Способ получения триглицината кобальта дигидрата

Изобретение относится к органической химии и заключается в усовершенствованном способе получения глицината кобальта дигидрата, в котором в качестве реагентов используют карбонат кобальта (II), который порционно добавляется к водному раствору глицина в соотношении 1:3:2,5 в молях при постоянном поддержании температуры 60-65°С. Данный способ позволяет получить глицинат кобальта высокой степени чистоты при минимальном использовании реагентов реакции, а также исключить образование побочных примесей. 4 табл., 5 пр., 1 ил.

 

Изобретение относится к органической химии. Заключается в усовершенствованном способе получения глицината кобальта дигидрата, в котором в качестве реагентов используют карбонат кобальта (II), который порционно добавляется к водному раствору глицина в соотношении 1:3:2,5 в молях при постоянном поддержании температуры 60-65°С. Каждая последующая порция вносится после полного растворения карбоната кобальта с последующим выделением целевого продукта путем перекристаллизации. Способ может быть использован в промышленном производстве. Данный способ позволяет получить глицинат кобальта высокой степени чистоты при минимальном использовании реагентов реакции, а также исключить образование побочных примесей.

В реакциях соединения металлов и аминокислот образуются хелатные соединения. Аминокислотные хелатные соединениия широко используются в животноводстве в качестве БАД, улучшая эффективность усвоения микроэлементов из пищи и снижая скорость их выделения [2, 7].

Кроме того известно, что применение микроэлементов, связанных с органическими соединениями, позитивно влияет на их использование и включение в органы и ткани организма сельскохозяйственных животных. Вышесказанное отражается в улучшении зоотехнических показателей, качестве получаемого молодняка, повышении продуктивной и репродуктивной эффективности [1,6].

В настоящее время известно разрешенное на законодательном уровне применение следующих глициновых хелатов: глицинат железа (глицин-железо гидрат), глицинат меди (глицин-медь гидрат), глицинат марганца (глицин-марганец хелат гидрат), глицинат цинка (глицин-цинк хелат гидрат) [5].

Стоит отметить, что представленные глицинаты значительно отличаются в отношении качественного и количественного содержания микроэлементов. Это объясняется различиями в используемых способах получения веществ, а также выбранном соотношении компонентов реакции и чистотой сырья.

Методика получения глицинатов обычно заключается в приготовлении растворов глицина с различными микроэлементами, которым дают прореагировать в условиях повышенной температуры. Затем следуют стадии упаривания полученного вещества, кристаллизация, затем сушка и размол.

Известны способы получения глицината меди (II). Сущность способа заключается во взаимодействии гидроксокарбоната меди (II) с метанольными растворами глицина. Недостаток этого способа заключается в том, что из-за содержания в целевом продукте метанола затруднительно выделение и очистка комплексного соединения глицината меди. Кроме того, данный факт не допускает применение вещества в качестве биологически активной добавки из-за загрязнения целевого продукта токсичными примесями [4].

Также известны способы получения хелатных соединений в реакциях взаимодействия с хлоридами металлов (Патент ЕР 0230893). Недостаток способа заключается в том, что несмотря на высокий практический выход целевого продукта синтеза, полученный комплекс невозможно применять в качестве добавки из-за невозможности полного удаления остаточных солей, образующихся в реакции комплексообразования.

Известно получение металлорганических комплексов при взаимодействии оксидов металлов и хелатообразующего реагента. Данный способ имеет преимущество перед выше указанным из-за отсутствия примесей побочных продуктов реакции в виде солей (Патент ЕР 0434345). Однако при проведении реакции требуется выдержать условия для полного растворения оксида металла, в частности, поддержание высоких температур реакционной среды. Недостаток способа связан как с риском получения нежелательных вторичных продуктов реакции, так и с возможностью разложения полученного хелатного комплекса. Кроме того, данные синтезы затруднительно выполнить без соответствующего оборудования, а также условия реакции неприемлемы для получения глицината кобальта и для дальнейшего его использования в качестве добавки.

