PL176974B1 - Sposób otrzymywania glukonianu magnezu - Google Patents

Abstract

Sposób otrzymywania glukonianumagnezu na drodze elektrochemicznego utleniania glukozy w roztworze wodnym zawierającymw 1 dm3 od 0,2 do 1,5 mola glukozy i od 0,1 do 0,3 mola bromku potasu lub/i bromku sodu, w obecności alkalicznych związków magnezu w odpowiedniej temperaturze, znamienny tym, że do wodnego roztworu glukozy przed i w trakcie elektrolizy dodaje się w ilości potrzebnej do utrzymania pH w zakresie od 6,5 do 8,5 czynnik neutralizujący wpostaci zawiesiny wodnej lub mieszaniny suchej tlenku lub/i wodorotlenku magnezu z wodorowęglanem lub/i węglanem magnezu o stosunku masowym składników tlenkowych lub/i wodorotlenkowych do węglanowych lub/i wodorowęglanowych w zakresie od 3:1 do 1:9, a elektrolizę prowadzi się przy gęstości prądu anodowego od 0,2 do 2,5 A/dm2 i wydziela się glukonianmagnezuprzez zmieszanie elektrolitu po elektrolizie z alkoholem rozpuszczalnym w wodzie w proporcji od 1,0:0,8 do 1,0:2,0, a następnie wymrożenie w temperaturze od -20°C do 0°C.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania glukonianu magnezu o czystości farmaceutycznej.

Znane są sposoby otrzymywania glukonianu magnezu na drodze chemicznej oraz elektrochemicznej.

Metoda chemiczna opisana została w patencie USA nr 1964734. Polega ona na reakcji wymiany pomiędzy węglanem magnezu a glukonianem wapnia w roztworze wodnym nasyconym dwutlenkiem węgla. W wyniku reakcji powstaje osad węglanu wapnia, który oddziela się przez filtrację i glukonian magnezu w roztworze, który wykrystalizowuje się na przykład przez wymrożenie z alkoholem.

Sposób elektrochemiczny opisany w polskim zgłoszeniu patentowym nr 282 357 polega na utlenianiu anodowym glukozy w roztworze wodnym w obecności bromku potasu i dodawaniu węglanu magnezujako surowca magnezowego i czynnika neutralizującego. Wodny roztwór zawierający w 1 dm3 od 0,2 do 1 mola glukozy, od 0,1 do 0,2 mola bromku potasu oraz węglan magnezowy poddaje się elektrochemicznemu utlenianu w elektrolizerze bezprzeponowym z elektrodami grafitowymi w temperaturze 20-50°C, przy gęstości prądu anodowego 1-2 A/dm2, przy czym pH roztworu utrzymuje się w trakcie trwania elektrolizy na poziomie co najwyżej 8,0 przez systematyczne doprowadzanie do elektrolizera zawiesiny węglanu magnezowego. Po zakończeniu reakcji elektrolit filtruje się, a następnie z roztworu wyodrębnia się glukonian magnezowy przez krystalizację z alkoholem metylowym. Taki produkt charakteryzuje się wysoką czystością. Zaproponowany sposób jest w istocie adaptacją znanej technologii elektrochemicznego otrzymywania glukonianu wapnia, w którym zastąpiono węglanem magnezu łatwo reagujący z kwasem glukonowy węglan wapnia. W tym opisie przedstawiono znane parametry prowadzenia procesu utleniania elektrochemicznego glukozy w obecności bromków.

Problemem technologicznym jest przekształcenie tworzącego się kwasu glukonowego w glukonian magnezu. Są wyraźne różnice właściwości węglanu wapnia i węglanu magnezu: znacznie wolniejsza hydroliza MgCO3, a przede wszystkim niższe pH równowagowe - tworzący się Mg(OH)2jest znacznie słabszązasadąniż Ca(OH)2, właściwości powierzchni ziaren węglanu magnezu są zupełnie inne i inaczej będą na tej powierzchni zachodziły reakcje. Z tych powodów realizacja takiej technologii według opisu nr 282 357 pociąga za sobąszereg niedogodności technologicznych i zaburzeń procesu. Przede wszystkim znacznie wolniejszy przebieg reakcji i długi czas trwania procesu oraz konieczność stosowania elektrolizerów o dużej objętości. Szybkość re176 974 akcj i między powstającym kwasem glukonowym a powierzchnią ziarn węglanu magnezu zawieszonych w elektrolicie jest tak mała, że dla osiągnięcia dostatecznego stężenia glukonianu magnezu konieczne jest użycie dużych ilości węglanu magnezu - przynajmniej 4 razy wyższych niż zapotrzebowanie stechiometryczne, a tym samym konieczne jest oddzielenie od roztworu dużych ilości trudnofiltrującego się osadu zatrzymującego duże ilości roztworu reakcyjnego. Do oddzielenia tego osadu potrzeba odpowiednio dużej aparatury filtrującej.

