Способ получения глюконата кальция

 

Использование: в медицине. Сущность: продукт-глюконат кальция, выход 70 - 80%. Реагент 1: глюкоза. Реагент 2: гипобромид натрия, образующийся в результате электрохимического окисления бромистого натрия. Условия процесса: в присутствии карбоната кальция с последующим обессоливанием раствора глюконата кальция от бромистого натрия проводят электродиализным методом при плотности 15 - 50 А/м² и 15 - 30^oС до конечной концентрации бромистого натрия в обессоленном растворе не более 1,4 г/л и кристаллизацией целевого продукта, отмывкой его от бромистого натрия дистиллированной водой, фильтрацией и сушкой. 3 табл.

Изобретение относится к области органической химии, в частности касается получения глюконата кальция, который применяется в медицине как фармацевтический препарат.

Глюконат кальция в промышленности получают путем окисления глюкозы гипобромидом натрия, образующимся в результате электрохимического окисления бромистого натрия (15-20 г/л) на графитовом аноде при плотности тока 120-500 А/м² и температуре 20-40^оС в присутствии СаСO₃ c концентрацией 5,0-7,0% с последующей кристаллизацией целевого продукта и отмывкой последнего от бромистого натрия дистиллированной водой.

Одним из узких мест промышленного способа производства глюконата кальция является стадия удаления бромистого натрия из глюконата кальция путем его промывки дистиллированной водой. Отмывка целевого продукта от неорганической соли трудоемка и малоэффективна, на что указывает большой расход дистиллированной воды на эту операцию (на 1 кг продукта используется 7-8 кг дистиллированной воды). В связи с применением большого количества воды на промывку глюконата кальция увеличивается его растворимость, что приводит к существенному снижению выхода препарата до 30-40% Кроме того, выделение глюконата кальция из маточника и промывных вод является энергоемким процессом из-за выпарки больших объемов растворов и сравнительно высокой концентрации бромистого натрия.

Результаты исследования по отмывке глюконата кальция дистиллированной водой от бромистого натрия представлены в табл.1. Из табл.1 видно, что выход глюконата кальция существенными образом зависит от количества промывной воды. При промывке глюконата кальция дистиллированной водой по действующей технологии выход глюконата кальция составляет 31,5-35,0 а потери продукта в маточнике и промывной воде 32,5-35,8% и 31,6% соответственно. Выход глюконата кальция повышается при сокращении количества промывной воды, но его качество при этом не соответствует требованиям фармстатьи N 121 ГФ Х.

Указанные недостатки промышленной технологии получения глюконата кальция послужили основанием для совершенствования этого процесса. Одним из путей разделения глюконата кальция от бромистого натрия может быть электродиализный способ обессоливания.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является промышленная электрохимическая технология получения глюконата кальция. Предлагаемый способ позволяет повысить выход глюконата кальция, сократить количество промывной воды, упростить технологию выделения глюконата кальция из маточника и возвратить в производство дефицитный бромистый натрий.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что обессоливание раствора глюконата кальция от бромистого натрия проводят электродиализным методом при плотности тока 15-50 А/м² и температуре 15-30^оС до конечной концентрации бромистого натрия в обессоленном растворе не более 1,4 г/л.

Для осуществления заявляемого способа раствор глюконата кальция направляют на электродиализное обессоливание. Процесс электродиализа проводят при плотности тока 15-50 А/м² и температуре 15-30^оС до конечной концентрации бромистого натрия в обессоленном растворе не более 1,4 г/л. При соблюдении указанных условий выход глюконата кальция составляет 50,3-55,0% против 31,5% по прототипу.

Рекомендуемая плотность тока для электродиализного обессоливания раствора туберкулина 15-50 А/м². Дальнейшее повышение плотности тока нецелесообразно, так как это приводит к снижению выхода глюконата кальция и увеличению энергоемкости процесса (табл.2).

Температура, при которой проводят процесс электродиализа в соответствии с изобретением, ограничивается термической устойчивостью анионообменных мембран и кристаллизацией глюконата кальция.

Обессоливание растворов глюконата кальция должно проводиться до остаточной концентрации бромистого натрия не более 1,4 г/л. При большой концентрации соли в растворе глюконат кальция не соответствует требованиям фармстатьи на содержание бромидов.

Результаты обессоливания раствора глюконата кальция электродиализным методом представлены в табл.3.

В процессе электродиализного обессоливания раствора глюконата кальция бромистый натрий, проходя через ионообменные мембраны, концентрируется в растворе, образуя "концентрат". При этом в "концентрат" переходит также глюконат кальция (табл.3), что приводит к снижению выхода целевого продукта. Однако весь "концентрат" можно использовать для приготовления электролита на стадии электрохимического окисления глюкозы, исключив при этом дополнительный расход дефицитного бромистого натрия и глюконата кальция.

Как следует из данных, представленных в табл.1 и 3, в маточнике с промывной водой, полученном после электродиализного обессоливания растворов глюконата кальция, концентрация бромистого натрия в 9-10 раз ниже по сравнению с прототипом, что упрощает выделение глюконата кальция из него. Кроме того, количество перерабатываемых растворов сокращено.

