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Verfahren zur Herstellung von kristallinem Calciumascorbinat
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Bei der Herstellung der Impfkristalle ist es zweckmässig, als mit Wasser mischbares, organisches Lösungsmittel Äthylalkohol oder Aceton zu verwenden, da diese Lösungsmittel Kristalle von praktisch schneeweisser Farbe ergeben ; Methylalkohol seinerseits liefert leicht crèmefarbene Kristalle. Auch diese letzteren Kristalle liefern jedoch bei der Impfung einer gesättigten wässerigen Lösung von Calciumascorbinat praktisch schneeweisse Kristalle.
Das erfindungsgemäss hergestellte Calciumascorbinatdihydrat besteht aus weissen Kristallen. Eine
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ständigkeit eignet sich das kristalline Calciumascorbinatdihydrat in Tablettenform für die perorale Therapie ausgezeichnet. Zur Vermeidung der Oxydation ist ein längeres Stehenlassen der Lösungen und deren Erwärmung über 300C nach Tunlichkeit zu vermeiden.
Beispiel l : Die Impfkristalle werden wie folgt hergestellt : eine Lösung von 60 g Ascorbinsäure in 140 cm heissem Wasser wird auf 300C abgekühlt und unter Umrühren langsam mit 16, 3 g Calciumcarbo- nat versetzt. Nach Beendigung der CO-Entwicklung wird die Mischung unter Absaugen filtriert, wobei das restliche CO, entweicht, das sonst bei der folgenden Zugabe von Aceton eine Fällung von Calciumcarbonat bewirken würde. Das klare Filtrat wird mittels einer Pipette unter Umrühren in 3000 cm. Aceton gegeben. Es bildet sich am Boden eine klebrige Masse und ausserdem scheidet sich eine erhebliche Menge eines flockigen Niederschlages ab.
Die klebrige Masse erhärtet beim Rühren mit einem Glasstab und wird beim Stehen über Nacht spröde und brüchig. Hierauf wird der Niederschlag zerkleinert und das Aceton abgegossen. Der Niederschlag wird zuerst mit zirka 300 cm, frischem Aceton und dann mit weiteren 100 cm Aceton gewaschen und filtriert, sodann im Mörser zerrieben, zwecks Entfernung des restlichen Acetons in 200 cm* Äther aufgenommen und unter Absaugung filtriert. Nach Verdampfung des Äthers wird der Rückstand im Exsiccator getrocknet. Man erhält ein reines, amorphes Calciumascorbinat, das im Gegensatz zu dem in der Literatur beschriebenen Calciumascorbinat mit 9, 9% Ca 9, 3% Ca enthält, während der errechnete Ca-Gehalt des wasserfreien Ca1ciumascorbinates 10, 25% beträgt.
Wird 1 g dieses Pulvers mit 0,5 cm3 Wasser vermischt, so bleibt nach Verdampfung des Wassers überraschenderweise eine harte Masse zurück, während nach den bisherigen langjährigen Erfahrungen Calciumascorbinat bei Zugabe von Wasser oder beim Stehen in feuchter Luft eine klebrige Masse bildet.
Bei der mikroskopischen Untersuchung erweist sich die harte Masse als ein Agglomerat aus zahlreichen Kristallen, die bei Calciumascorbinat bisher noch nicht beobachtet werden konnte. Nach den Analysenwerten enthalten die Kristalle zwei Moleküle Kristallwasser. Sie eignen sich als Impfkristalle bei der Gewinnung von kristallisiertem Ca1ciumascorbinat in nachstehender Arbeitsweise :
Eine Lösung von 60 g Ascorbinsäure in 140 cms heissem Wasser wird auf 25 - 300C abgekühlt, mit 16,3 g Calciumcarbonat versetzt und die Mischung unter Absaugen filtriert. Das Filtrat wird im Vakuum zu einem Sirup eingedickt und mit einer kleinen Menge der in der oben beschriebenen Weise erhaltenen Kristalle geimpft. Nach einigen Minuten verfestigt sich der Sirup zu einer festen Kristallmasse.
Nach zirka einer Stunde wird die Mutterlauge abgesaugt und der kristalline Filterkuchen abgepresst, um möglichst viel Mutterlauge zu entfernen. Dann werden die Kristalle mit 400 cms absolutem Äthylalkohol gewaschen, um alle Feuchtigkeit zu entfernen ; an Stelle von Äthylalkohol kann auch Isopropylalkohol verwendet werden. Nach dem Trocknen bleiben die Kristalle weiss, während das amorphe Calciumascorbinat bei Berührung mit der Luft stets blassgelb oder crémefarbig und ausserdem klebrig wird und deshalb schwierig zu handhaben ist. Die Ausbeute beträgt 49,5% der theoretisch erzielbaren Ausbeute. Grössere Ausbeuten werden erzielt, wenn man die Lösung zu einem dickeren Sirup eindampft. Die Kristalle bleiben auch nach mehrmonatiger Aufbewahrung an der feuchten Luft des Laboratoriums weiss und trocken.
Die Analyse dieser Kristalle ergibt im Durchschnitt folgende Werte :
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<tb>
<tb> gefunden <SEP> Berechnet <SEP> für <SEP> (C6H7O6)2 <SEP> Ca. <SEP> 2H2O
<tb> Calcium <SEP> 9, <SEP> 42% <SEP> 9, <SEP> 40%
<tb> Kohlenstoff <SEP> 33, <SEP> 48% <SEP> 33, <SEP> 81%
<tb> Wasserstoff <SEP> 4, <SEP> 24% <SEP> 4, <SEP> 25%
<tb> Spezifische <SEP> Drehung <SEP> [ < x] <SEP> = <SEP> +95, <SEP> 10 <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> (C <SEP> = <SEP> 2,4go)
<tb>
Die jodometrische Titration des so hergestellten Calciumascorbinates ergibt einen Ascorbinsäurege- halt von 82, 15go, während der theoretische Wert beim Dihydrat 82, 63% beträgt.
Beispiel 2: Eine Lösung von 60 g Ascorbinsäure in 140 cm heissem Wasser wird auf25 C abge- kühlt, mit 16,3 g Calciumcarbonat versetzt und zur Entfernung des Kohlendioxyds unter Absaugen filtriert. Dann werden unter Umrühren langsam 235 cms Äthylalkohol zugegeben, wobei die Lösung zunächst klar bleibt. Die Lösung wird mit Calciumascorbinatkristallen geimpft und gerührt. Nach zwei-
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stündigem Stehen bilden sich schöne, farblose prismatische Kristalle, die abfiltriert und dreimal mit 35 cri verdünntem Alkehol (170 cm3 abs. Alkohol auf 100 cm3 HO) dann zweimal mit 35 cm3 abs.
Alkohol gewaschen werden.
Die jodometrische Titration ergibt einen Ascorbinsäuregehalt von 81, 8%.
Das so erhaltene kristalline Calciumascorbinat ist praktisch unlöslich in Äthyl- und Methylalkohol.
Die kristallographischen und kristalloptischen Eigenschaften des Calciumascorbinatdihydrates wurden sowohl an trockenen Kristallen als auch an feuchten Kristallen, die unmittelbar zuvor aus der Mutterlauge abgetrennt worden waren, ermittelt. Die trockenen, gleichförmigen Kristalle zeigen ziemlich scharfe Kristallkanten, auch wenn sie einen Monat lang in Berührung mit der Luft gestanden hatten. Im allgemeinen handelte es sich um längliche, trikline Kristalle, deren optische Achsen schräg zu allen Kanten sowie zur Längsrichtung der Kristalle lagen. Die Kristallflächen schienen in auf gegenüberliegenden Seiten der Kristalle angeordneten Paaren aufzutreten.
Bei der Untersuchung der Kristalle aus der konzentrierten Lösung wurde festgestellt, dass die an den Seiten und am Boden des Gefässes sich bildenden Kristalle grösser waren als die der trockenen Probe. Ferner besassen sie keine gut ausgebildeten Kristallflächen. Optisch verhielten sie sich ebenso wie die aus der trockenen Probe, und man kann annehmen, dass sie gleichfalls dem triklinen Kristallsystem angehören. Auch an der Oberfläche der Flüssigkeit bildete sich eine dünne Kristallschicht, deren Untersuchung ergab, dass sie sich von den andern wesentlich unterscheiden. Sie waren deutlich länglich ; ihre Länge betrug das 5- bis 10fache ihrer Breite. Der Querschnitt dieser prismatischen Kristalle schien quadratisch zu sein, so dass man annehmen kann, dass es sich um tetragonale Kristalle handelt.
Die Endflächen waren in der Regel einfache Pinakoide, in einigen Fällen wurden aber auch unvollständig entwickelte Pyramiden festgestellt. Obwohl sich die Kristallform mit dem Trocknungsgrad zu verändern schien, lieferten alle diese Kristalle identische Röntgendiagramme.
Bei den meisten der triklinen Calciumascorbinatkristalle liegt die dem grössten Brechungsindex entsprechende Schwingungsrichtung quer zur Längsachse des Kristalls und die dem kleinsten Brechungsindex entsprechende Schwingungsrichtung annähernd parallel zur Längsachse. In einigen Fällen ist jedoch die dem Brechungsindex ss entsprechende Schwingungsrichtung zur Längsausdehnung des Kristalls annähernd parallel. Der grösste Abstand quer zur Längsachse entspricht nahezu der Schwingungsrichtung von y und der kürzeste Abstand ist annähernd parallel zur Schwingungsrichtung von cx. Es wurde versucht, die Brechungsindices mittels der Immersionsmethode zu bestimmen, was natürlich infolge dieser Orientierung der Schwingungsrichtungen Schwierigkeiten bietet.
Jedenfalls kann mit einiger Sicherheit gesagt werden, dass et zwischen 1, 530 und 1,535, wahrscheinlich näher bei 1,530, liegt. Sollten diese Zahlen nicht stimmen, so können sie jedenfalls nur zu hoch sein. r liegt sehr nahe bei 1, 680. ss wurde nicht direkt gemessen, dürfte aber ziemlich in der Mitte zwischen cx und y liegen. Die Doppelbrechungszahl hat somit den sehr hohen Wert von 0, 150, was durch die Interferenzfarben der untersuchten Kristalle bestätigt wurde.
Die Interferenzbilder der Kristalle ergeben eindeutig, dass es sich um optisch zweiachsige, u. zw. jedenfalls negative, Kristalle handelt. Die Achsenfiguren zeigten ferner, dass die Isogyren in der Diagonalstellung nur eine geringe Krümmung aufweisen. Somit beträgt der Achsenwinkel fast 900. Die Isogyren und Interferenzringe sind scharf, was auf eine geringe Dispersion schliessen lässt.
Im Falle der tetragonalen Kristalle liegt die dem grösseren Index entsprechende Schwingungsrichtung parallel zu der Längsachse der Prismen und scheint etwas grösser als 1,535 zu sein. Der kleinere Index liegt dicht bei 1, 530. Die Doppelbrechung liegt jedenfalls zwischen 0,005 und 0,010. Die Interferenzfarben stimmen mit diesen Werten überein, da sie für die meisten Kristalle einen tiefen Grauwert aufweisen. Es wurden keine befriedigend deutbaren optischen Figuren beobachtet. Nach diesen Untersuchungsergebnissen ist anzunehmen, dass es sich hier um optisch einachsige, negative Kristalle handelt.
Die Kristalle aus der trockenen Probe wiesen Längen von zirka 0,01 mm bis 0,05 mm und einen Durchmesser von zirka 0,005 bis 0,03 mm auf. Die triklinen Kristalle aus der übersättigten Lauge waren viel grösser ; die tetragonalen Kristalle waren ungefähr gleich gross wie die triklinen Kristalle aus der trockenen Probe.
Das Röntgendiagramm ergab folgendes Bild :
Das Salz ist deutlich kristallin. Das Diagramm wurde mit einer Kamera von 57,3 mm Radius aufgenommen, u. zw. bei nickelfiltrierter Kupferstrahlung (\ = 1, 54 A). Die Abstände der ersten 16 Linien in Angströmeinheiten waren wie folgt :
(zirka 101o).
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<tb>
<tb> d/n <SEP> 7,20 <SEP> 5,73 <SEP> 5,38 <SEP> 4,82 <SEP> 4,67 <SEP> 4,19 <SEP> 4,05 <SEP> 3, <SEP> 92 <SEP>
<tb> Intensität <SEP> ss. <SEP> schwm. <SEP> schw. <SEP> m. <SEP> schw. <SEP> s. <SEP> m. <SEP> schwm.
<tb> d/n <SEP> 3, <SEP> 72 <SEP> 3, <SEP> 49 <SEP> 3, <SEP> 27 <SEP> 3, <SEP> 16 <SEP> 2, <SEP> 99 <SEP> 2, <SEP> 95 <SEP> 2, <SEP> 79 <SEP> 2, <SEP> 71 <SEP>
<tb> Intensität <SEP> ms. <SEP> ms. <SEP> ms. <SEP> m. <SEP> schw. <SEP> schw. <SEP> s. <SEP> schw.
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(Erklärung : ss. = sehr stark, schwm. = schwach bis mittelstark, schw. = schwach, m. = mittelstark, s. = stark.) PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von kristallinem Calciumascorbinat, dadurch gekennzeichnet, dass Calciumascorbinat aus seiner wässerigen Lösung mittels eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels, wie Aceton, abgeschieden, der Niederschlag, gegebenenfalls nach dem Waschen mit Äther, getrocknet und der Auskristallisierung aus wenig Wasser unterworfen wird.