадії іонного обміну.

Технічний результат досягається за рахунок того, що в способі отримання глюконату кальцію Рідкофазний окисленням глюкози газоподібним киснем в присутності гетерогенного каталізатора на основі перехідних металів на носії при підвищеній температурі в лужному розчині, як носій використовують "Сібуніт", а активну фазу наносять повним поглинанням водно -спіртового розчину комплексної солі паладію і солі вісмуту. Отриманий в результаті окислення розчин глюконату натрію піддають процесам еквівалентного гетерогенного і гомогенного іонного обміну і кристалізації з розчину.

В якості носія використовують вуглецевий носій "Сібуніт" у вигляді гранул середнього діаметра 1,5 мм, з розміром пір 2 нм і 40 нм.

Гетерогенний іонний обмін проводять на ионообменной смолі КУ-28 при швидкості 10 мл / хв.

Гомогенний іонний обмін проводять карбонатом кальцію при температурі 20 - 100 o C в реакторі інтенсивного перемішування протягом 0,5 - 5 годин.

Кристалізацію глюконату кальцію з водного розчину проводять при 0 - 6 o C протягом 6 - 18 годин.

У порівнянні з прототипом пропонований каталізатор в процесі проведення реакції окислення (спосіб його отримання і його характеристики), послідовність проведення процесів отримання глюконату кальцію за рахунок еквівалентного гетерогенного і гомогенного іонного обміну, а також кристалізація кінцевого продукту з розчину є новим.

В процесі окислення глюкози використовують гетерогенний селективно діє каталізатор, який представляє собою нанесення на носій "Сібуніт" солі паладію і вісмуту з подальшим відновленням. При приготуванні каталізатора проходять реакції: Глюконат кальцію отримують Рідкофазний окисленням глюкози до глюконату натрію і в результаті послідовних реакцій гетерогенного і гомогенного обміну з подальшою кристалізацією. У процесі отримання є також стадії фільтрації, водно-спиртової відмивання продукту, кристалізації і сушки.

У пропонованому способі здійснюються такі хімічні перетворення: Глюконат кальцію, отриманий за пропонованим способом, характеризується ступенем чистоти 99,5 - 101%.

Для реалізації заявляється способу на кресленні наведена технологічна схема процесу.

Кращий приклад реалізації способу.

Отримання каталізатора для процесу окислення.

0,25 г PdCl2 (соотв. 0,148 г Pd) і 0,17 г NaCl розчинили в 1,9 мл конц. соляної кислоти (утворюється стійкий комплекс Na2 [PdCl4]).

0,174 г Bi (NO3) 3 5H2 O (соотв. 0,074 г Bi) розчинили в 1 мл конц. соляної кислоти. Розчини змішали і додали 1 мл етилового спирту.

Отриманим розчином при перемішуванні обробили 3 г вуглецевого носія "Сібуніт" (гранули середн. Діаметром 1,5 мм, розмір пір 2 нм, 40 нм) до повного поглинання розчину носієм. Отриману масу висушили при температурі 110 - 120 o C (2,5 - 3,0 год), потім обробили при перемішуванні протягом 10 хв розчином Na2 CO3 (2,4 г в 10 мл дист. Води). Отриманий каталізатор сушили при температурі 150 - 160 o C протягом 2 - 3 годин.

Отриманий каталізатор відновлювали лужним розчином формаліну. Каталізатор суспендують в 15 мл дистильованої води, додають 2,5 г 50% -ного розчину NaOH, перемішують протягом 10 хв, потім охолоджують до 10 - 12 o C і при цій температурі прикопують 0,8 мл 37% -ного р ра формаліну. Після внесення всього кол-ва формаліну суспензію перемішують 10 хв при 10 - 12 o C і 20 хв при кімнатній температурі.

Відновлений каталізатор промивають дистильованою водою до pH 7 та сушать при 120 o C протягом 3 годин.

Отриманий Pd-Bi / "Сібуніт" - каталізатор містить 5% Pd і 2,5% Bi. Каталізатор застосовують після подрібнення в вигляді порошку, фракція 25 мкм.

Каталізатор відфільтровують від реакційної маси і отримують повторно.

Отримання глюконату кальцію.

Отриманий розчин глюконату натрію переводять в глюконовую кислоту на ионообменной смолі КУ - 28 (H +-форма) в колоні 2 (діаметром 1,5 см, довжиною 40 см).