П р и м е р 1 (сравнительный). В электролизер емкостного типа с графитовыми электродами (катодом и анодом), снабженный мешалкой и рубашкой для термостатирования, загружают 190 г глюкозы, 1 л раствора, содержащего 65 г/л глюконата кальция и 15,5 г/л бромистого натрия, и перемешивают до полного растворения глюкозы при нагревании до 35-40^оС. К полученному электролиту прибавляют 74 г СаСО₃. При температуре 40^оС и перемешивании электролита через электролизер пропускают постоянный ток, сила которого соответствует плотности тока 300,0 А/м². Электроокисление глюкозы считают законченным при достижении концентрации глюконата кальция в растворе 215-220 г/л. В процессе электролиза после фильтрации от CaCO₃ получают 1,07 л реакционной массы, содержащей 218 г/л глюконата кальция, 15,2 г/л бромистого натрия и 20 г/л глюкозы. Глюконат кальция выделяют из раствора кристаллизацией при охлаждении раствора до температуры 4^оС. Полученную суспензию глюконата кальция промывают дистиллированной водой от бромистого натрия в количестве 1,6 л. Промытый глюконат кальция сушат при температуре 80^оС. Получают 82 г глюконата кальция, соответствующего требованиям фармстатьи N 121 ГФХ. Выход глюконата кальция составляет 35% без учета переработки маточника и промывных вод.

П р и м е р 2. Реакционную массу в количестве 0,35 л, содержащую 218,0 г/л глюконата кальция и 15,2 г/л бромистого натрия, полученную после электрохимического окисления глюкозы аналогично примеру 1, подвергают электродиализному обессоливанию в многокамерном аппарате электродиализаторе фильтрпрессного типа, состоящего из чередующихся мембран типа МК-40 и МА-40 с промежуточными рамками из паранита и сепараторами-турбулизаторами. Катодом служит пластина из нержавеющей стали марки Х18Н10Т с рабочей поверхностью 1 дм², анодом платинированный титан с той же поверхностью. Электродиализатор состоял из 6 камер обессоливания и 7 камер "концентрирования", а также двух электродных камер. Рабочая поверхность каждой мембраны 1 дм², а расстояние между ними 1,5 мм. Раствор глюконата кальция с бромистым натрием насосом прокачивают через камеры "обессоливания" электродиализатора с линейной скоростью 4,0 см/с, одновременно через камеры "концентрирования" прокачивают 0,1%-ный раствор бромистого натрия, а через электродные камеры водопроводную воду. При температуре растворов 15^оС через электродиализатор пропускают постоянный ток, сила которого соответствует плотности тока 25 А/м². Поддержание температуры в процессе электродиализа осуществляют подачей захоложенной воды в змеевики промежуточных емкостей. В процессе электродиализной очистки получают 0,325 л обессоленного раствора с концентрацией бромистого натрия 1,4 г/л и глюконата кальция 166,4 г/л и 0,19 л "концентрата" с концентрацией бромистого натрия 26,2 г/л и глюконата кальция 61,9 г/л.

Глюконат кальция из обессоленного раствора кристаллизуют при охлаждении раствора до температуры 4^оС. Полученную суспензию глюконата кальция отфильтровывают, а маточный раствор из осадка вытесняют 70 мл дистиллированной воды. Получают 39,3 г глюконата кальция, соответствующего требованиям фармстатьи 121 ГФХ. Выход глюконата кальция составляет 51,5% без учета использования "концентрата" и переработки маточника.

П р и м е р 3. Раствор глюконата кальция подвергают электродиализному обессоливанию подобно примеру 2, но при плотности тока 15 А/м² и температуре 20^оС. В процессе электродиализной очистки получают 0,32 л обессоленного раствора с концентрацией бромистого натрия 1,37 г/л и глюконата кальция 170 г/л. Выделение целевого продукта из раствора аналогично примеру 2. Получают 42 г глюконата кальция, соответствующего требованиям фармстатьи N 121 ГФХ. Выход целевого продукта составляет 55% П р и м е р 4. Раствор глюконата кальция подвергают электродиализному обессоливанию подобно примеру 2, но при плотности тока 50 А/м². В процессе электродиализной очистки получают 0,33 л обессоленного раствора с концентрацией бромистого натрия 1,4 г/л и глюконата кальция 169,2 г/л. Выделение целевого продукта из раствора аналогично примеру 2. Получают 38,4 г глюконата кальция, соответствующего требованиям фармстатьи N 121 ГФХ. Выход целевого продукта составляет 50,3% П р и м е р 5. Раствор глюконата кальция подвергают электродиализному обессоливанию подобно примеру 4, но до концентрации бромистого натрия в обессоленном растворе 2,0 г/л. В процессе электродиализной очистки получают 0,3 л с концентрацией глюконата кальция 185,6 г/л. Выделение целевого продукта из раствора аналогично примеру 2. Получают 39,9 г глюконата кальция, что соответствует выходу продукта 52,3% но качество глюконата кальция не соответствует требованиям фармстатьи N 121 ГФХ.

Таким образом, предлагаемый способ получения глюконата кальция позволяет повысить выход целевого продукта до 51-55% а с учетом использования "концентрата" и переработки маточника выход глюконата кальция может достигать 70-80% Кроме того, при этом сокращают количество промывной дистиллированной воды в 6-7 раз и возвращают в процесс дефицитный бромистый натрий.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОНАТА КАЛЬЦИЯ путем окисления глюкозы гипобромидом натрия, образующимся в результате электрохимического окисления бромистого натрия, в присутствии СаСО₃ с кристаллизацией целевого продукта, отмывкой его от бромистого натрия дистиллированной водой, фильтрацией и сушкой, отличающийся тем, что перед кристаллизацией проводят обессоливание раствора глюконата кальция от бромистого натрия электродиализом при плотности тока 15 50 А/м² и температуре 15 30^oС до конечной концентрации бромистого натрия в обессоленном растворе не более 1,4 г/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2