Wraz z tym osadem stanowiącym odpad traci się ponad 3/4 wprowadzonej ilości węglanu magnezowego oraz dużą część znajdującego się w placku filtracyjnym glukonianu magnezu. Węglan magnezu odpowiedniej czystości jest odczynnikiem wielokrotnie droższym niż odpowiadający mu węglan wapnia i tak wielkie straty produkcyjne mogąuczynić produkcję zupełnie nieopłacalną

Ponadto podczas elektrolizy z węglanem magnezu tworzy się duża ilość piany, co komplikuje proces utleniania elektrolitycznego, w tym powoduje konieczność przerw w elektrolizie. Węglan magnezu ma znacznie niższy ciężar nasypowy niż węglan wapnia, stąd w zawiesinie wodnej utrzymuje się łatwiej, znacznie zwiększając tendencję do tworzenia dużo trwalszej i obfitszej piany niż przy produkcji glukonianu wapnia.

Aby wyeliminować te niedogodności przeprowadzono szereg badań elektrochemicznego procesu otrzymywania glukonianu magnezu przy zastosowaniu innych związków magnezu. Nieoczekiwanie okazało się, że wprowadzenie jako czynnika neutralizującego tlenku magnezu lub wodorotlenku magnezu w mieszaninie z wodorowęglanem lub węglanem magnezu eliminuje wyżej wymienione wady w elektrochemicznej metodzie otrzymywania glukonianu magnezu.

Istota wynalazku polega na tym, że do wodnego roztworu zawierającego glukozę i bromki przed i w trakcie elektrolizy dodaje się w ilości potrzebnej do utrzymania pH w zakresie od

6,5 do 8,5 czynnik neutralizujący w postaci zawiesiny wodnej lub mieszaniny suchej tlenku lub/i wodorotlenku magnezu z wodorowęglanem lub/i węglanem magnezu o stosunku masowym składników tlenkowych lub/i wodorotlenkowych do wodorowęglanowych lub/i węglanowych w zakresie od 3:1 do 1:9. Elektrolizę prowadzi się przy gęstości prądu anodowego od 0,2 do 2,5 A/dm². Po zakończeniu elektrolizy z elektrolitu usuwa się osad, a glukonian magnezu wydziela się przez zmieszanie roztworu z alkoholem rozpuszczalnym w wodzie, korzystnie etylowym, wproporcji od 10:0,8 do 1,0:2,0, a następnie wymrożenie w temperaturze od -20°C do 0°C.

Korzyści wynikające ze stosowania sposobu według wynalazku są następujące:

- zużycie związków magnezu zmniejsza się wielokrotnie

- zanika całkowicie pienienie w elektrolizerze

- ilość, stanowiącego odpad osadu maleje kilkanaście razy, a tym samym znacznie obniżąjąsię straty produktu i węglanu magnezu z odfiltrowywanym szlamem

- znacznie skraca się czas prowadzenia procesu elektroutleniania na skutek przyspieszenia procesów zachodzących na powierzchni mieszaniny neutralizującej, jak również dzięki wyeliminowaniu przerw w procesie wynikających z zaburzeń technologicznych

- zastosowanie alkoholu etylowego do wyodrębniania glukonianu magnezu poprawia warunki BHP procesu, gdyż obniża zagrożenie zatruciem, ułatwia kierowanie produkcją zmniejszając czas potrzebny na nadzór związany z pracąz truciznami. Spory efekt przynosi też większa zdolność wysalająca alkoholu etylowego w stosunku do metanolu.

Sposób wytwarzania glukonianu magnezu według wynalazku ilustrują następujące przykłady.