В отриманий розчин глюконовой кислоти вводять карбонат кальцію з співвідношенням 1 г-екв. кислоти. 1,1 г-екв. карбонату кальцію. Реакцію обміну проводять в реакторі 3 з інтенсивним перемішуванням протягом 3 годин при температурі 20 o C.

Реакційну масу фільтрують від непрореагировавшего карбонату кальцію. Фільтрат упарюють (випарної апарат 4) до концентрації 600 - 700 г / л і кристалізують при температурі 3 - 6 o C (кристалізатор 5) протягом 10 - 12 годин. Отримують 11,2 г глюконату кальцію. Вихід глюконату кальцію на взяту для окислення глюкозу становить 91 - 92%.

Отримання каталізатора для процесу окислення.

0,25 г PdCl2 (соотв. 0,148 г Pd) і 0,17 г NaCl розчинили в 1,9 мл конц. соляної кислоти (утворюється стійкий комплекс Na2 [PdCl4]).

Отриманим розчином при перемішуванні обробляли 3 г вуглецевого носія "Сібуніт" (гранули середн. Діаметром 1,5 мм, розмір пір 2 нм, 40 нм) до повного поглинання розчину носієм. Отриману масу висушили при температурі 110 - 120 o C (2,5 - 3,0 год), потім обробляли при перемішуванні протягом 10 хв розчином Na2 CO3 (2,4 г в 10 мл дист. Води). Отриманий каталізатор сушили при температурі 150 - 160 o C протягом 2 - 3 годин.

Отриманий каталізатор відновлюють лужним розчином формаліну. Каталізатор суспендують в 15 мл дистильованої води, додають 2,5 г 50% -ного розчину NaOH, перемішують протягом 10 хв, потім охолоджують до 10 - 12 o C і при цій температурі прикопують 0,8 мл 37% -ного р ра формаліну. Після внесення всього кол-ва формаліну суспензію перемішують 10 хв при 10 - 12 o C і 20 хв при кімнатній температурі.

Відновлений каталізатор промивають дистильованою водою до pH і сушать при 120 o C протягом 3 годин.

Каталізатор відфільтровують від реакційної маси і використовують повторно.

Отримання глюконату кальцію.

В отриманий розчин глюконовой кислоти вводиться карбонат кальцію з співвідношенням 1 г-екв. кислоти. 1,1 г-екв. карбонату кальцію. Реакцію обміну проводять в реакторі 3 з інтенсивним перемішуванням протягом 2 годин при температурі 50 o C.

Реакційну масу фільтрують від непрореагировавшего карбонату кальцію. Фільтрат упарюють (випарної апарат 4) до концентрації 600 - 700 г / л і кристалізують при температурі 3 - 6 o C (кристалізатор 5) протягом 10 - 12 годин. Отримують 11,4 г глюконату кальцію. Вихід глюконату кальцію на взяту для окислення глюкозу становить 90,3%.

Дослід проводять в умовах прикладу 1, за винятком того, що для нейтралізації утворюється глюконовой кислоти на стадії окислення глюкози застосовують КОН - 2,7 г (0,048 г-екв). Вихід глюконату кальцію на взяту для окислення глюкозу 89,8%.

На даний процес розроблений промисловий технологічний регламент на виробництво глюконату кальцію потужністю 100 т / рік.

1. Спосіб отримання глюконату кальцію Рідкофазний каталітичним окисленням глюкози киснем при підвищеній температурі, що відрізняється тим, що використовують гетерогенний каталізатор на основі комплексної солі паладію і вісмуту, нанесеної повним поглинанням водно-спиртового розчину на вуглецевий носій "Сібуніт", а отриманий в результаті окислення розчин глюконату натрію піддають процесам еквівалентного гетерогенного і гомогенного іонного обміну і кристалізації з розчину.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості носія використовують вуглецевий носій "Сібуніт" у вигляді гранул середнього діаметра 1,5 мм з розміром пір 2 нм і 40 нм.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що реакцію окислення проводять в реакторі періодичної дії на подрібненому каталізаторі з розміром частинок 25 мкм.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що реакцію окислення проводять в реакторі безперервної дії на каталізаторі з розміром гранул 1,5 мм.

5. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що гетерогенний іонний обмін проводять на ионообменной смолі КУ-28 при швидкості 10 мл / хв.

6. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що гомогенний іонний обмін проводять з карбонатом кальцію при температурі 20 - 100 o C в реакторі інтенсивного перемішування протягом 0,5 - 5 год.

7. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що кристалізацію глюконату кальцію з водного розчину проводять при 0 - 6 o C протягом 6 - 18 год.