В литературных данных описываются исследования реакции комплексообразования глицината кобальта [3]. В представленном источнике синтез проводят применяя 5 г (0,066 моль) глицина, растворенном в 30 мл воды, прибавляя 2,64 г (0,066 моль) гидроксида натрия при температуре 40°С. К гомогенному раствору присыпают порциями 7,8 г (0,033 моль) хлорида кобальта и выдерживают при комнатной температуре в течение двух часов. Реакционный раствор упаривают, остаток промывают спиртом и сушат. Выход целевого продукта составляет 86,42%. Представленный нами синтез отличается тем, что подобранные компоненты реакции исключают образование вторичных (токсичных для организма) продуктов реакции и практический выход составляет 88-92%.

Задачей изобретения является совершенствование способа получения глицината кобальта дигидрата при минимальном использовании реагентов реакции, а также исключить загрязнение конечного продукта примесями, образующимися в процессе превращения исходных веществ.

Полученный таким способом глицинат кобальта может быть использован в медицине, ветеринарии, фармакологии, пищевой и химической промышленности в качестве лекарственного средства, биологически активной добавки и реагента в различных синтезах, так как целевой продукт исключает побочных примесей. Вторичными продуктами реакции являются углекислота, выделяющаяся во внешнюю среду, и вода, следовательно, не являющиеся токсичными.

Поставленная задача получения глицината кобальта высокой степени чистоты при минимальном использовании реагентов реакции решается действием 1 моля карбоната кобальта на 3 моля глицина, растворенном в 2,5 молях дистиллированной воды при температуре 60-65°С.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В химическом стеклянном стакане растворяют 0,3 моль (7,51*3=22,53 г) глицина в 56 мл дистиллированной воды. Затем вещество помещают через приемник форштосс холодильника в колбу, нагревая реакционную смесь до температуры 60-65°С. После полного растворения глицина к раствору порциями по 1-2 г добавляют 0,1 моль (11,89 г) карбоната кобальта. Каждую новую порцию карбоната кобальта следует добавлять после того, как растворится предыдущая и перестанет выделяться СО2 в виде пузырьков. Температура маточного раствора постоянно поддерживать на уровне 60-65°С, до полного растворения карбоната кобальта. Полученный насыщенный раствор подвергают фильтрации с помощью прибора для горячего фильтрования.

На последней стадии синтеза стакан с фильтратом накрывают фильтровальной бумагой, затем ставят в кристаллизатор и остужают полученную смесь до комнатной температуры. Далее в кристаллизатор добавляют лед и оставляют экспонироваться на сутки в холодильнике.

По истечении суток в осадок начинают выпадать темно-вишневые кристаллы глицината кобальта. Следующим этапом проводят фильтрацию маточного раствора для отделения кристаллов. Отфильтрованные кристаллы глицината кобальта подвергают перекристаллизации. Для этого повторно растворяем полученное вещество в необходимом количестве дистиллированной воды до полного растворения, при этом подогревая смесь. Затем химический стаканчик накрывают фильтровальной бумагой и помещают на сутки в кристаллизатор, остужая в холодильнике.

После последней стадии наблюдается выпадение соли в форме мелкокристаллической массы, которую отделяют от маточного раствора фильтрованием при пониженном давлении на воронке Бюхнера, соединенной с колбой Бунзена, тщательно отжимая стеклянной палочкой от маточного раствора. Полученную мелкокристаллическую соль высушивают на фильтровальной бумаге в комнатных условиях или в термостате при температуре не выше 50°С.

При проведении синтеза изучалось изменение рН-среды реакции с помощью рН- метра-милливольтметр рН-410 фирмы «Аквилон».

Структура глицината кобальта установлена при проведении рентгено-структурного анализа на дифрактометре CAD4 Enraf-Nonius (табл. 2, табл. 3, рис. 1. Пространственная кристаллическая структура триглицината кобальта дигидрата). Брутто формула С6Н16СоN2О8. Массовая доля кобальта 22,48% (табл. 4).

Таким образом, представленный способ позволяет получить глицинат кобальта высокой степени чистоты, при этом исключая в процессе реакции образование побочных примесей. Выход целевого продукта составил 88-92% (табл. 1).

