close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5619

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5619
(13) C1
(19)
7
(51) C 07C 229/24, 51/41,
(12)
A 61K 31/195
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ЗАКИСНОГО
ДИАСПАРАГИНАТА
(21) Номер заявки: a 19981115
(22) 1998.12.09
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт физикоорганической химии Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Солдатов Владимир Сергеевич; Куваева Зоя Ивановна; Лопатик
Дина Владимировна; Прокопович Тамара Михайловна; Маркович Марина
Михайловна; Пленина Людмила Васильевна; Хлюстов Станислав Валентинович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт физико-органической химии Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(57)
Способ получения железа закисного диаспарагината взаимодействием DL-аспарагиновой кислоты с соединением железа закисного в водной дисперсии при нагревании с
последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что взаимодействие
осуществляют в атмосфере азота, в качестве соединения железа закисного используют
свежеосажденную железа закисного гидроокись, полученную при действии аммония двууглекислого на неорганическую соль железа закисного в водном растворе в атмосфере углекислого газа, а целевой продукт выделяют кристаллизацией из водного раствора c концентрацией 45-55 мас. % с последующим фильтрованием и сушкой.
BY 5619 C1
(56)
CZ 211685, 1983.
JP 09202754 A, 1997.
Химия, 1975. - Т.6. - Ч.2. - С. 12, 9078 П.
Изобретение относится к химии аминокислот и их производных, а именно к технологии получения солей аминокислот и железа закисного, предназначенных для использования в качестве противоанемических средств при лечении и профилактике железодефицитной анемии, а также в качестве стимуляторов обменных процессов.
Железо является необходимым металлом для жизнедеятельности организма. Оно входит в состав гемоглобина, миоглобина и различных ферментов, обратимо связывает кислород и участвует в окислительно-восстановительных процессах. Недостаток железа в
организме снижает образование гемоглобина и приводит к развитию железодефицитной
анемии. Железодефицитное состояние сопровождается нарушением физического развития
у детей, дистрофией, общей слабостью, снижением работоспособности, обмороками, явлениями анемической гипоксии, тахикардии и другими патологическими явлениями [1].
BY 5619 C1
Для профилактики и лечения железодефицитной анемии применяют лекарственные
препараты на основе двух- и трехвалентного железа. Их всасывание из желудочно-кишечного тракта происходит в ионизированной форме, при этом лучше всасываются и усваиваются препараты закисного железа на основе его солей с органическими кислотами
[1].
Представляет интерес использование аминокислот для получения солей железа закисного для использования их в качестве лекарственных средств противоанемического действия. Аминокислоты нетоксичны, являются активными участниками метаболических
процессов и процессов дезаминирования, легко проникают через клеточные мембраны,
участвуют в биосинтезе белка и многих сложных биологических соединений.
Заслуживает внимания применение для этих целей аспарагиновой кислоты. Она оказывает благотворное влияние на организм, способствует повышению потребления кислорода, что особенно ценно, так как железодефицитная анемия приводит к хроническому
кислородному голоданию тканей. В медицинской практике нашел применение противоанемический препарат "Спартоцин" (ФРГ), содержащий в качестве активного компонента
железа аспарагинат.
Известен способ получения железа закисного моно- и диаспарагината при взаимодействии аспарагиновой кислоты в водном растворе с порошкообразным железом [2]. Процесс осуществляют нагреванием реакционной смеси в атмосфере азота или углекислого
газа. Указанный способ не является технологичным, так как порошкообразное железо быстро окисляется и его необходимо восстанавливать.
Известен электрохимический способ получения железа аспарагината при электролизе
водного раствора аспарагиновой кислоты с использованием в качестве анода металлического железа [3]. Процесс требует применения специальной аппаратуры.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому
способу является способ получения железа аспарагината взаимодействием железосодержащих соединений (солей железа) с L-аспарагиновой кислотой или ее солями в водной
дисперсии в присутствии 0,1-7,5 мас. % антиоксиданта - аскорбиновой кислоты или ее солей при температуре 50-95 °С и рН 6-10. Образующийся железа аспарагинат выделяют из
водного раствора осаждением этанолом (лучше абсолютированным) или распылительной
сушкой в вакууме [4, прототип]. Получаемый при этом продукт содержит в качестве примесей ионы исходных соединений железа и требует дополнительной очистки. Недостатком этого способа является также необходимость использования большого количества
этанола для осаждения железа аспарагината. Этот способ является небезопасным, так как
этиловый спирт является пожароопасной жидкостью. Распылительная сушка в вакууме
является энергоемким процессом, что существенно сказывается на себестоимости продукта. Кроме того, в указанном способе необходимо применять антиоксидант для снижения
окисления железа из двухвалентного в трехвалентное.
