CH201942A - Verfahren zur Herstellung von Solen bezw. Suspensionen organischer Substanzen. - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur   Herstellung von Solen    bezw. Suspensionen organischer Substanzen.



   Die Notwendigkeit oder Zweckmässigkeit, gewisse Substanzen in kolloidaler Form zu verwenden,   ilst beka. nnt. Troid, ewn hierbei    Struktur und Gestalt der kolloidalen Teilchen und ihre Dauerhaftigkeit von   wesent-      licher Bedeutung sein konnen,    z. B. auf dem Gebiet der Farben, der Pharmaceutika usw., ist es bisher nicht gelungen, kolloidalen Teilchen nach Wahl bestimmte Formen zu verleihen und sie in der gewählten Gestalt und Grosse zu erhalten.



   Die vorliegende Erfindung, die ein Verfahren zur Herstellung von Solen bezw.



  Suspensionen kolloidaler Teilchen betrifft,   lost diese Aufgabe.   



   Man weiss, da¯ die Kristallgestalten des gleichen Stoffes je nach dem L¯sungsmittel, aus dem er auskristallisiert, verschieden sein können, und   da. ss    es bei der Kristallisation in Gegenwa rt von Fremdstoffen zur Misch Kristallbildung kommen ka. nn. Versuche    haben nun zu der uberra. sohenden Feststel-      lung geführt, dass in den    Solen schwer- oder   nicht wasserlöslicher, gegebenenfalls lipoid- lösliciier Stoffe grenzflächenaktive, kolloidale    Substanzen, wie sie gelegentlich h als Stabili  satoren oder Sohutzkolloide verwendet wer-    den, unter bestimmten UmstÏnden die Rolle eines L¯sungsmittels  bernehmen k¯nnen.

   Sie erm¯glichen dann, wie jene, Teilchentransport und Teilchenwachstum ;   versehiedene    grenzflÏchenaktive Schutzkolloide lassen ebenso wie   versoMedene Lösungsmittel ver-    schiedene Teilchengestalten des gleichen Stoffes entstehen - wobei die ihnen innewohnenden eigenen Richtkräfte oder Mischkristallbildungen eine Rolle spielen mögen-und   wirken je nach Temperatur, Konzentrations-    verhÏltnissen und chemischen, sowie physikalischen Eigenschaften formgebend und stabilisierend.



   Zugleich ist ermittelt   worden, dass die    genannten, grenzflächenaktiven Substanzen unter bestimmten   Umständen {lediglich das    Zusammenballen der in einem Sol sich bil   denden kolloida-len Teilchen verhindern und    eine   exakte Fixierung. durch andere Ein-    fl sse gebildeter Teilchenformen erm¯glichen, ohne selbst einen Einfluss auf die   Teilchen-    gestalt, auszuüben.   



   Ausgehend von diesen grundlegenden Er-      kenntnissen    werden erfindungsgemäss echte, mit organischen L¯sungsmitteln hergestellte Lösungen im wesentlichen   nicht wasserlös-    licher   organiseherSubstanzen    in wasserhal   tigeMedien,insbesondereWasser,eingetra-    gen und den   organischen Substanzen wähl-    bare, bleibende Formen erteilt, indem man die Sole bezw.

   Suspensionen unter r Verwen   dung von kolloiden, grenzflächenaktiven Zu-    satztosoffen hentellt
E.   zeigtsich,dassmanmiteinemder-    artigen Verfahren in willkürlich regelbarer Weise isotrope, kugelige oder anisotrope Teilehen. letztere wiederum nach   Wahl in Plätt-    chen-, Faden-, Nadel-, P. rismenform oder dergl. herstellen kann und   damit ein ausser-       ordentlich wertvolles Mittel gefunden hat,    um den verschiedenartigsten Stoffen, wie z.

   B. künstlichen plastischen   Alassen,    viskosen Flüssigkeiten, Kautschuk, Kunstfasern, Farbstoffen,   diagonostischen Mitteln    usw., bestimmte Eigenschaften (DeckfÏhigkeit der Farbe, ElastizitÏt der Faser und dergl.) zu verleihen oder kolloidchemisehe Arbeitsprozesse, das Trocknen von Kolloiden   u.    a. m. zu beeinflussen.