Przykład I. W elektrolizerze bezprzeponowym z elektrodami w postaci płyt grafitowych umieszczono 1 dm³ wodnego roztworu zawierającego 0,9 mola glukozy i 0,18 mola bromku potasu, po czym wprowadzono do niego zdyspergowaną w wodzie mieszaninę tlenku magnezu i wodorowęglanu magnezu w proporcji masowej 2:3, w ilości pozwalającej na uzyskanie pH elektrolitu=7,5. Następnie prowadzono proces elektrolizy w temperaturze 35°C, przy gęstości prądu anodowego 1,5 A/dm2. W miarę przebiegu elektrolizy wprowadzano porcjami wodną zawiesinę tlenku magnezu i wodorowęglanu magnezu w proporcji takiej jak powyżej w celu utrzymania pH w przedziale od 7 do 8. Po 36 godzinach elektrolizy proces przerwano, ele4

176 974 ktrolit przesączono, a tak otrzymany klarowny roztwór w ilości około 0,9 dm³, zawierający glukonian magnezu, bromek potasu i resztę nieprzereagowanej glukozy zmieszano z 1,2 dm3 alkoholu etylowego, schłodzono do temperatury -10°C i pozostawiono w tej temperaturze do krystalizacji. Wykrystalizowany glukonian magnezu odsączono, przemyto alkoholem etylowym i wysuszono. Czystość tak otrzymanego glukonianu magnezu wynosi 98%, a więc odpowiada wymaganiom farmaceutycznym.

Przykład II. W elektrolizerze bezprzeponowym z elektrodami w postaci płyt grafitowych umieszczono 1 dm3 wodnego roztworu zawierającego 1,2 mola glukozy i 0,24 mola bromku potasu, po czym wprowadzono do niego zdyspergowaną w wodzie mieszaninę tlenku magnezu i wodorowęglanu magnezu w proporcji masowej 1:1, w ilości pozwalaj ącej na uzyskanie pH elektrolitu=7,5. Następnie prowadzono proces elektrolizy w temperaturze 45°C, przy gęstości prądu anodowego 2,2 A/dm². W miarę przebiegu elektrolizy wprowadzano porcjami wodną zawiesinę tlenku magnezu i wodorowęglanu magnezu w proporcji takiej jak powyżej w celu utrzymania pH w przedziale od 7 do 8. Po 36 godzinach elektrolizy proces przerwano, elektrolit przesączono, a tak otrzymany klarowny roztwór w ilości około 0,95 dm3, zawieraj ący glukonian magnezu, bromek potasu i resztę nieprzereagowanej glukozy zmieszano z 1,2 dm3 alkoholu etylowego, schłodzono do temperatury -10°C i pozostawiono w tej temperaturze do krystalizacji. Wykrystalizowany glukonian magnezu odsączono, przemyto alkoholem etylowym i wysuszono. Czystość tak otrzymanego glukonianu magnezu wynosi 98%, a więc odpowiada wymaganiom farmaceutycznym.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób otrzymywania glukonianu magnezu na drodze elektrochemicznego utleniania glukozy w roztworze wodnym zawierającym w 1 dm³ od 0,2 do 1,5 mola glukozy i od 0,1 do 0,3 mola bromku potasu lub/i bromku sodu, w obecności alkalicznych związków magnezu w odpowiedniej temperaturze, znamienny tym, że do wodnego roztworu glukozy przed i w trakcie elektrolizy dodaje się w ilości potrzebnej do utrzymania pH w zakresie od 6,5 do 8,5 czynnik neutralizujący w postaci zawiesiny wodnej lub mieszaniny suchej tlenku lub/i wodorotlenku magnezu z wodorowęglanem lub/i węglanem magnezu o stosunku masowym składników tlenkowych lub/i wodorotlenkowych do węglanowych lub/i wodorowęglanowych w zakresie od 3:1 do 1:9, a elektrolizę prowadzi się przy gęstości prądu anodowego od 0,2 do 2,5 A/dm² i wydziela się glukonian magnezu przez zmieszanie elektrolitu po elektrolizie z alkoholem rozpuszczalnym w wodzie w proporcji od 1,0:0,8 do 1,0:2,0, a następnie wymrożenie w temperaturze od -20°C do 0°C.