СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНОГО ОДНОФАЗНОГО ГИДРОКСИЛАПАТИТА Российский патент 2001 года по МПК C01B25/32 

Описание патента на изобретение RU2165389C1

Изобретение относится к области получения чистых солей фосфата кальция и может быть использовано при производстве композиционных материалов, биокерамики, сорбентов и катализаторов.

Известен способ получения гидроксилапатита - Ca10(PO4)6(ОН)2 - при взаимодействии соединений кальция и фосфора в среде, содержащей органический растворитель и воду (пат. 4481175 США, 1984). Соль гидроортофосфата кальция, гидроксид кальция, воду и н-пентанол перемешивают в течение 2 часов при температуре < 35oC. Органический растворитель и воду восполняют по мере их улетучивания. По окончании гидратации нагревание прекращают. Затем смесь охлаждают, отфильтровывают и высушивают. По данным рентгенофазового анализа белый порошок представляет собой гидроксилапатит. Получаемый продукт может содержать примеси исходных гидроортофосфата и/или гидроксида кальция, что снижает его качество.

Известен способ получения гидроксилапатита смешением растворов солей кальция и фосфатов в присутствии органического растворителя с последующим распылением суспензии в пламя газовой горелки (патент США 4836994, 1990). Дигидроортофосфат аммония растворяют в воде и смешивают с раствором нитрата кальция, полученного растворением соли нитрата кальция в воде. К образовавшемуся раствору приливают этанол и энергично перемешивают полученную смесь, которую затем распыляют в пламени газовой горелки, образовавшийся порошок улавливают в циклонах. Согласно данным РФ анализа полученное вещество отвечает структуре гидроксилапатита. Недостатком известного способа является сложность процесса получения, в частности аппаратурное оформление.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения гидроксилапатита, который включает синтез фосфата кальция из водной суспензии карбоната или гидроксида кальция и раствора фосфорной кислоты при их мольном соотношении 0,4 - 0,7 : 1 и температуре 20 - 50oC с последующим введением раствора гидроксида калия или натрия до pH среды 10 - 12, отделение продукта, его промывку и сушку при температуре не более 60oC (патент РФ 2147290, опубл. 10.04.2000). Согласно изобретению получают тонкодисперсный гидроксилапатит с размером частиц 1 - 5 мкм. Недостатком известного способа является укрупнение частиц за счет их агломерации в водном растворе, что приводит к ухудшению сорбционных, каталитических и других свойств гидроксилапатита.

Техническим результатом заявляемого изобретения является тонкодисперсный однофазный гидроксилапатит с размером частиц менее 1 мкм, пригодный для биомедицинских, сорбционных и каталитических процессов.

Техническая задача решается за счет того, что способ получения гидроксилапатита включает синтез фосфата кальция, смешение его раствора со щелочью до pH среды 10 - 12, отделение, промывку и сушку осадка продукта при температуре, не превышающей 60oC, при этом синтезированный раствор фосфата кальция предварительно обрабатывают спиртом при объемном соотношении раствор фосфата кальция - спирт 1:0,001 - 1, а смешение ведут с водно-спиртовым раствором щелочи, имеющим объемное соотношение водный раствор щелочи - спирт 1:0,001 - 1.

Для получения монофазного гидроксилапатита в качестве источника ионов кальция может быть использован тонкодисперсный порошок карбоната кальция - мел, известняк с содержанием CaCO3 не менее 98 - 99% или тонкодисперсный порошок гидроксида кальция с содержанием основного вещества не менее 98 - 99%. Источником фосфора является водный раствор фосфорной кислоты.

Проведение в предлагаемом техническом решении процесса получения гидроксилапатита в присутствии спирта позволяет получать тонкодисперсный продукт с размером частиц менее 1 мкм. Выход гидроксилапатита при этом составляет 100%.

Пределы соотношений водный раствор - спирт позволяют варьировать гранулометрический состав конечного продукта от рентгеноаморфного до мелкокристаллического. При объемном соотношении водный раствор реагента - спирт, равном 1: 0,001, растворы по своим физико-химическим свойствам близки к водным растворам, однако и введение минимального количества спирта в реакционную среду предотвращает агломерацию частиц, что позволяет получать тонкодисперсный гидроксилапатит с размером частиц 0,5 - 1 мкм.

Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом.

Суспензию карбоната или гидроксида кальция и водный раствор фосфорной кислоты сливают в емкость, снабженную мешалкой, и перемешивают при температуре 20 - 50oC. В результате реакции образуется раствор дигидроортофосфата кальция, который затем обрабатывают спиртом. Для получения гидроксилапатита в реакционную среду дополнительно вводят водно-спиртовой раствор щелочи, обеспечивая pH 10-12. В результате из реакционной смеси осаждаются кристаллы гидроксилапатита, которые отфильтровывают, осадок промывают дистиллированной водой, а затем сушат при температуре не более 50 - 60oC.