   Bei der einen der Ausf hrungsformen des neuen Verfahrens geht man zwecks Herstellung anisotroper Teilchen von bestimmbarer Gestalt so   var,    daB bei der Bereitung und d Weiterbehandlung des Sols   Temperatu-    ren   unterhalb des Schmelzpunktes der klein-    sten Teilchen eingehalten und dem Sol grenzflÏchenaktive, kolloide Stoffe zugesetzt werden, die mit dem Solbildner chemisch und physikalisch verwandt sind.



   So, wie beispielsweise die aus einer alkoholischen   Losung    eines   beliebigen, wasserun-    löslichen Stoffes bei der   Misehung    mit einer geeigneten Menge   Wasser und unter Ver-       meidung gröberer Turbulenzerscheinungen    ausfallenden Teilehen zu   regelrechten Kri-      stalliten anwachsen,    sofern die   Alkoholkon-      zentration hoch genug bleibt, um    eine   ge-    wisse Löslichkeit des Stoffes in dem Alkohol Wassergemisch, und damit Teilchenwande  run.    g, sicherzustellen,  bernehmen im Falle der Erfindung die erwähnten Zusatzstoffe, gegebenenfalls in ganz wesentlich geringerer Konzentration als der Alkohol,

   und nach einer   völligen oder tcilweisen Verdrängung,    z. B. Verdampfung desselben, die Rolle von L¯sungsmitteln.



   Das in Gegenwart, von   chemisch und    physikal   isch.verwandtengrenzflächenaktiven       kolloiden Zusatzstoffen auftretende Teilchen-      waehatum    ist ein genichtetes, und die Teil   chengestalten sind Infolgedessen regelmässige.   



  Dabei wird die Form der Teilchen im Einzelfall, abgesehen von den dem   Solbildner    innewohenden RichtkrÏften, durch die   Tem-    peratur, die Art der   Zusatzstoffe, ihre Kon-    zentration im Verhältnis zur des Sol  bildners,    durch die Art der Mischung von L¯sungsmittel. Solbildner, Zusatzstoff und wässriger Phase bestimmt. Im Einzelfall ist zwa der Anteil an der Formung der Teil  ehen, den die Richtkräfte    des Solbildners selbst oder jene der Zusatzstoffe haben, sowie die Frage, ob die Teilchengestaltung auf Mischkristallbildung zur ckzuf hren ist oder dergl., verschieden zu beurteilen ; jedoch ist es gelungen, für die Gewinnung bestimmter Teilohenformen spezifische   Regeln aufzustel-    len.



   Geht man bei der Herstellung   anisotroper    Teilchen von   Solbildnern    aus, die von Natur oder nach einem chemischen Eingriff eine im wesentlichen langgestreckte   Molekülform    aufweisen und deren   Molekiile    von Natur oder infolge chemischen Eingriffes einen pola  ren Bau besitzen,    so kann man beispielsweise sta bf¯rmige Teilchen erzielen, indem der Zusatzstoff in niederen, vorzugsweise wesentlich unter   der Konzentration des Solbildners    liegenden Konzentrationen verwendet wird.



  Zur   Herstellung plättchen-oder prismenfor-      miger Teilchen    geht man mit der   Konzentra-    tion des Zusatzstoffes höher, zum Beispiel   über diejenige des ssolbildners.   



   Die   auf diesem Wege willkürlieh erzeug-    ten liolloidalen Teilchen lassen sich dann erfindungsgemϯ spontan in der gew nschten Grosse konservieren, indem man dem Sol    grenzflächenaktive, kolloide Substanzen zu-    setzt, die   mit'demSolbildner.ohemitschund       physikalischnichtverwandtsind.Istalso      beispielsweise der Solbildner ein Lipoid,    so ka. die Form der Solteilohen   und die. Sta-    bilitÏt der Sole durch Zusätze von kolloidalem Eiwei¯ oder Kohlehydraten erreicht    werden..Schwerodernichtwasserlösliche Eiweisskolloide dagegen lassen sieh. durch    Kohlehydrate stabilisieren. Auch kann die   Stabilisierung. durch    rasche   Abkü, hlung des    Sols unterstiitzt werden.



   Die beschriebene Wirkung von Zusatzstoffen, die mit dem.   Sol, bitldner ohemisch oider      physikalischnichtverwandt    sind, wird nun nach dem neuen Verfahren auch dazu benützt, um beständige isotrope Sole   herzustel-    len. Hier geht man so   vor,dassbei    der Bereitung   undWeiterbehandlungdesSolsTem-      peraturen    oberhalb des'Schmelzpunktes der gr¯¯ten Teilchen eingehalten werden und    dass die. sich bildenden flüssigen und infolge-    dessen kugelförmigen kolloiden Teilchen   .durchd)ie'chemisch    und physikalisoh nicht verwandten Zusatzstoffe stabilisiert werden.



   In manchen Fällen kann es erwünscht sein, die in ihrer   Form bestimmbaren Teil-    chen mit   LängenoderDurchmeas.e'rnauszu-       statten, die ausserordentlich gering sind und    zum Beispiel 10-4 bis 10-5cm nicht   liber-      schreiten.

   Dieses    Ziel lässt sich in weiterer    AusbildungdesErfindungsgedankens.da-    durch erreichen, daB eine wenigkonzentierte, beispielsweise   0,      2% ige, echte Lbsung    der    AusgangBsubstanz m organischen Lösungs-      m, itteln unter    hohen Temperaturen rasch und innig mit einem gro¯en Volumen des wäBrigen Mediums gemischt wird und daB nach dom   erfindungsgemässenZugeibengrenzflä-       chenaktiverZusatzstoffedurchEindampfen    der Sole   nachträglich.diegewünschteKon-      zentration erreicht wird.   



   Die   Arbeitstemperaturwirdhierbei    je nach der   Herstellung anisotroper    bezw. isotroper   Teilchen umd unter Beachtung des    L¯sungsmittels m¯glichst hoch, nÏmlich etwa unmittelbar unter bezw. merklich  ber dem    Schmielzpmikt der Kolloide liegen, wobei natn.rgemä.ssdiedu'rohdiieGrossederTeilchen bedingte Veränderlichkeit des Sehmelzpunk- teszuberüekEichtigenist.



   NachstellendsindeinigeBeispielefürdas    erfindungsgemϯe Verfahren dargelegt, die all,   durch den Leitgedanken bestimmt smd,       kolloidalen Teilchen in wässrigen oder was-      serhaltigen    Medien   dadurch regelbare For-    men   zu'geben,dassindemSol!dasLos.ungs.-    mittel,   z.    B. Alkohol, ganz oder teilweise durch kolloide Zusatz  stoffe ersetzt.wird.   



   Beispiel I: Cholesterinsol. a) Herstellung isotroper, kugelf¯rmiger Teilchen. 12 cm3 Propylalkohol mit 0, 4   g    Cholesterin werden fraktionsweise in 100 cm3 Wasser   eingetra,genund.    bei etwa.   35    bis 50¯ C rasch gemischt. Der Alkohol wird vertrieben, das Sol bei 30¯ im Vakuum auf 25 cm3 eingedampft. Als Stabilisator, der die entstehenden Teilchen sofort einhüllt, kann    Albumin,GelatineundGlykogen-etwa.   



  35 % der   Cholesterinmenge-dienen.       b)    Herstellung anisotroper,   nadel-oder      fadclzenformiger Teilchen.    0,   4    g Cholesterin werden in 12 cm3 Propylalkohol gel¯st ; 0, 1 g Lecithin werden als verwandter Zusatzs. toff in 2, 5   cm3      Äthyladkohol,    gelöst. Das Gemisch beider L¯sungen wird stufenweise in 100   em3    Wasser eingetragen. Optimaltemperatur ist 35¯, Maximaltemperatur 45¯. Das Vertreiben der Losungsmittel usw. erfolgt wie unter   a).    Die   entstehenden nadel-oder       fadenförmigenTeilchenkönnenbeibeliebiger    Gr¯¯e durch die unter a) genannten Zusatzstoffe stabilisiert werden.



     (statut      Lfeoithin      sindaucha < ndere    Phos   phatideoderPhosphaftidgemische,fermeT    Natriumoleat,   Nekal,Igeponusw.anwend-    bar. c) Herstellung anisotroper, plÏttchenf¯rmiger Teilchen, Die Massnahmen'verlaufen wie unter b); es werden aber etwa 0, 4 g   Leoithin    verwendet. 



   Beispiel II: Sudanblau-Sol. a) Herstellung isotroper, kugelf¯rmiger Teilchen.   10cmeinergesättigtenaceton.   



  Lösung   vonSudanMauwerden    bei   18"in    25   em3 Wasser eingetragen. Als Zusatz    dienen 1 %wϯriges Albumin, Gelatine, StÏrke, Gummi   arab., insgesamt    5 em3. Das Gemisch wird auf 20 cm3 bei 30¯ eingedampft. b)   ZZercHMK      anisofroper,    nadel- oder    / < :eM/'orMMerTecssM.10cmeinergesät- tigten aoeton.