Полученные результаты дают основание для использования полученного таким образом глицината кобальта в фармакологии, медицине, ветеринарии, в частности в качестве биологически активной добавки, а также как реагента в различных синтезах.

Примеры конкретного выполнения синтеза для получения глицината кобальта.

Пример 1. В чистом химическом стеклянном стакане растворяют 22,53 г глицина в 56 мл дистиллированной воды, рН раствора 4,0-4,5. После полного растворения глицина к раствору добавляют 11,89 г карбоната кобальта. При этом происходит выделение пузырьков СО2, но не происходит полного растворения карбоната кобальта, рН раствора составляет 5,0-5,2. В результате чего практически все количество карбоната кобальта оседает на дно в неизмененном состоянии. Синтез не происходит.

Пример 2. Синтез начинают проводить по схеме вышеописанного примера 1. Но после растворения глицина в дистиллированной воде раствор помещают через приемник форштосс холодильника в колбу, нагревая реакционную смесь до температуры 60-65°С. После полного растворения глицина к раствору одномоментно добавляют 11,89 г карбоната кобальта. При этом рН раствора составляет 5,2-6,0. После прекращения выделения пузырьков CO2, Полученный насыщенный раствор подвергают фильтрации с помощью прибора для горячего фильтрования. Затем стакан с раствором накрывают фильтровальной бумагой и оставляют при комнатной температуре. При данном способе наблюдается осаждение большого количества глицината кобальта, однако, выпадение кристаллов выявляется единичное. На основании этого можно предположить, что большая часть карбоната кобальта не прореагировала с субстратом реакции - глицином. Не завершается эквивалентный синтез.

Пример 3. Начинаем проведение синтеза такое же, как и в примере 2.

После помещения раствора глицина в колбу, разогретую до температуры 60-65°С, в раствор порциями добавляем карбонат кобальта от общего количества 11,89 г, при этом диапазон рН раствора варьирует 6,3-6,8. Каждую последующую навеску реагента добавляют после окончания выделения пузырьков газа СО2 и частичного растворения реагента. В процессе реакции температура не поддерживается на неизменной величине, то есть постепенно снижается. После добавления в реакционную смесь последней порции карбоната кобальта, раствор подвергают фильтрации с помощью прибора для горячего фильтрования. Затем стакан с полученным веществом накрывается фильтровальной бумагой и ставится на ледяную баню. После истечения времени экспозиции, значительная часть реагента карбоната кобальта оседает на дно стакана, а на поверхности раствора выпадают единичные кристаллы фиолетового цвета. Если механически воздействовать с помощью стеклянной палочки на кристаллы в маточном растворе, тем самым разрушая их, то через сутки количество кристаллов увеличится. Однако в растворе преобладает значительное количество нерастворенного карбоната кобальта в виде осадка. Затем маточный раствор с кристаллами снова фильтруют, а полученные кристаллы очищают от карбоната кобальта и других примесей, образовавшихся в процессе перекристаллизации. Практический выход глицината кобальта имеет малую эффективность.

Пример 4. Синтез начинают по схеме, представленной в примере 3.

После полного растворения глицина к раствору небольшими порциями добавляют реагент реакции - карбонат кобальта. Каждую новую порцию от общего количества карбоната кобальта (11,89 г) добавляют после полного растворения предыдущей, оценивая по выделению пузырьков CO2. При этом рН раствора имеет тенденцию к сдвигу в сторону нейтральной реакции и составляет 6,8-7,2. Температуру маточного раствора поддерживаем на протяжении всего синтеза в диапазоне 60-65°С до полного растворения реагентов реакции. После окончания синтеза, раствор подвергают фильтрации с помощью прибора для горячего фильтрования, а затем стакан с полученным веществом накрывают фильтровальной бумагой и ставят на ледяную баню, оставляя в течение суток в холодильнике. По истечении времени экспозиции наблюдаем выпадение в осадок темно-вишневых кристаллов глицината кобальта. Полученные кристаллы отфильтровываем из маточного раствора, а затем подвергаем перекристаллизации. На последнем этапе кристаллы глицината кобальта представляют собой мелкокристаллическую взвесь, которую необходимо отделить от маточного раствора фильтрованием на воронке Бюхнера, соединенной с колбой Бунзена, тщательно отжимая стеклянной палочкой. Полученный мелкокристаллический препарат высушивают на воздухе или термостате при температуре не выше 50°С.