Пример 1. 250 мл дистиллированной воды помещают в емкость объемом 1000 мл, снабженную мешалкой, и термостатируют до температуры 20oC, затем туда добавляют 25 г карбоната кальция. В суспензию медленно вводят 100 мл 50%-ного (масс. ) раствора фосфорной кислоты (мольное соотношение 0,7:1) и выдерживают полученный раствор в течение 15 минут до полного растворения карбоната кальция с образованием раствора дигидроортофосфата кальция. Затем в ту же емкость при перемешивании вводят 0,5 мл спирта (объемное соотношение раствор фосфата кальция: спирт 1:0,001) и 160 мл водно-спиртового раствора гидроксида калия (объемное соотношение 40%-ного (масс.) раствор щелочи - спирт 1: 1), устанавливая значение pH реакционной среды 12. Полученную суспензию выдерживают в течение 30 мин и отфильтровывают. Свежеосажденные кристаллы А гидроксилапатита промывают дистиллированной водой и высушивают. Получен однофазный гидроксилапатит с содержанием основного вещества 100% и размером частиц 0,5 - 1 мкм.

Пример 2. 250 мл дистиллированной воды помещают в емкость объемом 1000 мл, снабженную мешалкой, и термостатируют до температуры 20oC, затем туда добавляют 25 г карбоната кальция. В суспензию медленно вводят 100 мл 50%-ного (масс. ) раствора фосфорной кислоты (мольное соотношение 0,7:1) и выдерживают полученный раствор в течение 15 минут до полного растворения карбоната кальция с образованием раствора дигидроортофосфата кальция. Затем в ту же емкость при перемешивании дополнительно вводят 350 мл спирта (объемное соотношение раствор фосфата кальция - спирт 1:1) и 82 мл водно-спиртового раствора гидроксида калия (объемное соотношение 40%-ного (масс.) раствор щелочи - спирт 1:0,001), устанавливая значение pH реакционной среды 12. Полученную суспензию выдерживают в течение 30 мин и отфильтровывают. Свежеосажденные кристаллы гидроксилапатита промывают дистиллированной водой и высушивают. Получен однофазный гидроксилапатит с содержанием основного вещества 100% и размером частиц 0,5 - 1 мкм.

Пример 3. 250 мл дистиллированной воды помещают в емкость объемом 1000 мл, снабженную мешалкой, и термостатируют до температуры 20oC, затем туда добавляют 25 г карбоната кальция. В суспензию медленно вводят 100 мл. 50%-ного (масс.) раствора фосфорной кислоты (мольное соотношение 0,7:1) и выдерживают полученный раствор в течение 15 минут до полного растворения карбоната кальция с образованием раствора дигидроортофосфата кальция. Затем в ту же емкость при перемешивании вводят 350 мл спирта (объемное соотношение раствор фосфата кальция:этанол 1:1) 160 мл водно-спиртового раствора гидроксида калия (объемное соотношение 40%-ного (масс.) раствор щелочи - спирт 1:1), устанавливая значение pH реакционной среды 12. Полученную суспензию выдерживают в течение 30 мин и отфильтровывают. Свежеосажденные кристаллы гидроксилапатита промывают дистиллированной водой и высушивают. Получен однофазный гидроксилапатит с содержанием основного вещества 100% и размером частиц 0,3 - 0,7 мкм.

Таким образом, при использовании в качестве реакционной смеси водно-спиртовых растворов фосфата кальция и щелочи удается получить тонкодисперсные порошки гидроксилапатита с размером частиц до 1 мкм.

Похожие патенты RU2165389C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНОГО ОДНОФАЗНОГО ГИДРОКСИЛАПАТИТА 1999
  • Лонгинова Н.М.
  • Липочкин С.В.
  • Козырева Н.А.
  • Михайличенко А.И.
RU2147290C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОГИДРОКСИАПАТИТА 2015
  • Буланов Евгений Николаевич
  • Князев Александр Владимирович
  • Корокин Виталий Жанович
  • Блохина Алёна Геннадьевна
RU2614772C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОГО ГИДРОКСИЛАПАТИТА 2007
  • Иванов Максим Борисович
  • Волковняк Наталья Николаевна
  • Колобов Юрий Романович
  • Бузов Андрей Анатольевич
  • Чуев Владимир Петрович
RU2342938C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОГРАНУЛ НА ОСНОВЕ ГИДРОКСИЛАПАТИТА КАЛЬЦИЯ 2002
  • Крылова Е.А.
  • Крылов С.Е.
  • Иванов А.А.
RU2235061C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИЛАПАТИТА КАЛЬЦИЯ 1992
  • Заплешко Н.Н.
  • Голота А.Ф.
  • Гречишников В.И.
  • Голота А.А.
  • Заплешко Р.И.
RU2100274C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ГИДРОКСИЛАПАТИТА 2014
  • Волковняк Наталья Николаевна
  • Храмов Георгий Викторович
  • Иванов Максим Борисович
  • Гребцова Елена Александровна
RU2605296C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИЛАПАТИТА 1993
RU2088521C1
Способ получения мелкодисперсной суспензии гидроксилапатита 2021
  • Хуснутдинов Вячеслав Рамильевич
  • Булина Наталья Васильевна
  • Ляхов Николай Захарович
RU2780217C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОГО ТРИКАЛЬЦИЙФОСФАТА 2011
  • Беляева Ольга Дмитриевна
  • Безуглая Татьяна Олеговна
  • Беркович Ольга Александровна
  • Дыкман Наталия Аркадиевна
  • Заславский Денис Владимирович
  • Иванов Андрей Михайлович
  • Николайчук Екатерина Ивановна
  • Дыкман Аркадий Самуилович
  • Федорцова Елена Владимировна
RU2478570C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ГИДРОКСИАПАТИТА КАЛЬЦИЯ 2007
  • Сафронова Татьяна Викторовна
  • Путляев Валерий Иванович
  • Корнейчук Светлана Александровна
  • Третьяков Юрий Дмитриевич
RU2362731C2

