Способ получения аланината меди (II) в присутствии цинка Российский патент 2017 года по МПК C07F1/08 C01G3/00 

Изобретение относится к области химии, в частности к способу прямого синтеза координационных соединений из металла в компактном состоянии и комплексообразователя в присутствии растворителя и применяемому для получения металлокомплексных соединений, защиты металлов от коррозии, селективного выделения и утилизации цветных, в том числе драгоценных, металлов из шламов, отработанных катализаторов и других отходов производства.

Известен способ получения аланината меди(II) при взаимодействии метанольных растворов аланина и гидроксокарбоната меди(II) (см. кн. Новаковский М.С. Лабораторные работы по химии комплексных соединений. - Харьков: Из-во Харьковского ун-та. - 1972, стр. 80). Однако метанол негативно влияет на здоровье человека, а перед использованием аланината меди(II) в качестве биологически активного вещества необходимо использовать водный раствор, что затрудняет выделение и очистку координационного соединения.

Самым близким по технической сути является способ прямого синтеза аланината меди(II), включающий взаимодействие порошка металлической меди с аланином в воде или диметилформамиде при температуре кипения реакционной смеси в течение 1 часа или при выдерживании указанных реакционных смесей при комнатной температуре в течение 20-30 суток (см. ст. Огородникова Н.П., Старкова Н.Н., Рябухин Ю.И. Прямой метод синтеза комплексов меди(II) с аминокислотами в неводных растворителях. Известия вузов. Химия и химическая технология, 2009. - Т. 52. - Вып. 12. - С. 45-47). При этом выходы комплекса составляют 65-70%, в окисленное состояние переходит 70-72% меди, т.е. предложенный метод является не достаточно эффективным.

Техническая задача - создание способа получения аланината меди(II) путем добавления в реакционную систему дополнительного компонента – восстановителя, с целью повышения эффективности окисления меди и, следовательно, выхода аланината меди(II).

Технический результат - повышение выхода аланината меди(II). Он достигается тем, что в способе, включающем нагревание тонкоизмельчеиного порошка аланина и порошкообразной меди в диметилформамиде при постоянном перемешивании реакционной смеси, декантировании осадка, растворении его, фильтровании раствора, частичном его упаривании, осаждении после охлаждения этиловым спиртом аланината меди(II), фильтровании смеси, промывании комплекса петролейным эфиром, высушивании, в реакционную смесь перед нагреванием добавляют восстановитель, в качестве которого используют порошкообразный цинк, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

аланин 2,84-4,18 медь 1,02-1,50 диметилформамид 95,63-93,94 цинк 0,51-0,38

Способ осуществляют следующим образом. В круглодонную колбу с обратным воздушным холодильником помещают тонкоизмельченный порошок аланина и порошкообразную медь, добавляют диметилформамид в качестве растворителя. Способ отличается тем, что в систему дополнительно вводят порошкообразный цинк в качестве восстановителя. Суспензию нагревают до температуры кипения и выдерживают в течение 2 часов при постоянном перемешивании реакционной смеси. Сине-фиолетовый осадок, образующийся при кипячении смеси, отделяют от горячего раствора декантированием. Затем осадок растворяют в минимальном количестве воды и смесь фильтруют. Водный раствор частично упаривают и после охлаждения, добавляя этиловый спирт, осаждают продукты реакции, которые отфильтровывают. Полученный аланинат меди(II) очищают или перекристаллизацией в минимальном количестве воды, частично упаривая растворы при нагревании до 50°С, или переосаждением из минимального количества воды этиловым спиртом. Затем комплекс отфильтровывают, промывают 3 раза петролейным эфиром, выдерживают в сушильном шкафу при температуре 105°С в течение часа и в эксикаторе с безводным Na₂SO₄ в течение суток. Способ осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас. %:

аланин 2,84-4,18 медь 1,02-1,50 диметилформамид 95,63-93,94 цинк 0,51-0,38

Выход комплекса составляет 90%, в окисленное состояние переходит 75-80% меди. Таким образом, цинк способствует окислению меди, но не образует прочное координационное соединение с аланином и не оказывает конкурирующего действия меди. При этом происходит повышение выхода аланината меди(II).

Таким образом, добавление порошкообразного цинка приводит к более эффективному взаимодействию меди с аланином, процесс протекает одностадийно и позволяет получить аланинат меди(II) с более высоким выходом.

Пример 1 осуществления способа. В круглодонную колбу с обратным воздушным холодильником помещают тонкоизмельченный порошок аланина и порошкообразную медь, добавляют воду и двукратный избыток порошкообразного цинка, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

аланин 4,07-4,13 медь 1,46-1,49 диметилформамид 91,49-92,87 цинк 2,98-1,51

Суспензию при постоянном перемешивании нагревают до 90°С в течение 3 часов. Затем раствор отфильтровывают, частично упаривают при температуре 50°С и после охлаждения осаждают из раствора этиловым спиртом аланинат меди(II), который очищают переосаждением из минимального количества воды этиловым спиртом. Затем комплекс промывают 3 раза петролейным эфиром, выдерживают в сушильном шкафу при температуре 105°С в течение часа и в эксикаторе с безводным Na₂SO₄ в течение суток. При этом в окисленное состояние переходит 80% меди, выход аланината меди(II) составляет 90-91%.

Увеличение количества восстановителя - цинка - до двукратного избытка и времени взаимодействия компонентов смеси не приводит к значительному повышению выхода комплекса.

Таким образом, способ позволяет одностадийно с достаточно высоким выходом получать аланинат меди(II) из порошка меди и аланина без использования агрессивных сред и сильных окислителей.

Изобретение может быть применено при получении биологически активных и кормовых добавок. При этом устраняются проблемы усвоения микроэлементов организмами, так как медь вводится в фармакологически активной форме, снижающей токсичность этого металла.

Источники информации

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

2. Огородникова Н.П., Старкова Н.Н., Рябухин Ю.И. Прямой метод синтеза комплексов меди(II) с аминокислотами в неводных растворителях. Известия вузов. Химия и химическая технология, 2009. - Т. 52. - Вып. 12. - С. 45-47.

Изобретение может быть использовано при получении биологически активных и кормовых добавок. Способ получения аланината меди(II) включает нагревание тонкоизмельченного порошка аланина и порошкообразной меди в диметилформамиде при постоянном перемешивании реакционной смеси. В реакционную смесь перед нагреванием добавляют восстановитель, в качестве которого используют порошкообразный цинк, при следующем соотношении компонентов, мас. %: аланин 2,84-4,18; медь 1,02-1,50; диметилформамид 95,63-93,94; цинк 0,51-0,38. Осадок декантируют, растворяют, раствор фильтруют и частично упаривают. После охлаждения осаждают аланинат меди(II) этиловым спиртом. Смесь фильтруют, промывают комплекс петролейным эфиром и высушивают. Изобретение позволяет повысить выход аланината меди(II) до 91%. 1 пр.

Способ получения аланината меди(II) в присутствии цинка, включающий нагревание тонкоизмельченного порошка аланина и порошкообразной меди в диметилформамиде при постоянном перемешивании реакционной смеси, декантирование осадка, растворение его, фильтрование раствора, частичное его упаривание, осаждение после охлаждения этиловым спиртом аланината меди(II), фильтрование смеси, промывание комплекса петролейным эфиром, высушивание, отличающийся тем, что в реакционную смесь перед нагреванием добавляют восстановитель, в качестве которого используют порошкообразный цинк, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

аланин 2,84-4,18 медь 1,02-1,50 диметилформамид 95,63-93,94 цинк 0,51-0,38.