Пример 5. Синтез начинают по схеме, представленной в примере 3. Отличие в том, что после добавления первой порции карбоната кобальта, температуру реакционной смеси доводят до 80-100°С и поддерживают на протяжении всего синтеза. После растворения последней навески карбоната кобальта, раствор подвергают фильтрации с помощью прибора для горячего фильтрования, а затем стакан с продуктом реакции накрывают фильтровальной бумагой и ставят на ледяную баню. По истечению суток наблюдается выпадение темно-фиолетового осадка, не растворимого в воде. После его фильтрации выявляется наличие единичных кристаллов фиолетового цвета глицината кобальта. Данный пример синтеза не эквивалентный.

Литература:

1. Кабиров, Г.Ф. Хелатные формы биогенных металлов в животноводстве / Г.Ф. Кабиров, Г.П. Логинов, Н.З. Хазипов; ФГОУ ВПО «Казанская гос.акад.вет.мед». Казань, 2004. - 248 с.

2. Кармолиев, Р.Х. Реакция цыплят на введение глицината и сукцината / Р.Х. Кармолиев, В.А. Лукичева, М.С. Найденский, А.Д. Чикмарев // Птицеводство. - 2003. - №2. - С. 6-7.

3. Муллахметов, Р.Р. Исследование реакции комплексообразования а-аминокислот с кобальтом (III) / P.P. Муллахаметов, Г.Ф. Кабиров, Р.Г. Кадырова // Ученые записки казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2014. - Т. 220. - №. 4. - С. 118-123.

4. Новаковский М.С. Лабораторные работы по химии комплексных соединений. - Харьков: Из-во Харьковского ун-та. - 1972, стр. 80

5. Стид Дж. В., Этвуд Дж. Л. Супрамолекулярная химия. Т. 1. - М.: Академкнига, 2007 - с. 38-41

6. Тен, Э.В. Влияние глицинатов меди и цинка на продуктивные качества кур-несушек / Э.В. Тен, Я.Л. Гудкович, И.И. Стеценко // Эндемические болезни и микроэлементы: Сб. науч. тр. Казан, зоовет. ин-тут. - Казань, 1977. - С. 90-91.

7. Тен, Э.В. Метаболические маршруты биогенных металлов в организме животных / Э.В. Тен // Биохимические аспекты использованя хелатных структур переходных металлов в животноводстве. - Ульяновск, 1997. - С. 4-9.

Способ получения триглицината кобальта дигидрата, отличающийся тем, что в качестве реагента реакции используют карбонат кобальта (II), который порционно добавляют к водному раствору глицина в соотношении 1:3:2,5 в молях при постоянном поддержании температуры 60-65°С, при этом каждую последующую порцию реагента добавляют только после полного растворения предыдущей порции карбоната кобальта с последующим выделением целевого продукта путем перекристаллизации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к компоненту катализатора для полимеризации этилена, к катализатору и способу получения катализатора. Компонент катализатора имеет структуру, представленную общей формулой 1, где заместители R1 и R2 независимо друг от друга выбирают из группы, включающей атом водорода и алкилы; а циклоалкильный заместитель выбирают из группы, включающей циклопентил, циклогексил, циклогептил, циклооктил, циклононил, циклодецил и циклододецил (т.е.

Изобретение относится к компоненту катализатора для полимеризации этилена, к катализатору и способу получения катализатора. Компонент катализатора имеет структуру, представленную общей формулой 1, где заместители R1 и R2 независимо друг от друга выбирают из группы, включающей атом водорода и алкилы; а циклоалкильный заместитель выбирают из группы, включающей циклопентил, циклогексил, циклогептил, циклооктил, циклононил, циклодецил и циклододецил (т.е.

