BR112015002505B1

BR112015002505B1 - Método para preparar carbonato de cálcio amorfo(acc), suspensão de acc estabilizada, pó de acc estável e uso de uma suspensão ou pó

Info

Publication number: BR112015002505B1
Application number: BR112015002505-6A
Authority: BR
Inventors: Oren Meiron; Binyamin Ashkenazi
Original assignee: Amorphical Ltd.
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2021-07-20
Also published as: JP6263181B2; US20150166762A1; CA2880783A1; AU2013301121B2; WO2014024191A1; BR112015002505A2; US10125262B2; US9550878B2; JP2015528430A; HK1209095A1; RU2015103192A; CN104520238B; EP2882687B1; EP2882687A4; EP2882687A1; CA2880783C; RU2637019C2; CN104520238A; US20170081520A1; IL236960A

Abstract

MÉTODO PARA PREPARAR CARBONATO DE CÁLCIO AMORFO (ACC), SUSPENSÃO DE ACC ESTABILIZADA, PODE ACC ESTÁVEL E USO DE UMA SUSPENSÃO OU PÓ. É provido um método para preparar um carbonato de cálcio amorfo estável (ACC), o qual pode ser obtido em suspensão ou como um pó. O método compreende combinação gradual de um sal de cálcio solúvel, um carbonato solúvel, um primeiro e segundo estabilizador, e um solvente orgânico miscível em água como descrito neste documento. A presente invenção adicionalmente se refere a suspensões de ACC estáveis e pós secos produzidos pelo método da presente invenção.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção se refere a um novo método para preparar carbonato de cálcio amorfo (ACC), com base em adição gradual de uma solução estabilizante e um solvente orgânico. O ACC produzido pelo processo da presente invenção é caracterizado por estabilidade aumentada em ambas solução/suspensão e como um pó seco, e pode ser usado, por exemplo, no papel, corantes, plásticos, tintas, adesivos, restauração de mármore, dispositivo médico e indústrias farmacêuticas.

Fundamentos da invenção

[0002] Carbonato de cálcio (CaCO3) é um sal de cálcio de ácido carbônico, o qual é amplamente usado em muitas indústrias hoje em dia. É amplamente conhecido com um suplemento de cálcio, tomado para aumentar a ingesta de cálcio diária. Carbonato de cálcio tem seis polimorfos conhecidos, três dos quais são anidro cristalino, ou seja, calcita, aragonita e vaterita; dois são hidratos cristalinos, ou seja, monohidrocalcita e icaita; e um é amorfo hidratado, ou seja carbonato de cálcio amorfo (ACC). ACC é um polimorfo transiente que precipita for a de uma solução super saturada seguindo lei de etapa de Ostwald. Se não estabilizado por qualquer meio, ACC irá rapidamente e completamente cristalizar em um dos cinco polimorfos mais estáveis dentro de segundos. O polimorfo amorfo é caracterizado por esférulas 40-120 nm distintas, não tendo picos XRD principais mas um amplo pico de baixa intensidade entre 20-30 20, e tendo um amplo pico de baixa intensidade em torno de 1082cm'1 em Espectroscopia Raman, em contraste aos cristais de 1-10 μm típicos dos outros polimorfos, também ter do picos XRD principais distintos e picos Raman distinguíveis de forma s gnificativa.

[0003] ACC sintétic > é conhecido por mais de 100 anos, e hoje em dia há muitos métodos pi ra sintetizar ACC usando várias moléculas para estabilizar a fase amorfa instável transiente. Os três métodos amplamente usados todos usam solução supersaturada de íons de cálcio a partir de uma fonte solúvel tal como cloreto de cálcio ou a partir de dissolução de um sal insolúvel de cálcio tal como cálcio hidróxido usando uma molécula de ligação de hidrogênio, tal como sucrose. Essa solução supersaturada de íons de cálcio é então reagida com uma fonte de carbonato a partir de gás dióxido de carbono, um sal de metal alcalino de carbonato, tal como carbonato de sódio, a partir de um sal orgânico de carbonato, a partir de carbonato de amónia, ou a partir da hidrólise de carbonato de dialquil, tal como carbonato dimetil com íons de hidróxido (ver, por exemplo, US 4,237,147).

[0004] Uma vez que ACC é instável em solução aquosa para mais de dois minutos, produção comercial é impraticável. Produção em grande escala que inclui centenas ou até milhares de litros sendo misturados e separados usando técnicas de separação de fase líquida- sólida, tal como filtração ou centrifugação, em menos de dois minutos, não é aplicável hoje em dia. Se o tempo de estabilidade em solução pode ser prolongado para várias horas, permitindo, portanto, técnicas de separação de fase líquida-sólida padrão, tal como filtração ou centrifugação a ser usada, produção comercial pode então se tornar prática.

[0005] Com a exceção de Hyun et al. [Materials Chemistry and Physics,93 (2005) 376-382], que descreveu um método para estabilizar ACC em meio etanólico por mais que 24 horas, nenhum dos relatórios anteriores acima menciona o período de tempo no qual o ACC permanece estável em solução. Entretanto, hyun et al. pode apenas produzir ACC estável na presença de amónia tóxica, a qual, como descrito por Hyun, é crucial para a estabilidade. Também, as concentrações de carbonato de cálcio usadas na publicação são relativamente baixas, tornando-as impraticáveis para uso industrial.

[0006] Quando tentando reproduzir outros procedimentos publicados, as aplicações da presente invenção produziram ACC que apenas estável em solução por vários minutos e cristaliza após isso. Em alguns casos, muito embora ACC tenha sido produzido, era impossível isolá-lo a partir da solução. Por exemplo, produzindo ACC usando o procedimento descrito em US 4,237,147 em Exemplo 2 rendeu apenas uma pasta que foi impossível de filtrar e a partir da qual ACC poderia não ser isolado. Também, um pó deveria ser obtido a partir desta pasta secagem por pulverização, como sugerido nesta patente, conterá apenas —2/15 de ACC, com o 13/15 remanescente das partes sendo sucrose.

[0007] Em geral, quaisquer tentativas de duplicar os procedimentos descritos em US 4,237,147 usando cloreto de cálcio, ou algum outro sal de cálcio solúvel não rendeu ACC ou qualquer forma de carbonato de cálcio precipitado.

[0008] É bem conhecido que ACC irá cristalizar na presença de água, entretanto, para o melhor conhecimento do requerente, não há publicações prévias descrevendo a produção de ACC a qual permanece estável em solução aquosa ou suspensão para longos períodos de tempo usando apenas até cerca de 10% em peso de estabilizadores. Também, a etapa carbonização em todos esses métodos é a última etapa da síntese, sempre seguida pela etapa de separação líquida sólida.

[0009] Há uma necessidade não atendida na técnica para novos métodos para produzir ACC com estabilidade aumentada, como uma suspensão em fase aquosa, ou como um pó seco, o qual pode ser adaptado a produção de ACC em escala de produção comercial.

Resumo da Invenção

[0010] A presente invenção se refere a um método de fabricação para produzir carbonato de cálcio amorfo (ACC) que exibe XRD específico e espectro Raman típico da forma amorfa. O novo método da invenção utiliza moléculas de ligação de hidrogênio como estabilizadores e um solvente orgânico e resulta em ACC tendo estabilidade aumentada quando suspendido em fase aquosa e em estado sólido como um pó seco. O método da invenção geralmente envolve combinar uma solução compreendendo um sal de cálcio solúvel e um primeiro estabilizador com uma solução compreendendo um carbonato solúvel (por exemplo, um carbonato alcalino solúvel) para formar uma suspensão de ACC, e adicionar um solvente orgânico miscível em água e um segundo estabilizador a fim de formar uma suspensão de ACC estabilizada a partir da qual ACC estável pode ser isolada. Em algumas modalidades, o primeiro e estabilizadores estáveis podem ser os mesmos ou diferentes.

[0011] Assim, em uma modalidade, a presente invenção provê um método de preparar carbonato de cálcio amorfo (ACC), compreendendo as etapas de combinar uma solução compreendendo um sal de cálcio solúvel e um primeiro estabilizador com uma solução compreendendo um carbonato solúvel a fim de formar uma suspensão de ACC; e adicionar um solvente orgânico miscível em água e uma solução compreendendo um segundo estabilizador, simultaneamente ou sequencialmente em qualquer ordem contanto que o segundo estabilizador e solvente orgânico entre em contato com a suspensão de ACC dentro de cerca de 2 minutos de sua formação, obtendo dessa forma uma suspensão estabilizada de ACC, em que a quantidade total de estabilizador constitui até cerca de 12 % em peso da suspensão de ACC estabilizada, e o solvente orgânico miscível em água constitui pelo menos cerca de 5 % em peso da suspensão de ACC estabilizada. O primeiro estabilizador e o segundo estabilizador pode ser o mesmo ou diferente, com cada possibilidade representando uma modalidade separada da presente invenção.