   Losung von Sudanblau werden    bei   60"in25cmWassereingetragen.    Als chemisch und physikalisch   vena7andter    Zu  satzstoff dienen    5 cm3 1 %igen wϯrigen    Natriumoleats.NachderMischungwird    rasch auf   18   abgekühlt,    dann Zusatz von   5      eml%igemBlutalbumin,wässrig.    Es entstehen rasch   wachsende,dünne,nadel-oder       fädehenformigeTeilchen,derenWeiterent- wicklungbeiErreichungdergewünschten    Grosse dureh Zusatz von   Gelatinebeendet    wird.



   Beispiel III : Anilinblau-Sol. a) Herstellung isotroper, kugelf¯rmiger Teilchen. 1 %Anilinblau in 5 cm3 Alkohol wird bei 30¯ in 25 cm3 Wasser eingetragen.



  Als Zusatzstoff dient 1 %Natriumoleat, wässrig (5   cm).DasGemisch    wird eingedampft.



   Der   Molekülbau    des   Anilinblaus    ist   lang-    gestreckt und   enbspricht    in   besondererWeise,    sowohl seiner Form als seinem polaren Bau   nach,denVoraussetzungenfürdas    Entstehen a. nisotroper Teilchen. Beraubt man aber das Molekül seines   polarenBaues,indem    man   beispielsweisedasCIdurch    den wasserunlöslichen Säurerest einer hoheren Fettsäure ersetzt, so unterbleibt die zu erwartende Bil  dung    anisotroper Teilehen.

   In Gegenwart von   Natriumoleat    tritt eine alkalische Reaktion auf, so da¯ eine Verschiebung des in reinem    WasserauftretendenHydrolysegleiohgewich-    tes entsteht und teils das Carbonat des   Ani-      linblaus, teils die    freie   Farbbase gebildet    wird, die beide den Voraussetzungen für das Entstehen   anisotroper    Teilchen   nicht entspre-    chen.    b)    Herstellung anisotroper, fÏdchenf¯rmiger Teilchen. 1%Anilinblau in 5   em'Alko-    hol, 1%Lecithin in 5   cmAlkoholwerden      vermischtund    bei 30   stufenweise unter starkem Rühren in 100 cm3 Wasser eingetra  gen.

   Es entstehen zunäehst    isotrope, nach einer Stunde aber anisotrope   fadenförmige    Teilchen ; ihre Stabilisierung kann durch Eiweiss oder Kohlehydrate erfolgen.



   Nach diesem Beispiel bildet ein Stoff von   langgestrecktempolaremMolekülbau,    der   alkoholloslich    und ein Elektrolyt ist, beim Zusatz eines   Lipoids    ein wässriges Sol mit anisotropen Teilchen. Will man dagegen vom gleichen Stoff ein Sol mit isotropen Teilchen herstellen, so kann man, abgesehen von der unter a) genannten Regel, die Isotropisierung auch dadurch herbeiführen, dass man die   MoleküJgestaIt    des Solbildners durch einen chemischen Eingriff oder durch die Veränderung   deraktuellen    Reaktion des   Solo    in geeigneter Weise beeinflusst.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Solen bezw. Suspensionen organischer Substanzen, dadurch gekennzeichnet, dass man echte, mit organischen Losungsmitteln hergestellte Lo sungen im wesentlichen nicht wasserlöslicher organische-r Substanzen in wasserha. ltige Medien einträgt und den organischen Substan- zen wählbare, bleibende Formen erteilt, i. ndem man die Sole bezw. Suspensionen unter Verwendungvonkolloiden,grenzflächenakti- ven Zusatzstoffen herstellt.

   UNTERANSPRUCHE : 1. Verfahren nach dem Patentanspruch, da duroh gekennzeichnet, dass Sole und Sus pensionen mit anisotropen Teilchen gebil- det werden, indem das organische L¯ sungsmittel mindestens teilweise durch dem Suspensions-bezw. Solbildner ehe misch und physikalisch verwandte grenz flächenaktive, kolloide Stoffe ersetzt wird.

   2. Verfahren nach dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung anisotroperTeilchenvonbestimmba.rer Gestalt bei der Herstellung der Sole Temperaturen unterhalb des Schmelz- punktes der kleinsten Teilchen eingehal tenunddenSolen.grenzflächenaktive, kolloide Zusatzstoffe beigegeben werden, die mit dem Solbildner. chemisch und physikalisch-verwandt sind.