Задача настоящего изобретения - повысить качество железа закисного аспарагината,
упростить способ его получения и предотвратить его окисление в процессе синтеза.
Поставленная цель решается тем, что железа закисного диаспарагинат получают взаимодействием DL-аспарагиновой кислоты с соединением железа закисного в водной дисперсии при нагревании с последующим выделением целевого продукта, при этом взаимодействие осуществляют в атмосфере азота, в качестве соединения железа закисного
используют свежеосажденную железа закисного гидроокись, полученную при действии
аммония двууглекислого на неорганическую соль железа закисного в водном растворе в
атмосфере углекислого газа, а целевой продукт выделяют кристаллизацией из водного
раствора с концентрацией 45-55 мас. % с последующим фильтрованием и сушкой.
Химическая схема получения железа закисного диаспарагината:
FeSO4 + 2NH4HCO3→Fe(OH)2 + (NH4)2SO4 + 2CO2
Fe(OH)2 + 2HOOCCH2CH(NH2)COOH→Fe[OOCCH2CH(NH2)COOH]2 + 2H2O
2
BY 5619 C1
Получаемый при кристаллизации из воды железа закисного диаспарагинат содержит
четыре молекулы кристаллизационной воды. Его брутто-формула C4H12N2O8Fe·4 H2O, молекулярная масса 392,10. Элементный состав:
Вычислено, %: С 24,44; Н 5,10; N 7,04; Fe 14,25.
Найдено, %: С 24,04; Н 5,58; N 7,16; Fe 14,37.
Железа закисного диаспарагинат тетрагидрат - кристаллическое вещество белого цвета с зеленоватым оттенком, растворим в воде при нагревании, нерастворим в органических растворителях.
Реакцию взаимодействия железа закисного гидроокиси с DL-аспарагиновой кислотой
осуществляют в водной дисперсии при использовании рассчитанного количества воды,
необходимого для получения раствора целевого продукта с концентрацией 45-55 мас. %.
При охлаждении полученного раствора до 10 °С образуется кристаллический осадок целевого продукта, который отфильтровывают, промывают водой и спиртом и сушат на воздухе при 60-70 °С. Выход достигает 85 %. Продукт не требует дополнительной очистки.
Использование в качестве исходного соединения железа закисного гидроокиси позволяет избежать загрязнения продукта анионами, которые находятся в растворе в случае использования для реакции солей железа типа хлорида, сульфата, оксалата и т.п. Кроме того,
применение свежеосажденной железа (II) гидроокиси, полученной в среде углекислого
газа, ингибирует процесс окисления железа в трехвалентное и поэтому процесс получения
железа закисного диаспарагината проводят в атмосфере азота в отсутствии антиоксиданта.
Выделение железа закисного диаспарагината из водного раствора обычной кристаллизацией является более простым и дешевым процессом по сравнению с выделением его осаждением спиртом или распылительной сушкой в вакуумных камерах.
Предлагаемый способ получения железа закисного диаспарагината иллюстрируется
следующими примерами.
Пример 1.
В реакционный сосуд объемом 600 мл, представляющий собой ячейку для микрофильтрации с фильтрующей мембраной, снабженный магнитной мешалкой и герметически закрывающейся крышкой с загрузочным отверстием и вводом газа, загружают 300 мл
воды, добавляют 166,8 г (0,6 моль) железа (II) сульфата гептагидрата и перемешивают при
20 °С до полного растворения. В полученный раствор, имеющий значение рН 2,7, вводят
при перемешивании в течение 15-20 мин 93,6 г (1,18 моль) аммония двууглекислого, при
этом наблюдается интенсивное выделение углекислого газа. Закрывают загрузочное отверстие и выдерживают реакционную смесь при перемешивании в течение 0,5 ч под давлением углекислого газа. Получают суспензию с рН жидкой фракции 6,8-7,0. Осадок железа гидроокиси отфильтровывают через мембрану, расположенную в днище сосуда, под
давлением азота. Полученный осадок промывают водой до полного отсутствия в промывной воде ионов сульфата.
Отдельно готовят суспензию 142,5 г (1,07 моль) DL-аспарагиновой кислоты смешиванием с 240 мл воды, нагретой до 80-85 °С. Подготовленную суспензию смешивают с полученной железа закисного гидроокисью, смесь выдерживают, перемешивая при температуре 75 °С в атмосфере азота в течение 0,5 ч до образования гомогенного раствора,
который фильтруют в горячем виде. Раствор охлаждают при перемешивании до 10 °С.
Выпавший осадок отфильтровывают, промывают на фильтре дистиллированной водой до
появления неокрашенных промывных вод, а затем спиртом. Кристаллы сушат в сушильном шкафу при 60-70 °С. Получают железа закисного диаспарагинат в виде кристаллического порошка, не требующий дополнительной очистки. Содержание в продукте двухвалентного и трехвалентного железа, а также выход приведены в таблице.