[0012] Em uma outra modalidade, a presente invenção provê um método de preparar ACC, compreendendo as etapas de i) preparar uma solução aquosa compreendendo um sal de cálcio solúvel e um primeiro estabilizador; ii) preparar uma solução aquosa compreendendo um carbonato solúvel; iii) preparar uma solução aquosa compreendendo um segundo estabilizador; iv) preparar uma solução compreendendo um solvente orgânico miscível em água; e v) combinar a solução preparada em etapa ii) com a solução preparada em etapa i) a fim de formar uma suspensão de ACC, seguida por adição das soluções preparadas em etapas iii) e iv), simultaneamente ou sequencialmente em qualquer ordem contanto que essas soluções entrem em contato com as suspensão de ACC dentro de cerca de 2 minutos de sua formação, obtendo dessa forma a suspensão estabilizada de ACC, em que a quantidade total de estabilizador constitui até cerca de 12 % em peso da suspensão de ACC estabilizada, e o solvente orgânico miscível em água constitui pelo menos cerca de 5 % em peso da suspensão de ACC estabilizada. O primeiro estabilizador e o segundo estabilizador são os mesmos ou diferentes, com cada possibilidade representando uma modalidade separada da presente invenção.

[0013] Em uma outra modalidade, a presente invenção provê um método de preparar ACC, compreendendo as etapas de i) preparar uma solução aquosa compreendendo um sal de cálcio solúvel e um primeiro estabilizador; ii) preparar uma solução aquosa compreendendo um carbonato solúvel; iii) preparar a solução de um segundo estabilizador em um solvente orgânico miscível em água; e iv) combinar a solução preparada em etapa i) e ii) a fim de obter uma suspensão de ACC, seguida por adição da solução preparada em etapa iii) à suspensão de ACC dentro de cerca de 2 minutos de sua formação, a fim de formar uma suspensão de ACC estabilizada, em que a quantidade total de estabilizador constitui até cerca de 12 % em peso da suspensão de ACC estabilizada, e o solvente orgânico miscível em água constitui pelo menos cerca de 5 % em peso da suspensão de ACC estabilizada. O primeiro estabilizador e o segundo estabilizador são os mesmos ou diferentes, com cada possibilidade representando uma modalidade separada da presente invenção.

[0014] Em uma modalidade atualmente preferencial, a presente invenção provê um método for preparar ACC estabilizado, compreendendo as etapas de: i) preparar uma solução aquosa compreendendo um sal de cálcio solúvel e um primeiro estabilizador; ii) preparar uma solução aquosa compreendendo a carbonato solúvel e combiná-la com o sal de cálcio de etapa i), obtendo dessa forma uma suspensão de ACC; iii) preparar uma solução aquosa de um segundo estabilizador, obtendo dessa forma uma solução estabilizante; iv) combinar a solução estabilizante com a suspensão de ACC; e v) adicionar um solvente orgânico miscível em água, em que a solução estabilizante e o solvente orgânico são adicionados à suspensão de ACC dentro de cerca de 2 minutos de sua formação, a fim de formar uma suspensão de ACC estabilizada, em que a quantidade total de estabilizador constitui até cerca de 12 % em peso da suspensão de ACC estabilizada, e a solvente orgânico miscível em água constitui pelo menos cerca de 5 % em peso da suspensão de ACC estabilizada. O primeiro estabilizador e o segundo estabilizador são os mesmos ou diferentes, com cada possibilidade representando uma modalidade separada da presente invenção.

[0015] Em algumas modalidades, o método de acordo com a invenção pode adicionalmente compreender uma etapa de separar o ACC a partir da suspensão de ACC estabilizada. O método pode adicionalmente compreender a etapa de secar o ACC separado, obtendo dessa forma um pó de ACC estável. A separação pode compreender filtragem ou centrifugação, e a etapa de secar pode compreender aquecer em vácuo ou secar a frio, com cada possibilidade representando uma modalidade separada da presente invenção. Assim, em algumas modalidades, o método da presente invenção provê um pó de ACC estável compreendendo menos que cerca de 15 % em peso de água preferencialmente menos que 8%, por exemplo entre cerca de 1 e cerca de 7 % em peso, e cálcio normalmente sendo entre cerca de 30 e cerca de 33 % em peso. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0016] É entendido que, para cada uma das modalidades acima mencionadas, cada um dos termos "primeiro estabilizador" e "segundo estabilizador" engloba um único composto estabilizador ou uma combinação de mais do que um composto estabilizador. Assim, em algumas modalidades, a solução de cálcio aquosa pode conter um composto estabilizador ou uma combinação de dois ou mais compostos estabilizadores (coletivamente referido como "o primeiro estabilizador"). Em outras modalidades, a solução compreendendo um segundo estabilizador pode conter um composto estabilizador ou uma combinação de dois ou mais compostos estabilizadores (coletivamente referido como "o segundo estabilizador"). Independente do número de estabilizadores usado, a quantidade total de estabilizador constitui até cerca de 12 % em peso da suspensão de ACC estabilizada. Em uma modalidade atualmente preferencial, o sal de cálcio é cloreto de cálcio ou nitrato. Em outras modalidades preferenciais, o carbonato solúvel é um carbonato alcalino (por exemplo, lítio, sódio ou carbonato de potássio), ou um carbonato de amónia. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção. Em algumas modalidades, o sal de cálcio e o carbonato estão presentes em uma razão molar de a partir de cerca de 0,5 a cerca de 2,0,

[0017] Em uma outra modalidade, o solvente orgânico miscível em água é preferencialmente selecionado a partir de álcoois e cetonas inferiores (por exemplo, metanol, etanol, propanol, álcool isopropílico, acetona, dietil cetona e ciclohexanona). Um solvente orgânico miscível em água atualmente preferencial é etanol. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0018] Em uma outra modalidade, o sal de cálcio solúvel solução compreende cerca de a partir de 4mM a cerca de 2M sal de cálcio solúvel, e a solução de carbonato compreende a partir de cerca de 4mM a cerca de 2M de carbonato. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0019] Os estabilizadores primários e secundários usados no método da presente invenção podem ser os mesmos ou não. Em algumas modalidades, o primeiro e segundo estabilizador são cada um independentemente selecionado a partir do grupo consistindo em ácidos orgânicos, ácidos orgânicos fosforilados, ésteres fosfóricos de ácidos hidroxi carboxílicos, ésteres sulfúricos de ácidos carboxílicos hidroxil, aminoácidos fosforilados e derivados dos mesmos, éster sulfato de aminoácidos, e compostos orgânicos suportando hidroxi combinados com uma base tais como hidróxidos alcalinos. Os compostos suportando hidroxi, combinados com o hidróxido, preferencialmente também suportam outras funções como carboxila, etc. mas com o hidroxil não sendo esterificado. Os ácidos orgânicos podem compreender, por exemplo, ácido ascórbico ou ácido acético, e preferencialmente eles incluem ácido carboxílicos tendo pelo menos dois grupos carboxílicos e peso molecular não maior do que 250g/mol, tal como ácido cítrico, ácido tartárico, ácido málico, etc. os ésteres podem incluir, por exemplo, fosfoenolpiruvato. Em uma outra modalidade, o éster sulfúrico ou fosfóricos de ácidos carboxílicos hidroxil compreendem aminoácidos, exemplos dos quais incluem fosfoserina, fosfotreonina, sulfoserina, e sulfotreonina. Em uma outra modalidade, a molécula estabilizadora é um derivado de éster fosfato de um aminoácido, tal como fosfocreatina. Os compostos suportando hidroxil combinados com hidróxido podem compreender, por exemplo, mono-, di- th-, oligo-, e polissacarídeos como sucrose ou outros poliois como glicerol. Os compostos suportando hidroxil podem adicionalmente compreender ácidos hidóxi como ácido cítrico, ácido tartárico, ácido málico, etc., ou hidroxil suportando aminoácidos tal como serina ou treonina. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0020] Em algumas modalidades, pelo menos um dentre o primeiro e segundo estabilizador é um poliol combinado com um hidróxido de metal alcalino, ou o estabilizador é um aminoácido fosforilatado, em que a quantidade total de poliois ou aminoácidos fosforilados in na suspensão de ACC estabilizada é a partir de cerca de 1 a cerca de 1000 mM, por exemplo a partir de cerca de 10 a cerca de 100 mM. Os poliois preferencialmente compreendem sacarídeos. Em uma modalidade preferencial, o estabilizador é um aminoácido fosforilatado, em que sua concentração total na suspensão de ACC estabilizada é a partir de cerca de 2 a cerca de 200 mM, por exemplo a partir de até cerca de 20 mM. Em uma outra modalidade preferencial, o estabilizador é um ácido dicarboxílico ou um ácido tricarboxílico (por exemplo, ácido cítrico), em que sua concentração total na suspensão de ACC estabilizada é a partir de cerca de 2 a cerca de 200 mM, por exemplo a partir de até cerca de 20 mM. Em uma outra modalidade preferencial, o estabilizador é um aminoácido não fosforilatado suportando um grupo hidroxil (por exemplo, serina ou treonina), em combinação com um hidróxido de metal alcalino, em que a concentração total de aminoácido na suspensão de ACC estabilizada é a partir de cerca de 2 a cerca de 200 mM, por exemplo a partir de até cerca de 20 mM, e a concentração total de hidróxido na suspensão de ACC estabilizada é entre cerca de 1 mM e cerca de 2000 mM, por exemplo cerca de 0,1 M. Em uma outra modalidade preferencial, o estabilizador é um poliol combinado com um hidróxido de metal alcalino, em que o concentração total de poliol na suspensão de ACC estabilizada é a partir de cerca de 10 a cerca de 1000 mM, por exemplo até cerca de 100 mM e a concentração total de hidróxido na suspensão de ACC estabilizada é entre cerca de 1 mM e cerca de 2000 mM, por exemplo cerca de 0,1 M. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0021] Em uma modalidade da presente invenção, os primeiros e segundos estabilizadores são estabilizadores diferentes. Em uma modalidade preferencial da invenção, entretanto, o primeiro estabilizador e o segundo estabilizador são o mesmo, e as quantidades de estabilizador usadas são em uma razão de a partir de cerca de 1:1 a cerca de 10:1 (primeiro estabilizador a segundo estabilizador), preferencialmente uma razão de cerca de 1:2 de primeiro estabilizador a segundo estabilizador. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0022] A etapa de combinar a suspensão de ACC com a segunda solução estabilizadora e o solvente orgânico é preferencialmente desempenhada em uma temperatura entre cerca de -10°C e cerca de 60°C, preferencialmente entre cerca de -3°C e temperatura ambiente (temperatura ambiente), e mais preferencialmente entre cerca de 0°C e cerca de 15°C. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0023] Em uma modalidade atualmente preferencial, a invenção provê um método para preparar carbonato de cálcio amorfo (ACC) compreendendo as etapas de i) preparar uma solução aquosa de cloreto de cálcio em uma concentração de até cerca de 1M e um estabilizador em uma quantidade de entre cerca de 1 e 150 mmol, por exemplo a partir de cerca de 4 a cerca de 80 mmol por 1 mol de cloreto de cálcio; ii) preparar uma solução aquosa de carbonato de sódio na mesma concentração molar como cloreto de cálcio na etapa i), e combiná-lo com o sal de solução de cálcio de etapa i), obtendo dessa forma uma suspensão de ACC; iii) preparar uma solução estabilizante compreendendo cerca de 350 g etanol por um mol de cloreto de cálcio in etapa i), e o mesmo estabilizador que em etapa i) mas em quantidade dobrada; e iv) combinar a solução estabilizante com a suspensão de carbonato de cálcio, obtendo dessa forma suspensão estabilizada de ACC. Em uma modalidade, o estabilizador em etapas i) e iii) é fosfoserina em quantidades de a partir de cerca de 3 a cerca de 9 mmol, e a partir de cerca de 8 a 16 mmol por um mol de cálcio, por exemplo cerca de 6 mmol e cerca de 12 mmol respectivamente, ou cerca de 4 mmol e cerca de 8 mmol por urn mol de cálcio, respectivamente. Em algumas modalidades, o método adicionalmente compreende a etapa de filtrar a suspensão estabilizada de ACC e opcionalmente adicionalmente secar em um vácuo em uma temperatura de entre 40°C e cerca de 50°C. Em uma outra modalidade o estabilizador é sucrose com hidróxido de sódio em quantidades de cerca de 20-100 mmol de sucrose e cerca de 50-200 mmol NaOH por 1 mol cálcio, por exemplo cerca de 25-70 mmol de sucrose e cerca de 100 mmol de NaOH, tal como cerca de 25 mmol de sucrose e cerca de 100 mmol de NaOH por 1 mol de cálcio em etapa i), e cerca de 40-200 mmol de sucrose e cerca de 100-400 mmol de NaOH por 1 mol de cálcio, por exemplo cerca de 50-200 mmol de sucrose e cerca de 200 mmol de NaOH, tal como cerca de 140 mmol de sucrose e cerca de 200 mmol de NaOH por 1 mol cálcio em etapa iii). Em algumas modalidades, o método adicionalmente compreende a etapa de centrifugar e secar a frio o sedimento. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0024] Em uma modalidade atualmente preferencial, o método de acordo com a invenção compreende combinar em uma mistura aquosa cloreto de cálcio, um carbonato alcalino, ácido orgânico fosforilatado, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre cerca de 2,5 e 5 % em peso ACC, entre cerca de 0,001 e cerca de 0,3 % em peso por exemplo, entre cerca de 0,05 e cerca de 0,2 % em peso de ácido orgânico fosforilatado, e entre cerca de 8 e cerca de 32 % em peso, por exemplo, entre cerca de 10 e cerca de 15 % em peso de etanol.

[0025] Um outro método preferencial de acordo com a invenção compreende combinar em uma mistura aquosa cloreto de cálcio, um carbonato alcalino, sacarídeo com hidróxido de sódio, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre cerca de 2,5 e cerca de 5 % em peso de ACC, entre cerca de 1 e cerca de 4 % em peso de sacarídeo, cerca de 0,5 % em peso de hidróxido, e entre cerca de 10 e cerca de 15 % em peso de etanol.

[0026] Um outro método preferencial de acordo com a invenção compreende combinar em mistura aquosa cloreto de cálcio, um carbonato alcalino, um ácido dicarboxílico, um ácido tri carboxílico (por exemplo, ácido cítrico), e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre cerca de 2,5 e cerca de 5 % em peso de ACC, entre cerca de 0,001 e cerca de 0,2 % em peso de ácido dicarboxílico ou tri carboxílico, e entre cerca de 8 e cerca de 32 % em peso de etanol. Um outro método preferencial de acordo com a invenção compreende combinar em mistura aquosa cloreto de cálcio, um carbonato alcalino, um ácido dicarboxílico ou tri carboxílico, um ácido orgânico fosforilatado, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre cerca de 2,5 e cerca de 5 % em peso de ACC, entre cerca de 0,001 e cerca de 0,2 % em peso em total de ácido dicarboxílico ou tri carboxílico e ácido orgânico fosforilatado, e entre cerca de 8 e cerca de 32 % em peso de etanol.

[0027] Um outro método preferencial de acordo com a invenção compreende combinar em mistura aquosa cloreto de cálcio, um carbonato alcalino, um hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido (por exemplo, serina) com hidróxido de sódio, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre cerca de 2,5 e cerca de 5 % em peso ACC, entre cerca de 1 e cerca de 4 % em peso de hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido, cerca de 0,5 % em peso hidróxido, e entre cerca de 10 e cerca de 15 % em peso de etanol.

[0028] Um outro método preferencial de acordo com a invenção compreende combinar em mistura aquosa cloreto de cálcio, carbonato de sódio, um hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido (por exemplo, seríne), um sacarídeo e hidróxido de sódio, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre cerca de 2,5 e cerca de 5 % em peso de ACC, entre cerca de 1 e cerca de 4 % em peso em total de hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido e sacarídeo, cerca de 0,5 % em peso de hidróxido, e entre cerca de 10 e cerca de 15 % em peso de etanol.

[0029] Em uma outra modalidade, o método da invenção adicionalmente compreende separar ACC a partir da suspensão e secar, obtendo dessa forma um pó de ACC estável compreendendo entre cerca de 75 e cerca de 88 % em peso de CaCO3 e menos que cerca de 10 % em peso de água.

[0030] Em modalidades adicionais, a presente invenção provê uma Suspensão de ACC estável e um pó de ACC estável o qual resulta a partir do processo como descrito nesse documento. Assim, em uma modalidade, a presente invenção provê uma suspensão de ACC estabilizada produzida pelo processo da presente invenção. Em uma modalidade, a suspensão de ACC estabilizada contém entre cerca de 2,5 e cerca de 5 % em peso de ACC, entre cerca de 0,05 e cerca de 0,2 % em peso de ácido orgânico fosforilatado, e entre cerca de 10 e cerca de 15 % em peso de etanol. Em uma outra modalidade, a suspensão de ACC estabilizada contém entre cerca de 2,5 e cerca de 5 % em peso de ACC, entre cerca de 1 e cerca de 4 % em peso sacarídeo, cerca de 0,5 % em peso de hidróxido, e entre cerca de 10 e cerca de 15 % em peso de etanol. Em uma outra modalidade, a suspensão de ACC estabilizada contém entre cerca de 2,5 e cerca de 5 % em peso de ACC, entre cerca de 0,05 e cerca de 0,2 % em peso de ácido orgânico (por exemplo, a ácido dicarboxílico ou um ácido tri carboxílico tal como ácido cítrico), e entre cerca de 10 e cerca de 15 % em peso de etanol. Em uma outra modalidade, a suspensão de ACC estabilizada contém entre cerca de 2,5 e cerca de 5 % em peso de ACC, entre cerca de 0,05 e cerca de 0,2 % em peso de ácido orgânico (por exemplo, um hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido), cerca de 0,5 % em peso de hidróxido, e entre cerca de 10 e cerca de 15 % em peso de etanol. Suspensões compreendendo combinações de estabilizadores são também contempladas. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0031] Em outras modalidades, A presente invenção provê um pó de ACC estável produzido pela da presente invenção. Em uma modalidade, o pó compreende entre cerca de 75 e cerca de 88 % em peso CaCO3, menos que cerca de 10 % em peso de água, e um ácido orgânico (por exemplo, a ácido orgânico fosforilatado, um ácido orgânico não fosforilatado, um ácido dicarboxilíco ou tri carboxílico, um aminoácido suportando um grupo hidroxil, ou qualquer outro ácido orgânico descrito nesse documento). Em outra modalidade, o pó de ACC estável compreende entre cerca de 75 e cerca de 88 % em peso de CaCO3, menos que cerca de 10 % em peso de água, e entre cerca de 1 e cerca de 5 % em peso de sacarídeo. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0032] Em outros aspectos, a presente invenção é adicionalmente direcionada para o uso das suspensões e pós acima corantes, produtos de papel, plásticos, tintas, adesivos, produtos de restauração de mármore, dispositivos médicos, farmacêuticos, suplementos alimentares, e/ou aditivos alimentares, com cada possibilidade representando uma modalidade separada da presente invenção.

[0033] Em algumas modalidades preferenciais, ACC estabilizado foi produzido ao misturar uma solução supersaturada de íons de cálcio a partir de um sal de cálcio solúvel, tal como cloreto de cálcio, também contendo uma primeira molécula estabilizante, tal como fosfoserina, com uma solução super saturada de carbonato a partir de um sal de carbonato solúvel, tal como carbonato de sódio. Sem estabilização adicional o ACC precipitado rapidamente cristaliza em solução em menos que cerca de 2 minutos a uma mistura de calcita e vaterita. Entretanto, no processo da invenção, após permitir que a suspensão de ACC precipitada em etapa 1 misture por -10 segundos, a solução estabilizante contendo a segunda molécula estabilizadora, tal como fosfoserina, é adicionada. Após permitir que a suspensão de ACC precipitado e a solução estabilizante em etapa 2 misturem por ~10 segundos, o solvente orgânico, tal como etanol, é adicionado. Após adicionar o solvente orgânico, o ACC é estabilizado e pode ser mantido em suspensão por dias, dependendo da concentração dos primeiros e segundos estabilizadores bem como da razão do solvente orgânico. Foi adicionalmente verificado que reduzindo a temperatura de reação pode-se melhorar o tempo de estabilidade em solução. A ordem de adição do estabilizador secundário e do álcool pode ser invertida, ou eles podem ser adicionados juntos em uma solução compreendendo o estabilizador secundário no álcool.

[0034] O procedimento pode ser desempenhado em lotes, onde as soluções são adicionadas uma a outra em adições únicas, ou como um processo contínuo, onde as soluções são misturadas, por exemplo, em um fluxo contínuo, usando aparato de tecnologia de fluxo contínuo.

[0035] Modalidades adicionais e o escopo total de aplicabilidade da presente invenção se tornarão aparente a partir da descrição detalhada dada doravante. Entretanto, deve ser entendido que a descrição detalhada e exemplos específicos, enquanto indicando modalidades preferenciais da invenção, são dadas por meio de ilustração apenas, uma vez que várias mudanças e modificações dentro do espírito e escopo da invenção se tornarão aparentes àqueles versados na técnica a partir desta descrição detalhada.

Breve descrição das figuras

[0036] Figs. 1A-1D: espectros Raman de vários exemplos de carbonato de cálcio tirados usando um micro Raman. Os espectros são das seguintes amostras: A) ACC produzido pelo processo da presente invenção; B) ACC após cristalização; C) vaterita; e D) calcita. Linhas verticais representam o deslocamento Raman dos principais picos de vaterita da vibração de CO2.

[0037] Fig. 2: espectro XRD de ACC produzido pelo processo da presente invenção. O espectro XRD de ACC é caracterizado por um amplo pico de baixa intensidade -20-30 20.

[0038] Fig. 3: espectro XRD de vaterita. O espectro de XRD de vaterita é caracterizado por três picos principais em 24, 27 e -33 0.

[0039] Fig. 4: Espectro XRD de calcita. O Espectro XRD de calcita é caracterizado por múltiplos picos com o mais dominante em -29 0.

Descrição detalhada da invenção

[0040] A presente invenção provê o procedimento de síntese para produzir ACC altamente estável usando moléculas de ligação de hidrogênio como estabilizadores e um solvente orgânico miscível em água em um processo gradual. O procedimento gradual da presente invenção foi verificado por ser muito superior em termos de segurança, rendimento e estabilidade em relação aos métodos previamente descritos para produzir ACC estável. Foi verificado que desempenhar esse procedimento em etapas separadas de acordo com as modalidades descritas aqui é benéfico no intuito de produzir ACC altamente estável.

[0041] A estabilidade do ACC preparado de acordo com o processo de invenção não é completamente entendida. Sem desejar ser ligado por um mecanismo ou teoria particular, é contemplado que a adição de moléculas estabilizadoras após ACC ser produzida permite algum revestimento externo que aumente a estabilidade do ACC, e a adição de um solvente orgânico ambos reduzem a atividade da água e diminui a solubilidade das moléculas estabilizadoras em solução, garantido que elas permaneçam na superfície ou dentro das partículas ACC assim promovendo estabilização do ACC. Loste et al. [Journal de Crystal Growth, 254 (2003) 206-218], sugeriu que Mg aumenta ACC estabilidade ao incorporar no reticulado amorfo, e porque o raio de Mg é menor do que aquele de Ca ele tem ligação mais forte à moléculas de água presentes dentro da estrutura de ACC, inibindo assim cristalização. É possível que as moléculas de ligação de água ajam através do mesmo mecanismo. Ao se ligar a ambos ions de cálcio e a moléculas água eles podem agir para inibir difusão de água fora do particulado amorfo, inibindo assim cristalização.

[0042] Foi também verificado que quando certos ácidos orgânicos ou aminoácidos fosforilados foram usados não havia necessidade de aumentar a solução pH com hidróxido de sódio ou uma outra base. Entretanto, quando sucrose ou outros açúcares bem como hidroxil suportando aminoácidos não fosforilatados foram usados, o pH de solução teve que ser aumentado usando, por exemplo, hidróxidos alcalinos tal como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e semelhantes, no intuito de obter um efeito estabilizador. Koga et al. [Thermochimica Acta, 318 (1998) 239-244] previamente sugeriu que pH elevado promove estabilização de ACC, entretanto, Koga usou apenas hidróxido de sódio em seus exeperimentos os quais apenas permitiram a ele aumentar o pH para 13.5 antes de cálcio hidróxido precipitado para fora da solução. Quando sucrose foi introduzida junto com hidróxido de sódio, possibilitou adicionalmente aumentar o pH para >14 sem precipitar cálcio hidróxido. Sem desejar se ligado por qualquer mecanismo ou teoria particular, parece que essa combinação de sucrose com pH muito alto foi um efeito de estabilização melhorado.

