СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУКЦИНАТА КАЛЬЦИЯ Российский патент 2015 года по МПК C07C55/10 C07C51/285 B01J23/22 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения кальциевой соли янтарной кислоты - сукцината кальция, используемого в медицине, ветеринарии, в качестве заменителя пищевой соли, в виде пищевой добавки в сухие смеси, водку, безалкогольные напитки, а также в качестве стимулятора роста растений.

Известны способы получения сукцината кальция, основанные на взаимодействии янтарной кислоты с CaO либо с Ca(ОН)₂, образующимися в системе CaCl₂ - раствор NaOH [1-3]. Согласно способу, предложенному в патенте, меняется лишь методика получения реакционной смеси: раствор CaCl₂ добавляют в смесь янтарной кислоты и NaOH при их мольном соотношении 1:2 и 20-30°C в течение 2 ч. Затем смесь выдерживают 3 ч для окончания кристаллизации, осадок отделяют, промывают на фильтре и сушат при 100°C в течение 12 ч. Данные способы являются аналогами заявляемого нами способа получения сукцината кальция.

Недостатком указанных способов получения сукцината кальция является необходимость использования янтарной кислоты, различные способы получения которой длительны, в ряде случаев требуют использования повышенной температуры и катализаторов, затрудняющих выделение целевого продукта в чистом виде. Наиболее эффективным является способ получения янтарной кислоты окислением фурфурола пероксидом водорода с добавлением в реакционную смесь щелочи, отличающийся тем, что процесс до полного расхода фурфурола проводят при pH<4, а затем при pH 4-7 [4].

Наиболее близким к заявляемому способу получения сукцинатов, в том числе сукцината кальция, является способ, основанный на окислении 1,4-бутандиола или γ-гидроксимасляной кислоты пероксидом натрия (NA₂O₂) в присутствии палладия в растворах соответствующих гидроксидов щелочноземельных металлов [5].

Данный способ принят за прототип.

Недостатком данного способа является применение взрывоопасного, труднодоступного окислителя - пероксида натрия и дорогостоящего палладия. Это значительно ограничивает возможности использования способа-прототипа и не решает актуальную проблему создания более экономичного, более безопасного и простого в исполнении способа получения сукцинатов кальция.

Задачей заявляемого способа является использование промышленно доступных реагентов, в том числе более безопасного окислителя и доступного катализатора.

Техническими результатами заявляемого изобретения являются:

- упрощение и повышение экономичности процесса за счет использования выпускаемых промышленностью, более дешевых пероксида водорода и сульфата ванадия;

- повышение безопасности процесса за счет использования в качестве окислителя пероксида водорода вместо пероксида натрия.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в заявляемом способе получения сукцината кальция с использованием перекисного окислителя и катализатора в качестве реагентов используются выпускаемый промышленностью фурфурол, 30 %-ный водный раствор пероксида водорода (H₂O₂) и карбонат кальция (CaCO₃), а в качестве катализатора - сульфат ванадила VOSO₄. В указанной реакционной системе, по мере образования из фурфурола янтарной кислоты, она сразу реагирует с CaCO₃, и в качестве продукта реакции образуется сукцинат кальция в виде кислой соли (гидросукцината) с выходом 45 %.

Заявляемый способ получения сукцината кальция иллюстрируется следующим примером (приведены оптимальные условия).

В колбу с мешалкой и обратным холодильником, погруженную в термостат, вносят 8,3 мл (0,1 моль) фурфурола, 1,04 г (5·10^-3 моль) сульфата ванадила VOSO₄·3H₂O, 10 г (0,1 моль) карбоната кальция и 44,8 мл (0,42 моль) 30%-ного пероксида водорода. Процесс ведут при температуре 60±5°C и интенсивном перемешивании в течение 6 ч до полного превращения фурфурола и пероксидов. Затем отфильтровывают нерастворимые вещества, фильтрат упаривают на 50% и оставляют на холоду. Выпавшие кристаллы кислого сукцината кальция отделяют на фильтре, промывают спиртом, высушивают на воздухе. Выход кислой кальциевой соли янтарной кислоты в виде дигидрата (С₄Н₅О₄)₂Са·2H₂O составляет 13,95 г. Выход в пересчете на безводный сукцинат (C₄H₅O₄)₂Са составляет 12,33 г (0,045 моль) или 45% от теории по фурфуролу. Элементный состав: С - найдено 30,13%, вычислено 30,37%; Н - найдено 4,51%, вычислено 4,52%. Т_пл 190-200°С, что соответствует литературным данным [1].

Результаты, полученные в приведенном примере, подтверждают указанные выше преимущества заявляемого способа получения сукцината кальция по сравнению с прототипом и аналогами.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. А.С. Шумилин, И.В. Шахкельдян, Ю.М. Атрощенко, М.Б. Никишина, A.M. Ходоровская. Термическая устойчивость солей янтарной и фумаровой кислот // Современные проблемы науки и образования. - 2011. - №5.

2. Л.А. Сарафанова. Энциклопедия. Пищевые добавки. ЗАО «ГИОРД», 2004. - 809 с.

3. Патент РФ №2290395. Способ получения сукцината кальция / Забозлаев А.А., Оганесян Э.Т., Погорелов В.И., Верещагина В.В. - Опубл. 27.06.2007, Бюл. изобр. №18.

4. Патент РФ №2236398. Способ получения янтарной кислоты / Пономаренко Р.И., Бадовская Л.А., Латашко В.М. - Опубл. 20.09.2004, Бюл. изобр. №26.

5. Химическая энциклопедия, Т. 5. М.: Изд-во «Большая Российская Энциклопедия», 1997. - С. 1058.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения кальциевой соли янтарной кислоты - сукцината кальция, используемого в медицине, ветеринарии, в качестве заменителя пищевой соли, в виде пищевой добавки в сухие смеси, водку, безалкогольные напитки, а также в качестве стимулятора роста растений. Способ получения сукцината кальция осуществляют окислением органического вещества пероксидом в присутствии катализатора, в качестве органического вещества используют фурфурол, в качестве пероксида - пероксид водорода, процесс ведут в присутствии сульфата ванадила и карбоната кальция до полного расхода фурфурола и пероксидов, кристаллический кислый сукцинат кальция выделяют из предварительно профильтрованного оксидата при охлаждении. Задачей заявляемого способа является использование промышленно доступных реагентов, в том числе более безопасного окислителя и доступного катализатора. Техническими результатами заявляемого изобретения являются упрощение и повышение экономичности процесса за счет использования выпускаемых промышленностью, более дешевых пероксида водорода и сульфата ванадия, а также повышение безопасности процесса за счет использования в качестве окислителя пероксида водорода вместо пероксида натрия. В качестве продукта реакции образуется сукцинат кальция в виде кислой соли (гидросукцината) с выходом 45%. 1 пр.

Способ получения сукцината кальция окислением органического вещества пероксидом в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве органического вещества используют фурфурол, в качестве пероксида - пероксид водорода, процесс ведут в присутствии сульфата ванадила и карбоната кальция до полного расхода фурфурола и пероксидов, кристаллический кислый сукцинат кальция выделяют из предварительно профильтрованного оксидата при охлаждении.