3
BY 5619 C1
Примеры 2-4.
Синтез осуществляют аналогично описанному в примере 1 с тем отличием, что для
приготовления суспензии DL-аспарагиновой кислоты используют разное количество дистиллированной воды. Выход целевого продукта и содержание в нем железа приведены в
таблице.
Пример 5.
В реактор емкостью 6 л, снабженный мешалкой, манометром, загрузочным отверстием, штуцером для ввода инертного газа и фильтрующей системой, расположенной в днище реактора, загружают 3,5 л дистиллированной воды 722,8 г (2,6 моль) железа (II) сернокислого гептагидрата и 420,8 г (5,2моль) аммония двууглекислого, при этом 1/3 от массы
бикарбоната аммония загружают перед добавлением соли железа, а оставшихся 2/3 массы
вводят постепенно при перемешивании в течение 1 ч при 20 °С. Реактор закрывают и выдерживают реакционную массу при перемешивании в течение 1 ч под давлением выделяющегося углекислого газа. Получают суспензию с рН жидкой фракции 6,5-7,5. Образовавшуюся железа закисного гидроокись отфильтровывают, промывают водой до
отсутствия ионов сульфата в промывных водах. К промытому и отжатому осадку, находящемуся в реакторе, добавляют 1200 мл воды, нагревают при перемешивании до 8085 °С и постепенно вводят в течение 1 ч 680 г (5,1 моль) DL-аспарагиновой кислоты, выдерживают 1 ч при 75 °С, повышают температуру до 95-97 °С и фильтруют гомогенный
раствор в кристаллизатор. Раствор охлаждают при перемешивании до 10 °С и оставляют
для кристаллизации. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, промывают на фильтре водой, а затем спиртом и сушат в сушильном шкафу при 65-70 °С. Выход целевого продукта
и данные содержания в нем железа приведены в таблице.
В таблице приведены также данные по синтезу железа закисного диаспарагинат, взятые из примера 5 прототипа [4], согласно которому продукт был получен из железа карбоната и выделен путем распылительной сушки. В указанном прототипе отсутствуют
данные о составе продукта и степени его чистоты.
В ходе экспериментальной работы было установлено, что наиболее оптимальным является выделение железа закисного диаспарагината из водного раствора с концентрацией
45-55 мас. %. Получение растворов с более высокой концентрацией приводит к кристаллизации продукта на фильтре даже при фильтровании горячих растворов. Кристаллизация
из очень концентрированных растворов протекает очень быстро с образованием плотных
осадков, которые перед промыванием необходимо измельчать. Снижение концентрации
водных растворов приводит к потере продукта, остающегося в маточнике, и увеличению
продолжительности времени кристаллизации.
Выход и данные анализа железа закисного диаспарагината
Концентрация
№
водного раствора
примера железа диаспарагината, %
1
46,5
2
48,0
3
51,0
4
55,0
5
45,5
прототип
20,0
Содержание железа в целевом
продукте, %
Выход,
%
78,6
84,4
84,3
80,0
80,2
79,0
Fe (II)
Fe (III)
Feобщее
14,09
14,13
14,21
14,02
14,03
-
0,07
0,08
0,11
0,24
0,08
-
14,16
14,24
14,32
14,26
14,11
-
Степень
чистоты
продукта
%
98,9
99,1
99,6
98,1
98,4
-
Таким образом, предлагаемый способ получения железа закисного диаспарагината
имеет следующие преимущества перед известным способом:
4
BY 5619 C1
1. Полученный железа закисного диаспарагинат не требует дополнительной очистки
от посторонних ионов, так как при его синтезе используют железа закисного гидроокись.
2. Упрощение и удешевление процесса его выделения из водного раствора путем кристаллизации, а не применения осаждения или распылительной сушки в вакууме.
3. Отсутствие необходимости использования в процессе синтеза антиоксиданта, например аскорбиновой кислоты и ее солей.
4. Предлагаемый способ является экологически чистым и безопасным, так как не требуется применения легко воспламеняющихся растворителей.
5. Получение железа закисного диаспарагината по предлагаемому способу является
энергосберегающим процессом, так как отсутствует необходимость выделения продукта
распылительной сушкой в вакууме.
Источники информации:
1. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Изд. 13. Т. 2. - Харьков: Торгсин. 1998. С. 156-161.
2. Заявка Великобритании 910321, МПК С 07С, 1962.
3. Патент Японии 9139, НКИ 16В65, 1965.
4. А.с. ЧССР 211685, МПК3 А 61К 31/00; С 07С 101/22, 1983.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
149 Кб
Теги
by5619, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа