CN105308017B

CN105308017B - 用于纯化邻苯二甲酸二辛酯的方法

Info

Publication number: CN105308017B
Application number: CN201480032553.3A
Authority: CN
Inventors: 穆巴里克·阿里·贝希尔; 穆罕默德·拉斐; 埃曼努埃尔·奥塞-特武姆
Original assignee: Saudi Basic Industries Corp
Current assignee: Saudi Basic Industries Corp
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2034-06-04
Also published as: EP3004046A1; US9718758B2; KR20160018515A; AU2014276475B2; US20160096798A1; WO2014195887A1; JP2016527195A; AU2014276475A1; CA2911253A1; CN105308017A

Abstract

公开了一种降低包含邻苯二甲酸二辛酯的组合物的紫外光吸收性能的方法，所述方法包括(a)获得包含邻苯二甲酸二辛酯和苯酞的组合物，其中所述组合物在约230至360nm的波长处具有大于0.1的吸光度，(b)使组合物与活性炭、硅胶、或硅藻土接触足够的时间，以允许苯酞接触活性炭、硅胶、或硅藻土，以及(c)从活性炭、硅胶、或硅藻土除去组合物，其中由步骤(c)获得的组合物在约230至360nm的波长处具有等于或小于约0.1的吸光度，并且当与来自步骤(a)的组合物相比时具有减少量的苯酞。

Description

用于纯化邻苯二甲酸二辛酯的方法

技术领域

本发明总体涉及用于从包含邻苯二甲酸二异辛酯和苯酞(phthalide)的组合物除去苯酞的方法。在具体的方面，可以通过使组合物与活性炭或含有二氧化硅的材料如硅胶或硅藻土、或它们的任何组合接触来除去苯酞。

背景技术

邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)，还被称为邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DEHP)，是来自邻苯二甲酸酯家族的常用增塑剂并已用于柔性聚氯乙烯(PVC)产品至少60年。这些柔性PVC产品用于宽范围的应用和在建筑物、汽车部件、医疗器械(medical device)或设备、和包装应用中发现的材料。

经常用紫外(UV)辐射(波长为约100至400nm)来消毒在医疗器械中使用的塑料。这样的辐射能降解塑料并最终导致塑性失效。如果塑料有效率地吸收UV辐射，这可能恶化，这是因为这样的吸收会导致塑料的物理和化学性能的损失。针对用于人类血液和血液成分的塑料可折叠容器的国际标准ISO 3826-1:2003指出，在230nm至360nm的范围内，容量小于100ml的塑料容器的最大允许吸光度(absorbance)值是0.25。对于大于100ml的容器，对于相同的波长范围，最大吸光度值是0.2。可用于满足这些标准的当前的选择是在塑料中使用这样的成分，其在230nm至360nm范围内具有低吸收性能或限制在该范围内可以吸收的成分的量。

虽然DOP是众所周知的增塑剂，但DOP的当前可用的商业来源不能满足关于用于医疗设备和医疗器械的这种增塑剂的吸收性能的国际标准。另外，绝大多数已知的纯化DOP的方法甚至没有关注UV吸收，更确切地说，这种方法涉及使DOP脱色，使得它可以是光学透明的并且不影响产生的塑料产品的颜色。

发明内容

已发现此问题的解决方案。特别地，已经发现，苯酞，其可以存在于DOP产品中，可导致DOP产品的增加的UV吸光度。还发现，活性炭或含有二氧化硅的材料(例如，硅胶或硅藻土)、或它们的任何组合，可以用来有效地从DOP除去苯酞，降低DOP的UV辐射吸光度，并导致可以在医疗设备/器械中安全地使用的增塑剂。

在一些方面，公开了降低包含邻苯二甲酸二辛酯的组合物的紫外光吸收性能的方法。在其他方面，公开了减少包含邻苯二甲酸二辛酯的组合物中苯酞量的方法。另一方面包括制备增塑剂的方法，所述增塑剂符合针对用于医疗设备或用于实际医疗设备的增塑剂的国际ISO标准(例如，3826-1:2003(E))。方法可以包括(a)获得包含邻苯二甲酸二辛酯和苯酞的组合物，其中所述组合物在约230至360nm的波长处具有大于0.1的吸光度，(b)使组合物与活性炭或含有二氧化硅的材料(例如，硅胶或硅藻土)接触足够的时间，以允许苯酞接触活性炭或含有二氧化硅的材料(例如，大于25、30、35、40、45、50、55、或60分钟或更长)，以及(c)从活性炭或含有二氧化硅的材料除去组合物，其中获自步骤(c)的组合物在约230至360nm的波长处具有等于或小于约0.1的吸光度和/或当与来自步骤(a)的组合物相比时具有减少量的苯酞。来自步骤(a)的组合物在约230nm的波长处可以具有大于0.1的吸光度值以及获自步骤(c)的组合物在约230nm的波长处可以具有等于或小于约0.1的吸光度。来自步骤(a)的组合物在230纳米的波长处可以具有约0.35至约0.40的吸光度。在进行接触步骤(b)和除去步骤(c)之后，对于在步骤(a)中的组合物，在约230nm的波长处的吸光度值可以减小至少1倍(a factor of at least 1)。在进行接触步骤(b)和除去步骤(c)之后，方法会导致从来自步骤(a)的组合物除去至少50、60、70、80、或90％的苯酞。在具体方面，可以除去至少80或90％的苯酞。在一些方面，来自步骤(a)的组合物是液体形式以及活性炭或含有二氧化硅的材料是固体形式(例如，微粒、颗粒状、珠状、粉状等)。可以进行上述方法，使得流动相是来自步骤(a)的组合物以及固定相是活性炭或含有二氧化硅的材料，并且流动相越过或通过固定相或流动相与固定相混合。在某些方面，可以使用柱色谱法(柱层析法，column chromatography)。在一些实施方式中，活性炭或含有二氧化硅的材料可以吸收或结合于苯酞以从DOP组合物将它除去，条件是苯酞接触活性炭或含有二氧化硅的材料足够时间段以允许苯酞被活性炭或含有二氧化硅的材料吸收或结合于活性炭或含有二氧化硅的材料。在一些方面，活性炭或含有二氧化硅的材料可以被包括在第二组合物中。另外，可以设想，活性炭和/或含有二氧化硅的材料的组合(例如，活性炭和硅胶，活性炭和硅藻土，硅胶和硅藻土，或活性炭、硅胶、和硅藻土)可以用来从DOP组合物除去苯酞。上述方法还可以包括进一步的步骤(d)如分离、纯化、或萃取获自步骤(c)的组合物。这种分离、纯化、或萃取步骤可以包括从获自步骤(c)的组合物进一步除去邻苯二甲酸二辛酯。可以借助于抗溶剂(例如，水)来进行分离或纯化或萃取步骤。在一些情况下，在步骤(c)或(d)之后，没有进行进一步的处理步骤，因为没有进行进一步的纯化/分离/萃取。获自步骤(c)的组合物可以用作制品中的增塑剂。制品可以是塑料容器或管子(tubing)。制品可以是医疗设备或医疗器械或塑料件或材料，其是医疗设备或医疗器械的部分或形成医疗设备或医疗器械的部分(例如，静脉管和袋(intravenous tubing and bags)、导管(catheter)、鼻胃管、透析袋和管、血袋和输液管、空气管等)。在某些方面，获自步骤(c)的组合物符合对于在医疗设备或医疗器械中使用的增塑剂的UV吸收性能或实际医疗设备或医疗器械的UV吸收性能的国际ISO标准(例如，ISO 3826-1:2003(E))。在一些方面，来自步骤(a)的组合物可以包含至少100、200、300、400、或1000ppm或包含按重量计至少0.01、0.02、0.03、0.04、或0.1％、或更多的苯酞，或100至1000ppm或按重量计0.01至0.1％的苯酞。在某些方面，来自步骤(a)的组合物可以包含100至600ppm或包含按重量计0.01至0.06％的苯酞。在更进一步的方面，来自步骤(a)的组合物可以包含300至600ppm或包含按重量计0.03至0.06％的苯酞。

在另一种实施方式中，存在包含邻苯二甲酸二辛酯的组合物，所述组合物是通过在上文或在整个说明书中讨论的任何一种方法生产的。另外，还公开了通过在上文或在整个说明书中讨论的任何一种方法所生产的增塑剂。

依据以下附图、详细描述、和实施例，本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见。然而，应当理解的是，虽然说明本发明的具体实施方式的附图、详细描述、和实施例，仅通过说明的方式给出而并不意味着是限制性的。另外，可以设想，依据该详细描述，对于本领域技术人员而言，在本发明的精神和范围内的改变和修改将变得显而易见。