Изобретение относится к химии полиэдрических боргидридных соединений и 5-аминотетразола, а именно к дигидрату додекагидро-клозо-додекабората 5-аминотетразол кобальта состава [Co(CH3N5)]B12H12⋅2H2O.

Изобретение относится к химии полиэдрических боргидридных соединений и 5-аминотетразола, а именно к дигидрату додекагидро-клозо-додекабората 5-аминотетразол кобальта состава [Co(CH3N5)]B12H12⋅2H2O.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к катализатору окисления N,N-диэтилкарбомодитиолата натрия на основе тетра-4-(1-бензотриазолил)тетра-5-(4'-сульфофенилсульфанил)фталоцианина кобальта(II) формулы Технический результат заключается в том, что предлагаемый катализатор проявляет более высокую каталитическую активность.

Изобретение относится к тетра-4-[4-(2,4,5-трихлор-3,6-дисульфофенокси)]фталоцианинам меди и кобальта общей формулы: Указанные соединения являются водорастворимыми, и соединение с медью обладает красящей способностью по отношению к шерстяным волокнам и хлопку, соединение с кобальтом проявляет каталитическую активность в реакции гомогенного жидкофазного окисления серосодержащих органических соединений.

Изобретение относится к тетра-4-[4-(2,4,5-трихлор-3,6-дисульфофенокси)]фталоцианинам меди и кобальта общей формулы: Указанные соединения являются водорастворимыми, и соединение с медью обладает красящей способностью по отношению к шерстяным волокнам и хлопку, соединение с кобальтом проявляет каталитическую активность в реакции гомогенного жидкофазного окисления серосодержащих органических соединений.

Изобретение относится к способу получения солей бис(дикарболлид) кобальта и триалкиламмонийных или тетраалкиламмонийных солей бис(дикарболлид) кобальта. Способ включает взаимодействие нидо-7,8(7,9)-дикарбаундекаборатов щелочных металлов или нидо-7,8(7,9)-дикарбаундекаборатов триалкиламмония или тетраалкиламмония ([7,8(7,9)-нидо-C2B9H12]M, где M=Li, Na, K, Rb, Cs, R1R2R3R4N, где R1=H, Me, Et, Pr, Bu; R2=Me, Et, Pr, Bu; R3=Me, Et, Pr, Bu; R4=Me, Et, Pr, Bu) с ацетатом кобальта (II) в среде органического растворителя.

Изобретение относится к гомогенному катализатору на основе тетра-4-(4'-карбоксифенилсульфанил)тетра-5-нитрофталоцианина кобальта(II) тетранатриевой соли формулы Изобретение позволяет получить соединение, имеющее высокую каталитическую активность при окислении диэтилдитиокарбамата натрия.

Изобретение относится к гомогенному катализатору на основе тетра-4-(4'-карбоксифенилсульфанил)тетра-5-нитрофталоцианина кобальта(II) тетранатриевой соли формулы Изобретение позволяет получить соединение, имеющее высокую каталитическую активность при окислении диэтилдитиокарбамата натрия.

Изобретение относится к процессу для производства α-аминокислот из молекул летучих жирных кислот (ЛЖК), называемых прекурсорами, которые получены анаэробной ферментацией из ферментируемой биомассы.

Изобретение относится к способу получения (S)-3-(аминометил)-5-метилгексановой кислоты формулы I из ее хлоргидрата. Способ осуществляют в соответствии с приведенной ниже схемой путем растворения хлоргидрата II в изопропаноле с последующей обработкой полученного раствора эквивалентным количеством органического основания и отделением осадка (S)-3-(аминометил)-5-метилгексановой кислоты I фильтрованием.

Изобретение относится к соединению, представленному следующей формулой: В формуле 1: R представляет собой BR3R4, BX3- или BX3-M+ (X представляет собой галоген; M+ представляет собой ион щелочного металла), R1 представляет собой метильную, этильную, н-пропильную, изо-пропильную, н-бутильную, изо-бутильную, втор-бутильную, трет-бутильную, н-пентильную, бензильную, пара-метоксибензильную или пара-нитробензильную группу, R2 представляет собой водород, бензилоксикарбонил, ацетил, трифторэтилкарбокси, трет-бутилоксикарбонил, флуоренилметилоксикарбонил, трихлорэтоксикарбонил, трифторацетил, аллилоксикарбонил, бензил, пропаргилоксикарбонил, бензоил, фталоил, толуолсульфонил или нитробензолсульфонил, R3 и R4 оба объединены с B (атом бора) с образованием кольца, служащего в качестве защитной группы для B, где кольцо выбрано из группы, включающей пинакол, 2,2-диметил-1,3-пропандиол, N-метилдиэтаноламин, 1,8-диаминонафталин, N-метилиминодиуксусную кислоту, 1,1,1-трисгидроксиметилэтан и катехин, Y представляет собой I, F или Br, NO2, NH2, Sn(R6)3, замещенную или незамещенную фенильную йод группу или замещенную или незамещенную тиенильную йод группу, где заместитель(и) фенильной группы или тиенила включает C1-6 алкильные, C1-6 алкокси, гидрокси, амино и нитро группы, R6 представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 7 атомов углерода.

Изобретение относится к способу получения (S)-3-(аминометил)-5-метилгексановой кислоты формулы I, используемой в терапии ряда нейропатических заболеваний, путем энантиоселективного присоединения диэтилмалоната к 4-метил-1-нитропентену-1 с последующим восстановлением и кислотным гидролизом продукта присоединения в соответствии со схемой 1.

Изобретение относится к способу получения соединения формулы (IA) и промежуточным соединениям, используемым для осуществления способа, а также к способу получения прегабалина.

Изобретение относится к способу получения рацемических α-аминокислот или глицина. Согласно предлагаемому способу соответствующую α-гидроксикислоту, выбранную из группы, включающей гидроксиуксусную кислоту, молочную кислоту, яблочную кислоту, α-гидроксиглутаровую кислоту, изолимонную кислоту, тартроновую кислоту и винную кислоту, или по меньшей мере одну соль соответствующей α-гидроксикислоты в присутствии по меньшей мере одного гетерогенного катализатора, содержащего по меньшей мере один переходный металл, и в присутствии водорода подвергают взаимодействию по меньшей мере с одним соединением азота, причем в качестве соединения азота применяют аммиак.

Изобретение относится к способу для удаления органического соединения из водного раствора. Способ включает стадии a)-c).

Изобретение относится к способу получения (S)-(+)-3-аминометил-5-метилгексановой кислоты (прегабалина) формулы (I). Способ включает стадии (a)-(g).

Изобретение относится к способу получения (S)-прегабалина формулы I, используемого в терапии ряда нейропатических заболеваний. Способ заключается в энантиоселективном присоединении диэтилмалоната к 4-метил-1-нитропентену-1 с последующим восстановлением и кислотным гидролизом продукта присоединения в соответствии с приведенной схемой.
Изобретение относится к области фармацевтической и пищевой промышленности, конкретно к способу получения гамма-глицина, который имеет широкое применение в качестве биологически активной добавки.
Изобретение относится к способу получения хелатообразующего агента согласно общей формуле (I) который содержит по меньшей мере одно соединение общих формул (IIIa)-(IIIb) где R1 выбирают из С1-С4-алкила, X1 представляет собой (MxH1-x), причем М выбирают из щелочного металла, х находится в интервале от 0,6 до 1.

Изобретение относится к органической химии и заключается в усовершенствованном способе получения глицината кобальта дигидрата, в котором в качестве реагентов используют карбонат кобальта, который порционно добавляется к водному раствору глицина в соотношении 1:3:2,5 в молях при постоянном поддержании температуры 60-65°С. Данный способ позволяет получить глицинат кобальта высокой степени чистоты при минимальном использовании реагентов реакции, а также исключить образование побочных примесей. 4 табл., 5 пр., 1 ил.

Наверх