[0043] US 4,237,147 descreve um método para produzir ACC usando hidróxido de cálcio e sucrose; entretanto, a sucrose está sendo usada no intuito de aumentar a solubilidade do hidróxido de cálcio, a qual requer quantidade muito grande de sucrose em relação as quantidades descritas na presente invenção. As altas quantidades de sucrose descritas por US 4,237,147 fazem a produção de ACC impraticáveis por duas razões: 1. O conteúdo de sucrose é tão alto que o ACC é precipitado apenas parcialmente tornando-o quase impossível de isolar. 2, o alto conteúdo de sucrose é tão alto que forma um gel viscoso o qual é impossível de filtrar. Na presente invenção, pelo fato de que a sucrose é usada como um estabilizador e não como um agente de dissolução, concentrações muito menores são requeridas, as quais facilmente resolvem os dois problemas descritos acima.

[0044] Como usado neste documento, o termo "sal de cálcio solúvel" significa um sal de cálcio que é solúvel em água, isto é, o sal de cálcio é capaz de completamente se dissolver em água para obter uma solução clara. Falando de uma forma geral, um composto é considerado "solúvel" em água se ele dissolve à extensão de pelo menos cerca de 1 g / 100 ml_ de água, tal como por exemplo pelo menos cerca de 5 g / 100 ml_, ou pelo menos cerca de 10 g / 100 mL, em uma temperatura de cerca de 0°C a cerca de temperatura ambiente, a qual é definida neste documento como cerca de 20°C a 30°C. Em uma modalidade atualmente preferencial, o sal de cálcio solúvel é cloreto de cálcio. Em outras modalidades, o sal de cálcio solúvel pode ser brometo de cálcio, iodeto de cálcio, lactado de cálcio, gíuconato de cálcio, e semelhantes. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0045] Como usado neste documento, o termo "carbonato solúvel" significa um carbonato (CO32) que é solúvel em água, isto é, o carbonato é capaz de dissolver completamente em água para obter uma solução clara. Em uma modalidade atualmente preferencial, o carbonato solúvel é um carbonato alcalino tal como carbonato de lítio, carbonato de sódio ou carbonato de potássio. Em uma outra modalidade preferencial, o carbonato solúvel é carbonato de amónia. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0046] Como usado neste documento, o termo "suspensão de ACC estabilizada" ou "ACC estável" significa um ACC o qual pode ser mantido em suspensão ou como um sólido seco (por exemplo, pó) por um período de tempo variando a partir de poucas horas a vários dias, semanas ou meses, sem conversão substancial para a forma cristalina. O termo "conversão substancial" geralmente significa conversão de cerca de 5% de mais do amorfo a uma forma cristalina. Assim, o método da invenção produz ACC o qual geralmente permanece pelo menos 95% ou mais na forma amorfa (preferencialmente pelo menos cerca de 97% ou ainda mais preferencialmente pelo menos cerca de 99%) quando deixado em uma suspensão ou como um pó sólido, em temperaturas até temperatura ambiente (cerca de 20-30°C) ou ainda a temperaturas elevadas.

[0047] Como contemplado neste documento, a presente invenção envolve o uso de estabilizadores como descrito neste documento, e um solvente orgânico miscível em água para formar uma suspensão estabilizada de ACC. Os estabilizadores usados na presente invenção são referidos neste documento como o "primeiro estabilizador", o "segundo estabilizador" respectivamente. Estabilizadores adicionais pode também ser usado, se necessário. Preferencialmente, o método da invenção envolve o uso de um estabilizador primário e secundário, o qual pode ser o mesmo ou diferente a partir de um ao outro, com cada possibilidade representando uma modalidade separada da presente invenção. Também, o termo "primeiro estabilizador" é feito para englobar um único composto estabilizador ou uma combinação de mais que um composto estabilizador. Em adição, o termo "segundo estabilizador" é feito para englobar um único composto estabilizador ou uma combinação de mais de um composto estabilizador. Assim, em algumas modalidades, a solução de cálcio aquosa pode conter um estabilizador ou uma combinação de estabilizadores (coletivamente referido como "o primeiro estabilizador"). Em outras modalidades, a solução compreendendo um segundo estabilizador pode conter um estabilizador ou uma combinação de estabilizadores (coletivamente referido como "o segundo estabilizador"). Em conformidade com a presente invenção, a quantidade total de estabilizador usada no processo da invenção constitui até cerca de 12 % em peso da suspensão de ACC estabilizada.

[0048] De acordo com um aspecto, as moléculas estabilizadoras da presente invenção são divididas entre o íon de cálcio contendo solução e uma segunda solução estabilizante, nomeada "solução estabilizante". Em uma modalidade, a solução estabilizante é uma solução aquosa compreendendo o segundo estabilizador e opcionalmente o solvente orgânico miscível em água. Em uma outra modalidade, a molécula estabilizadora pode direccionalmente ser dissolvida no solvente orgânico miscível em água.

[0049] Em algumas modalidades, cada um dentre o primeiro e segundo estabilizador é independentemente selecionado a partir do grupo consistindo em ácidos orgânicos, ácidos orgânicos fosforilados, ésteres fosfóricos de ácido hidroxi carboxílicos, ésteres sulfúricos de ácidos carboxílicos hidroxil, aminoácidos fosforilados e derivados dos mesmos, éster sulfato de aminoácidos, e compostos orgânicos suportando hidroxi combinados com hidróxidos alcalinos. De acordo com um aspecto, as moléculas estabilizadoras são selecionadas a partir de, mas não limitadas a, ácidos orgânicos, aminoácidos fosforilados, um fosfato suportando molécula, tal como, mas não limitado a, fosfoenolpiruvato ou fosfocreatina, ou um sulfato suportando molécula, tal como, mas não limitado a um éster sulfato de aminoácido tal como sulfoserina ou sulfotreonina, ou quaisquer combinações dos anteriores. De acordo com um outro aspecto, as moléculas estabilizadoras compreendem um hidroxil suportando molécula, tal como (i) mono, di, tri ou polissacarídeos, por exemplo, sucrose, manose, glucose etc.; ou (ii) aminoácidos não fosforilados suportando hidroxils, em combinação com um hidróxido de metal alcalino, tal como, mas não limitado a, hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio.

[0050] Em geral, as moléculas estabilizadoras podem ser divididas em dois grupos: 1) Estabilizadores que têm forte efeito estabilizador neles mesmos. As moléculas estabilizadoras nesse grupo incluem ácidos orgânicos, por exemplo, ácidos carboxílicos tendo pelo menos dois grupos carboxílicos e peso molecular não maior do que cerca de 250g/mol (por exemplo, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido málico, etc.), e éster sulfúrico ou fosfóricos de ácido hidroxi carboxílicos (por exemplo, fosfoenolpiruvato, fosfoserina, fosfotreonina, sulfoserina ou sulfotreonina). 2) Moléculas estabilizadoras que requerem a adição de hidróxido no intuito de desprotonar os grupos hidroxil das moléculas estabilizadoras e melhorar seu efeito de estabilização. As moléculas estabilizadoras nesse grupo incluem mono-, di-, tri-, oligo- ou polissacarídeos (glucose, manose, frutose, sucrose, etc.), hidroxil não fosforilatado suportando moléculas incluindo poliois e aminoácidos (por exemplo, glicerol, serina, treonina, etc.). O termo "hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido" se refere a um aminoácido, o qual pode ser natural ou não natural, o qual suporta pelo menos um hidroxil (OH) se agrupa em sua cadeia lateral.

[0051] De acordo com um aspecto da invenção, a molécula estabilizadora na solução de cálcio e a molécula estabilizadora na solução estabilizante são as mesmas moléculas. De acordo com um outro aspecto da invenção, elas são duas moléculas diferentes. Em uma modalidade preferencial da invenção, o primeiro estabilizador e o segundo estabilizador são idênticos, e as quantidades estabilizadoras usadas, por exemplo, em etapa i) e etapa iii) do processo estão em uma razão de a partir de cerca de 1:1 a cerca de 10:1, por exemplo cerca de 1:2, cerca de 1:3, cerca de 1:5, cerca de 2:1, cerca de 3:1 ou cerca de 5:1 (razão de primeiro estabilizador a segundo estabilizador). Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0052] De acordo com um aspecto da invenção, o solvente orgânico é a partir de, mas não é limitado a, álcoois, tal como, metanol, etanol, propanol ou álcool isopropílico, cetonas, tal como, mas não limitado a, acetona, dietil cetona, cicloexanona etc., ou outros solventes orgânicos miscíveis em água. Outros exemplos de solventes orgânicos miscíveis em água incluem, mas não são limitados a éteres tal como tetrahidrofurano ou dioxano, acetonitríla, dimetoxietano, dietoxietano, dimetilformamida (DMF), e dimetil sulfóxido (DMSO). O termo "solvente orgânico miscível em água", como usado neste documento, se refere a um solvente orgânico capaz de se misturar com água em todas as proporções, formando uma solução homogênea.