Реферат патента 2001 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНОГО ОДНОФАЗНОГО ГИДРОКСИЛАПАТИТА

Изобретение относится к получению чистых солей фосфата кальция и может быть использовано при производстве композиционных материалов, биокерамики, сорбентов и катализаторов. Сущность изобретения заключается в способе получения тонкодисперсного однофазного гидроксилапатита, включающего синтез фосфата кальция, смешение его раствора со щелочью до рН 10-12, отделение, промывку и сушку осадка продукта при температуре не более 60°С, при этом синтезированный раствор фосфата кальция предварительно обрабатывают спиртом при объемном соотношении раствор фосфата кальция - спирт, равном 1 : 0,001 - 1, а смешение ведут с водно-спиртовым раствором щелочи, имеющим объемное соотношение водный раствор щелочи - спирт 1 : 0,001 - 1. Согласно изобретению получают мелкокристаллический гидроксилапатит, пригодный для биомедицинских, сорбционных и каталитических процессов.

Формула изобретения RU 2 165 389 C1

Способ получения тонкодисперсного однофазного гидроксилапатита, включающий синтез фосфата кальция, смешение его раствора со щелочью до рН 10 - 12, отделение, промывку и сушку осадка продукта при температуре не более 60oС, отличающийся тем, что синтезированный раствор фосфата кальция предварительно обрабатывают спиртом при объемном соотношении раствор фосфата кальция - спирт, равном 1 : 0,001 - 1, а смешение ведут с водно-спиртовым раствором щелочи, имеющим объемное соотношение водный раствор щелочи - спирт 1 : 0,001 - 1.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2165389C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНОГО ОДНОФАЗНОГО ГИДРОКСИЛАПАТИТА 1999
  • Лонгинова Н.М.
  • Липочкин С.В.
  • Козырева Н.А.
  • Михайличенко А.И.
RU2147290C1
Способ размножения копий рисунков, текста и т.п. 1921
  • Левенц М.А.
SU89A1
СБОРНЫЙ СЕКЦИОННЫЙ ШКАФ ДЛЯ БЫТОВЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЬГХ ПОМЕЩЕНИЙ 0
SU217614A1
DE 3347476 A1, 05.07.1984
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО ГИДРОКСИАПАТИТА ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ 1999
  • Белякова Е.Г.
RU2149827C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИАПАТИТА 1993
  • Комаров Владимир Федорович
  • Мелихов Игорь Витальевич
  • Рудин Всеволод Николаевич
  • Орлов Андрей Юрьевич
  • Минаев Владимир Васильевич
  • Зуев Владислав Петрович
  • Божевольнов Виктор Евгеньевич
RU2077475C1
Способ получения гидроксилапатита 1990
  • Дмитревский Борис Андреевич
  • Ярош Елена Борисовна
  • Теплов Юрий Алексеевич
  • Долгов Виктор Васильевич
  • Максименко Николай Филиппович
  • Савельев Валерий Николаевич
  • Якушева Раиса Ивановна
  • Галиев Рахимян Сафуанович
  • Волковский Александр Федорович
  • Захарова Наталья Николаевна
SU1818298A1
Способ получения гидроксилапатита кальция 1989
  • Тананаев Иван Владимирович
  • Орловский Владимир Петрович
  • Родичева Галина Васильевна
  • Ежова Жанна Алексеевна
  • Суханова Галина Евгеньевна
  • Коваль Елена Михайловна
  • Романова Наталья Михайловна
  • Малорян Евгений Яковлевич
  • Прокушев Владимир Юрьевич
  • Надысев Юрий Федорович
SU1730034A1

RU 2 165 389 C1

Авторы

Лонгинова Н.М.

Козырева Н.А.

Гаврилов Ю.В.

Колосов В.А.

Липочкин С.В.

Даты

2001-04-20Публикация

2000-06-28Подача