   3. Verfahren nach Unteranspruch 2. da durch gekennzeichnet, dass zur Erzielung langgestreckter, stabfonmg anisotroper Teilchen der Zusatzstoff in niederen Konzentrationen verwendet wird.

   4.'VerfahrennachUnteranepmoh3,da- duroh gekennzeichnet, dass die Eonzen- tration des Zusatzstoffes wesentlich un ter der Konzentrationdeissolbildenden Stoffes bleibt.

   5. Verfahren mafoh Unteranspruoh 2, da durch gekennzeichnet, da¯ zur Erzielung flächenhaft amsotroper Teilchen der Zu- satzstoff in höheren Konzentrationen ver wendet wird, die der Konzentration des Solbildners mindestens gleichen.

   6. Verfahren nach Unteranspruoh 2, da durch gekennzeichnet, da¯ die in einem Sol gebildeten,'anisotropen Teilchen in der gewähltenForm.undGrossedurch Zusatzvon.grenzflächenaktivenkolloiden Substanzen stabilisiert werden, die mit dem Solbildner chemisch und physika lisch nicht verwandt sind.

   7. Verfahren nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass für Solbildner aus Dipoiden Eiweiss als Stabilisator dient.

   8. Verfahren nach Untera. nsprueh 6, da durch gekennzeichnet, dass für Solbildner aus Lipoiden kolloidale Kohlehydrate als Stabilisator dienen.

   9. Verfahren nach Unteransprueh 6, da durchgekennzeichnet,da.ssfürssolbildner aus Eiweiss KohlehydrateaJsStabilisa,tor dienen.

   10. Verfahren nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, da¯ f r Solbildner von Kohlehydratcharakter Eiweisse als Stabilisator dienen.

   11. Verfahren nach Patentanspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass für Solbildner von Eohlehydratchara. kter Dipoide als Stabilisator. dienen.

   12. Verfahren nach Unteranspruch 6, da dural gekennzeichnet, dass die Stabilisie- rungderTeilchendurch,rascheAbküh- lung des Sols unterst tzt wird.

   13. Verfahren nach dem Uniranspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass als Aus- gangsstoffefürdieBildung anisotroper Teilchen solche Substanzen dienen, die eine im wesentlichen langgestreckte Mole k lform aufweisen.

   14. Verfahren nach Unteranspruch 13, da,- !durch.gekennzeiehmet,dasssolcheAus- . gangsstoffe Yerwendet werden, deren Moleküle einen polaren Bau besitzen.

   15. Verfahren nach dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Solbild- ner im wesentlichen nicht wasserlösliche, aber lipoidlosliohe Substanzen dienen.

   16. VeTfahrennachdss!mPatentanspTuchzur Erzeugung Ton kolloidalen Teilchen ge ringer Gr¯¯enordnung, dadurch gekenn zeichnet, dass eine wenig konzentrierte, echteLosungderAusgangssubstanzun- ter Verwendung kolloider grenzflÏchen aktiver Zusatzstoffe bei hohen Tempera- turen rasch und innfig mit dem wässrigen Medium gemischt wird, derart, dass die wässrige Phase star k berwiegt.

   17.VerfahrenmachdemPatentanspruch,da- durch gekennzeichnet, dass zur Bildung isotroper Teilchen von beständiger Form dem ssol grenzflächenaktive, kolloide Zu- satzstoffe beigegeben werden, die mit dem Solbildner chemisch und physika lisch nicht verwandt sind.

   18. Verfahren nach Unterans da durchgekennzeichnet,da.ssbeiderBer- stellungderSoleTemperaturenoberhalb desSchmelzpunktesder.grösstenTeilchen eingeha;ltenwerden.

   19. Verfahren nach Unteranspruch 17, da- durchgekennzeichnet,dass bei als Sol bildner dienenden Elektrolyten mit lang gestreckter Molekülgestalt die Isotropisie- rung durch eine Verschiebung des Hydro lysegleichgewiehtes erzielt wird.

   20. Verfahren nach Unteranspruch 17, da durch gekennzeichnet, da¯ bei als Sol bildner dienenden Elektrolyten mit lang gestreckter Molekülgestalt die Isotropi sierung durch Aufhebung des polaren Baues mittels eines chemischen Eingriffes erzielt wird.