[0053] A quantidade total de estabilizador usado nos métodos da presente invenção significa a quantidade combinada de estabilizador usado, por exemplo, a quantidade total de primeiros e segundos estabilizadores como descrito nesse documento. Geralmente, a quantidade total de estabilizador constitui até cerca de 12 % em peso da suspensão de ACC estabilizada, preferencialmente até cerca de 10 % em peso da suspensão de ACC estabilizada, e mais preferencial mente até cerca de 8 % em peso ou até cerca de 5 % em peso ou até cerca de 3 % em peso da suspensão de ACC estabilizada. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0054] O solvente orgânico miscível em água constitui pelo menos cerca de 5 % em peso da suspensão de ACC estabilizada. Etanol é um solvente orgânico atualmente preferencial.

[0055] Em algumas modalidades, a concentração de cálcio na solução de íon de cálcio pode ser variada a partir de cerca de 4mM até cerca de 2M. por razões práticas a concentração de cálcio deve ser mantida entre cerca de 0,5M-1M, por exemplo entre 0,5M e 0,75M, ou entre 0,75 e 1M. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0056] Em outras modalidades, a concentração de carbonato na solução de carbonato pode ser variada a partir de cerca de 4mM até cerca de 2M. por razões práticas, a concentração de carbonato deve ser mantida entre cerca de 0,5M-1M, por exemplo entre 0,5M e 0,75M, ou entre 0,75 e 1M. Cada possibilidade representa uma modalidade separada da presente invenção.

[0057] Em modalidades adicionais, a razão molar de cálcio:carbonato pode ser variada a partir de cerca de 2:1 a cerca de 1:1.5, respectivamente. Por razões práticas, é preferencial trabalhar com proporções molares iguais de 1:1, entretanto várias proporções podem ser empregadas como contemplado por uma pessoa versada na técnica.

[0058] Em modalidades adicionais, a concentração de molécula estabilizadora na solução de íon de cálcio é entre cerca de 0,0001% e cerca de 10% em peso da solução de íon de cálcio. Mais preferencialmente, a concentração é entre cerca de 0,01% e cerca de 3%; entretanto, foi verificado que cada molécula estabilizadora tem sua própria melhor concentração a qual pode ser prontamente determinada por uma pessoa versada na técnica.

[0059] Em modalidades adicionais, a concentração de molécula estabilizadora na solução estabilizante é entre cerca de 0,0002% e cerca de 20% em peso da solução de íon de cálcio. Mais preferencial mente a concentração é entre cerca de 0,02% e cerca de 6%; entretanto, foi verificado que cada molécula estabilizadora tem sua própria melhor concentração a qual pode ser prontamente determinada por uma pessoa versada na técnica.

[0060] De acordo com um aspecto da invenção, quando um hidroxil, fosfato ou sulfato suportando molécula é combinado com hidróxido como a molécula estabilizadora, a razão de mol entre o hidroxil, fosfato ou sulfato suportando molécula para o hidróxido é entre cerca de 4:1 e cerca de 0,5:1, por exemplo cerca de 3:1, 2:1, 1:1 ou 0,75:1, com cada possibilidade representando uma modalidade separada da presente invenção.

[0061] Em modalidades adicionais, a razão entre a quantidade de molécula estabilizadora na solução estabilizante e a quantidade de molécula estabilizadora na solução de cálcio é entre cerca de 1:1 e cerca de 20:1, por exemplo cerca de 2:1, 5:1, 10:1 ou 15:1, com cada possibilidade representando uma modalidade separada da presente invenção. Foi verificado que para cada par de molécula estabilizadora há uma melhor razão diferente a qual pode ser prontamente determinada por uma pessoa versada na técnica.

[0062] Em modalidades adicionais, o solvente orgânico usado é em uma razão de peso de cerca de 15:1 até cerca de 1:3 (água:solvente) das soluções aquosas totais. Solventes orgânicos diferentes desempenham melhor em proporções diferentes, por exemplo, foi verificado que etanol desempenha bem a uma razão de peso de ~7:1 enquanto acetona desempenha bem em uma razão de ~5:1. A melhor razão de água a solvente orgânico pode prontamente ser determinada por uma pessoa versada na técnica.

[0063] Em modalidades adicionais, a temperatura da reação pode ser conduzida em uma faixa de temperaturas de a partir de cerca de - 10°C a cerca de 60°C. A faixa de temperatura da reação é preferencialmente mantida entre cerca de -3°C e temperatura ambiente (temperatura ambiente (RT)), mais preferencialmente entre cerca de 0°C e cerca de 15°C.

[0064] De acordo com um aspecto da invenção a hidratação no pó de ACC deve ser mantida abaixo de 15% no intuito de manter a estabilidade do produto como um pó seco. De acordo com um outro aspecto da invenção a hidratação deve ser preferencialmente mantida abaixo de 10%, ainda mais preferencialmente abaixo de 8%.

[0065] De acordo com um aspecto da invenção o produto seco, estável pode ser mantido sob condições ambientes. De acordo com um outro aspecto da invenção o produto seco, estável deve ser mantido em um ambiente de umidade controlada de preferencialmente menos que 20% de umidade relativa.

[0066] De acordo com um aspecto da invenção o conteúdo de cálcio no ACC produzido é entre cerca de 30% e cerca de 33%. Preferencialmente o conteúdo de cálcio no ACC é entre cerca de 31.5% e cerca de 32,5%.

[0067] O ACC produzido pode ser filtrado usando métodos de separação liquido/sólido padrão tal como, mas não limitado a, vácuo ou filtrações por pressão, centrifugação ou decantação, e então secos usando equipamento de secagem padrão tal como, mas não limitado a, secadores a ar, vácuo ou fornos turbo, secadores por vaporização, secadores flash, secadores a frio ou secadores de pás.

[0068] Os seguintes exemplos são apresentados no intuito de mais completamente ilustrar certas modalidades da invenção. Eles não deveriam de maneira nenhuma, entretanto, ser construídos como limitação para o escopo amplo da invenção. Um versado na técnica pode prontamente inventar muitas variações e modificações dos princípios divulgados neste documento sem partir do escopo da invenção.

Exemplo 1

[0069] Em um procedimento típico, a solução de cálcio conteve 1 litro de água, 88,8g de cloreto de cálcio e 888mg de fosfoserina. A solução de carbonato continha 1 litro de água e 84.8g de carbonato de sódio. A solução estabilizante continha 200ml de água e 1,776g de fosfoserina e 350ml de etanol foi usado como o solvente orgânico. As soluções de cálcio e carbonato foram misturadas juntas para precipitar ACC não estabilizado, a solução de estabilizador foi adicionada à suspensão de ACC após 20 segundos seguidos pelo etanol criando suspensão de ACC estabilizada. A suspensão de ACC estabilizada resultando ACC estabilizado por pelo menos 3 horas em solução a '-20°C e por pelo menos 9 horas a 0°C. O ACC foi então filtrado durante o tempo que ele ainda foi estável em suspensão, usando um funil Buchner, e a torta de filtrado foi seca usando um forno regular a 40-50°C.

Exemplo 2

[0070] A solução de cálcio continha 1 litro de água, 88,8g de cloreto de cálcio e 700mg de ácido cítrico. A solução de carbonato continha 1 litro de água e 84,8g de carbonato de sódio. A solução estabilizante continha 200ml de água e 1,4g de ácido cítrico e 350ml de etanol foi usado como o solvente orgânico. As soluções de cálcio e carbonato foram misturadas juntas para precipitar ACC não estabilizado, a solução de estabilizador foi adicionada à suspensão de ACC após 20 segundos seguido pelo etanol criando suspensão de ACC estabilizada. A suspensão de ACC estabilizada resultando ACC estabilizado por pelo menos 3 horas em solução a ~20°C e por pelo menos 9 horas a 0°C. O ACC foi então filtrado durante o tempo ele estava estável em suspensão, usando um funil Buchner, e a torta de filtrado foi seca usando um forno a vácuo a 40-50°C, 400mb sob atmosfera de nitrogênio.

Exemplo 3

[0071] A solução de cálcio continha 1 litro de água, 88,8g de cloreto de cálcio e 888mg de fosfotreonina. A solução de carbonato continha 1 litro de água e 84,8g de carbonato de sódio. 1,776g de ácido cítrico foi dissolvido em 350ml de etanol. As soluções de cálcio e carbonato foram misturadas em conjunto para precipitar ACC não estabilizado e a solução estabilizadora de etanol foi adicionada à suspensão de ACC após 20 segundos criando uma suspensão de ACC estabilizada. A suspensão de ACC estabilizada resultando ACC estabilizado por pelo menos 5 horas em solução a ~20°C e por pelo menos 9 horas a 0°C. O ACC foi então filtrado durante o tempo em que ele ainda era estável em suspensão, usando um funil Buchner, e a torta de filtrado foi seca usando um forno regular a 40 50°C.

Exemplo 4

[0072] A solução de cálcio continha 1 litro de água, 88,8g de cloreto de cálcio, 20g de sucrose e 3,35g de hidróxido de sódio. A solução de carbonato continha 1 litro de água e 84,8g de carbonato de sódio. A solução estabilizante continha 200ml de água 40g de sucrose e 6,67g de hidróxido de sódio e 350ml de etanol foi usado como o solvente orgânico. As soluções de cálcio e carbonato foram misturadas em conjunto para precipitar ACC não estabilizado, a solução de estabilizador foi adicionada à suspensão de ACC após 20 segundo seguida pelo etanol criando suspensão de ACC estabilizada. A suspensão de ACC estabilizada resultante compreendeu ACC estável por pelo menos 10 horas a ~20°C e por pelo menos 24 horas a 0°C. O ACC foi então centrifugado usando uma centrífuga de bancada a 4000rpm por 5 minutos, o sobrenadante foi descartado e o produto concentrado foi liofilizado usando um liofilizante a - 80°C e vácuo elevado pela noite.

Exemplo 5

[0073] A solução de cálcio continha 1 litro de água, 88,8g de cloreto de cálcio, 10g de serina e 3,8g de hidróxido de sódio. A solução de carbonato continha 1 litro de água e 84,8g de carbonato de sódio. A solução estabilizante continha 200ml de água, 20g de serina e 7.62g de hidróxido de sódio e 350mI de etanol foi usado como o solvente orgânico. As soluções de cálcio e carbonato foram misturadas em conjunto para precipitar ACC não estabilizado, a solução estabilizadora foi adicionada à Suspensão de ACC após 20 segundo seguida pelo etanol criando suspensão de ACC estabilizada. A suspensão de ACC estabilizada resultante compreendeu ACC estável por pelo menos 2 horas a ~20°C e por pelo menos 8 horas a 0°C. O ACC foi então centrifugado usando uma centrífuga de bancada a 4000rpm por 5 minutos, o sobrenadante foi descartado e o produto concentrado foi líofizado usando um liofilizador a - 80°C e vácuo elevado pela noite.

Exemplo 6

[0074] A solução de cálcio continha 1 litro de água, 88,8g de cloreto de cálcio, 10g de serine e 3.8g de hidróxido de sódio. A solução de carbonato continha 1 litro de água e 84,8g de carbonato de sódio. A solução estabilizante continha 200ml de água 20g de sucrose e 7,62g de hidróxido de sódio e 350ml de etanol foi usado como o solvente orgânico. As soluções de cálcio e carbonato foram misturadas em conjunto para precipitar ACC não estabilizado, a solução estabilizadora foi adicionada à Suspensão de ACC após 20 segundos seguida pelo etanol criando suspensão de ACC estabilizada. A suspensão de ACC estabilizada resultante compreendeu ACC estável por pelo menos 6 horas a ~20°C e por pelo menos 24 horas a 0°C. O ACC foi então centrifugado usando uma centrifuga de bancada a 4000rpm por 5 minutos, o sobrenadante foi descartado e o produto concentrado foi liofilizado usando um liofilizador a - 80°C e vácuo elevado pela noite.

[0075] Fig. 1 e 2 mostra espectros Raman e XRD de ACC representativo de amostras secas preparadas de acordo com Exemplos 1 e 2 acima, Fig. 3 e 4 mostram os espectros XRD de vaterita e calcita, por comparação.

[0076] Enquanto a presente invenção foi particularmente descrita, pessoas versadas na técnica apreciarão que muitas variações e modificações podem ser feitas. Portanto, a invenção não deve ser construída como restrita às modalidades particularmente descritas, e o escopo e conceito da invenção serão mais prontamente entendidos por referência às reivindicações, as quais seguem.

Claims

1. Método para preparar carbonato de cálcio amorfo (ACC), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: i) combinar uma solução aquosa compreendendo um sal de cálcio solúvel e um primeiro estabilizador com uma solução aquosa compreendendo um carbonato solúvel a fim de formar uma suspensão de ACC; e ii) adicionar um solvente orgânico miscível em água e uma solução compreendendo um segundo estabilizador, simultaneamente ou sequencialmente em qualquer ordem contanto que dito segundo estabilizador e solvente orgânico entrem em contrato com dita suspensão de ACC dentro de 2 minutos de sua formação, obtendo, dessa forma, uma suspensão estabilizada de ACC; em que o primeiro estabilizador e o segundo estabilizador são os mesmos ou diferentes; e em que a quantidade total do estabilizador constitui até 12 % em peso da suspensão de ACC estabilizada, e o solvente orgânico miscível em água constitui pelo menos 5 % em peso da suspensão de ACC estabilizada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: i) preparar uma solução aquosa compreendendo um sal de cálcio solúvel e o primeiro estabilizador; ii) preparar uma solução aquosa compreendendo um carbonato solúvel; iii) preparar uma solução aquosa compreendendo o segundo estabilizador; iv) preparar uma solução compreendendo um solvente orgânico miscível em água; e v) combinar a solução preparada na etapa ii) com a solução preparada em etapa i) a fim de formar uma suspensão de ACC, seguida por adição das soluções preparadas em etapas iii) e iv), simultaneamente ou sequencialmente em qualquer ordem contanto que ditas soluções entrem em contato com dita suspensão de ACC dentro de 2 minutos de sua formação, obtendo dessa forma dita suspensão estabilizada de ACC.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: i) preparar uma solução aquosa compreendendo um sal de cálcio solúvel e o primeiro estabilizador; ii) preparar uma solução aquosa compreendendo um carbonato solúvel; iii) preparar uma solução do segundo estabilizador em um solvente orgânico miscível em água; e iv) combinar a solução preparada em etapa i) e ii) a fim de obter uma suspensão de ACC, seguida ao adicionar a solução preparada em etapa iii) para a suspensão de ACC dentro de 2 minutos de sua formação, a fim de formar uma suspensão de ACC estabilizada.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: i) preparar uma solução aquosa compreendendo um sal de cálcio solúvel e o primeiro estabilizador; ii) preparar uma solução aquosa compreendendo um carbonato solúvel e combiná-la com dito sal de cálcio de etapa i), obtendo dessa forma uma suspensão de ACC; iii) preparar uma solução aquosa do segundo estabilizador, obtendo dessa forma uma solução estabilizante; iv) combinar dita solução estabilizante com dita suspensão de ACC; e v) adicionar um solvente orgânico miscível em água, em que a solução estabilizante e o solvente orgânico são adicionados à suspensão de ACC dentro de 2 minutos de sua formação, a fim de formar uma suspensão de ACC estabilizada.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito sal de cálcio é cloreto de cálcio; ou dito sal de cálcio e dito carbonato estão presentes em uma razão molar de 0,5 a 2,0; ou a concentração da solução de sal de cálcio solúvel é a partir de 4mM a 2M, e em que a concentração da solução de carbonato solúvel é a partir de 4mM a 2M; ou ditos primeiro e segundo estabilizador são diferentes; ou dito primeiro estabilizador e dito segundo estabilizador são os mesmos; ou a etapa de adicionar o segundo estabilizador e solventes orgânicos miscíveis em água é desempenhada em uma temperatura entre - 10°C e 60°C, preferencialmente entre -3°C e temperatura ambiente, e mais preferencialmente entre 0°C e 15°C; ou o primeiro estabilizador compreende uma combinação de dois ou mais compostos estabilizadores; ou o segundo estabilizador compreende uma combinação de dois ou mais compostos estabilizadores; ou dito carbonato solúvel é um carbonato alcalino ou carbonato de amônia, preferencialmente em que dito carbonato alcalino é lítio, sódio ou carbonato de potássio; ou dito solvente orgânico miscível em água é selecionado a partir do grupo consistindo em álcoois e cetonas inferiores; preferencialmente em que o solvente orgânico miscível em água é selecionado a partir do grupo consistindo em metanol, etanol, propanol, álcool isopropílico, acetona, dietil cetona e cicloexanona, preferencialmente em que o solvente orgânico miscível em água é etanol.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e segundo estabilizador são cada um selecionados independentemente a partir do grupo consistindo em ácidos orgânicos, ácidos orgânicos fosforilados, ésteres fosfóricos ou sulfúricos de ácidos hidroxi carboxílicos, aminoácidos fosforilados e derivados dos mesmos, e compostos orgânicos suportando hidroxil combinados com hidróxidos alcalinos.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o ácido orgânico é selecionado a partir de ácido carboxílico tendo pelo menos dois grupos carboxílicos e peso molecular não maior do que 250g/mol; preferencialmente em que o ácido carboxílico é selecionado a partir de ácido cítrico, ácido tartárico e ácido málico; ou pelo menos um dentre o primeiro e segundo estabilizador é um éster sulfúrico ou fosfórico de um ácido hidroxi carboxílico, um derivado de aminoácido fosforilado ou um éster sulfato de aminoácido; preferencialmente em que pelo menos um dentre o primeiro e segundo estabilizador é selecionado a partir de fosfoenolpiruvato, fosfocreatina, fosfoserina, fosfotreonina, sulfoserina e sulfotreonina; ou pelo menos um dentre o primeiro e segundo estabilizador é um hidroxil suportando composto orgânico combinado com um hidróxido alcalino, em que o hidroxil suportando composto orgânico é selecionado a partir de mono-, di-, tri-, oligo- e poli-sacarídeos; e hidroxil não fosforilados suportando compostos, preferencialmente aminoácidos não fosforilados; preferencialmente em que pelo menos um dentre o primeiro e segundo estabilizador é selecionado a partir do grupo consistindo em glucose, manose, frutose, sucrose, glicerol, serina e treonina, e em que o hidróxido alcalino é selecionado a partir de hidróxido de sódio e hidróxido de potássio; ou pelo menos um dentre o primeiro e segundo estabilizadores é selecionado a partir do grupo consistindo em polióis combinados com um hidróxido de metal alcalino, aminoácidos fosforilados, éster sulfato de aminoácidos, ácidos carboxílicos, ácidos tri carboxílicos, aminoácidos não fosforilados suportando hidroxil combinados com um hidróxido de metal alcalino, e qualquer combinação dos mesmos, em que a quantidade total de estabilizador em dita suspensão de ACC estabilizada é a partir de 1 a 1000 mM; ou pelo menos um dentre o primeiro e segundo estabilizador é um aminoácido fosforilado, em que sua concentração total em dita suspensão de ACC estabilizada é a partir de 2 a 200 mM; ou pelo menos um dentre dito primeiro e segundo estabilizador é ácido cítrico, em que sua concentração total em dita suspensão de ACC estabilizada é a partir de 1 a 200 mM; ou pelo menos um dentre o primeiro e segundo estabilizador é um poliol combinado com um hidróxido de metal alcalino, ou um hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido combinado com um hidróxido de metal alcalino, em que o poliol ou concentração total de aminoácido em dita suspensão de ACC estabilizada é a partir de 10 mM a 1000mM e a concentração total de hidróxido em dita suspensão de ACC estabilizada é entre 1mM a 2000mM.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de separar dito ACC a partir de dita suspensão de ACC estabilizada e secar, obtendo dessa forma um pó de ACC estável; preferencialmente em que a etapa de separação compreende filtrar ou centrifugar, e dita etapa de secar compreende aquecer ou secar a frio; ou em que dito pó de ACC estável compreende menos que 15 % em peso de água, preferencialmente menos que 8 % em peso de água, e de cálcio entre 30 e 35 % em peso.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: i) preparar uma solução aquosa de cloreto de cálcio em uma concentração de até 1M e um primeiro estabilizador em uma quantidade de entre 1 a 80 mmol por 1 mol de cloreto de cálcio; ii) preparar uma solução aquosa de carbonato de sódio namesma concentração molar como o cloreto de cálcio em etapa i), e combiná-lo com dito sal de solução de cálcio de etapa i), obtendo dessa forma uma suspensão de ACC; iii) preparar uma solução estabilizante compreendendo 350 g de etanol por um mol de cloreto de cálcio em etapa i), e um segundo estabilizador o qual é o mesmo que o primeiro estabilizador usado em etapa i) mas em quantidade dobrada; e iv) combinar dita solução estabilizante com dita suspensão de ACC dentro de 2 minutos de sua formação, obtendo dessa forma uma suspensão estabilizada de ACC; preferencialmente em que dito primeiro e segundo estabilizador em etapas i) e iii) é fosfoserina em quantidades de 6 mmol e 12 mmol por um mol de cálcio, respectivamente, dito método adicionalmente compreendendo filtrar dita suspensão estabilizada de ACC e secar em um vácuo em uma temperatura de entre 40°C e 50°C; ou em que dito primeiro e segundo estabilizador é sucrose com hidróxido de sódio em quantidades de 70 mmol de sucrose e 100 mmol de NaOH por 1 mol de cálcio de etapa i) e 140 mmol de sucrose e 200 mmol de NaOH por 1 mol de cálcio em etapa iii), dito método adicionalmente compreendendo isolar o ACC ao centrifugar ou secar a frio.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende combinar em mistura aquosa cloreto de cálcio, um carbonato alcalino; e um ácido orgânico fosforilatado, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre 2,5 e 5 % em peso de ACC, entre 0,001 e 0,2 % em peso de ácido dicarboxilíco ou tri carboxílico e ácido orgânico fosforilatado, e entre 8 e 32 % em peso de etanol; ou um ácido dicarboxilíco ou tricarboxilíco, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre 2,5 e 5 % em peso de ACC, entre 0,001 e 0,2 % em peso de ácido dicarboxilíco ou tricarboxilíco, e entre 8 e 32 % em peso de etanol; ou um ácido dicarboxilíco ou tri carboxílico, um ácido orgânico fosforilatado, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre 2,5 e 5 % em peso de ACC, entre 0,001 e 0,2 % em peso em total de ácido dicarboxilíco ou tri carboxílico e ácido orgânico fosforilatado, e entre 8 e 32 % em peso de etanol; ou sacarídeo com hidróxido de sódio, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre 2,5 e 5 % em peso de ACC, entre 1 e 4 % em peso de sacarídeo, 0,5 % em peso de hidróxido, e entre 10 e 15 % em peso de etanol; ou um hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido com hidróxido de sódio, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre 2,5 e 5 % em peso de ACC, entre 1 e 4 % em peso de hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido, 0,5 % em peso de hidróxido, e entre 10 e 15 % em peso de etanol; ou o carbonato alcalino é carbonato de sódio, um hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido, um sacarídeo e hidróxido de sódio, e álcool, obtendo dessa forma uma suspensão de ACC estabilizada contendo entre 2,5 e 5 % em peso de ACC, entre 1 e 4 % em peso em total de hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido e sacarídeo, 0,5 % em peso de hidróxido, e entre 10 e 15 % em peso de etanol.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de separar o ACC a partir da suspensão e secar, obtendo dessa forma um pó de ACC estável compreendendo entre 75 e 88 % em peso de CaCO3 e menos que 10 % em peso de água.

12. Suspensão de ACC estabilizada, caracterizada pelo fato de que é produzida conforme método definido na reivindicação 1, compreendendo entre 2,5 e 5 % em peso de ACC, entre 0,05 e 0,2 % em peso de ácido orgânico fosforilatado, e entre 10 e 15 % em peso de etanol; ou compreendendo entre 2,5 e 5 % em peso de ACC, entre 0,05 e 0,2 % em peso de ácido orgânico, e entre 10 e 15 % em peso de etanol; ou contendo entre 2,5 e 5 % em peso de ACC, entre 1 e 4 % em peso de sacarídeo, 0,5 % em peso de hidróxido, e entre 10 e 15 % em peso de etanol; ou contendo entre 2,5 e 5 % em peso de ACC, entre 1 e 4 % em peso de hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido, 0,5 % em peso de hidróxido, e entre 10 e 15 % em peso de etanol.

13. Pó de ACC estável, caracterizado pelo fato de que é produzido conforme método descrito na reivindicação 11, compreendendo entre 75 e 88 % em peso de CaCO3, menos que 10 % em peso de água, e ácido orgânico fosforilatado; ou compreendendo entre 75 e 88 % em peso de CaCO3, menos que 10 % em peso de água, e ácido orgânico; ou compreendendo entre 75 e 88 % em peso de CaCO3, menos que 10 % em peso de água, e entre 1 e 5 % em peso de sacarídeo; ou compreendendo entre 75 e 88 % em peso de CaCO3, menos que 10 % em peso de água, e entre 1 e 5 % em peso de hidroxil não fosforilatado suportando aminoácido.

14. Uso de uma suspensão ou pó, conforme descrito em quaisquer das reivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo fato de ser em corantes, produtos de papel, plásticos, tintas, adesivos, produtos de restauração de mármore, dispositivos médicos, farmacêuticos, suplementos alimentares, e/ou aditivos alimentares.