附图说明

图1：示出在水的存在下在两种不同浓度下纯苯酞的吸光度的紫外-可见(UV-Vis)光谱。

图2(A)-(C)：示出稀释的苯酞(A)、未处理的DOP(B)、和处理的DOP(C)的吸光度的紫外-可见光谱。

图3：纯苯酞(“纯形式的杂质”)、未处理的DOP、和处理的DOP的GC MS色谱图。

具体实施方式

邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)已用作医疗器械中的增塑剂，所述医疗器械范围从静脉管和袋、导管、鼻胃管、透析袋、管、血袋、输液管、和空气管。原因是，作为增塑剂，DOP效果很好。然而，如以上所讨论的，与这种增塑剂有关的问题之一是目前可用的商业产品具有相对较高的紫外光吸收能力。连同紫外辐射通常用来消毒上述医疗器械的事实，可能大大缩短医疗器械的寿命：塑料材料吸收紫外光辐射，从而损害塑料的物理和化学性能。从供应商的角度来看以及从患者的角度来看，在医疗器械中的塑料的失效呈现了显著的问题。

对于相关于用作增塑剂的含有DOP的组合物的当前的问题，本发明人已发现解决方案。所述解决方案提供了成本和时间有效的方法来降低DOP的紫外光吸收性能。特别地，所述解决方案在于使用活性炭或含有二氧化硅的材料(例如，硅胶或硅藻土)、或它们的任何组合以从DOP快速且有效地除去苯酞。此方法可以用来制造足以用于医疗器械应用的DOP增塑剂产品。

在下面的部分中进一步详细地讨论这些和其他非限制性方面。

A.含有DOP和苯酞的组合物

邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)是邻苯二甲酸的二酯。它是可溶于有机溶剂且不溶于水的粘性无色液体。如以上所讨论的，它具有优异的增塑性能并且通常用作用于聚氯乙烯的增塑剂。对于DOP，存在几个缩略词，如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DEHP)、邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二辛酯等。它的化学结构是：

可以在温和条件下通过2-乙基己醇和邻苯二甲酸酐的酯化来制备DOP。在本发明的上下文中与此方法有关的问题是，苯酞可以存在于邻苯二甲酸酐中。苯酞具有以下结构：

存在苯酞的一个可能的原因在于，邻苯二甲酸酐通常通过邻二甲苯的氧化制备，邻二甲苯首先被转化为邻甲苯甲醛，然后被转化为邻苯二甲酸酐和苯酞。虽然大部分苯酞然后被转化为邻苯二甲酸酐，但一些苯酞留下并被引入包括DOP的组合物。苯酞的吸光度最大波长是约230nm(见图1)，从而使得它相对有效地吸收UV辐射。从DOP组合物/产物除去苯酞会导致更好适用于医疗设备和器械应用的增塑剂。

B.活性炭/含有二氧化硅的材料

可以用来从包含DOP和苯酞的组合物分离苯酞的材料包括活性炭和含有二氧化硅的材料如硅胶或硅藻土。不希望受到理论的束缚，认为，当使包含DOP/苯酞的组合物与活性炭和/或含有二氧化硅的材料接触足够时间段时，苯酞被活性炭和/或含有二氧化硅的材料吸附或结合于活性炭和/或含有二氧化硅的材料。然后，当从活性炭和/或含有二氧化硅的材料除去组合物时，苯酞留下并结合于活性炭和/或含有二氧化硅的材料。这导致包含DOP的组合物，其具有减少量的苯酞因而降低的吸收UV辐射的能力，从而使它可用作医疗设备和器械应用中的增塑剂。

每种活性炭和含有二氧化硅的材料可商购自众多的公司。例如，Co.LLC(St.Louis,MO,USA)提供了在本发明的上下文中可以使用的各种类型的活性炭、硅胶、和硅藻土的良好选择。

关于活性炭(或活性炭黑)，它是已被处理成充满增加可用于吸附或化学反应的表面积的小的、低容积孔的碳的形式。氧或其他气体可以用作用于产生孔的处理剂。它可以被进一步处理或改性以在它的表面上具有另外的反应性基团。存在可以用在本发明的上下文中的几类活性炭。例如，粉状活性炭(PAC)处于微粒形式，作为粉末或细颗粒，其尺寸通常小于1.0mm并且平均直径在0.15至0.25mm之间。相比之下，粒状活性炭(GAC)，与粉状活性炭相比，通常具有相对较大颗粒尺寸，因此呈现较小的外部表面。GAC可以处于粒状或挤出形式。GAC是通过尺寸来指定如8×20、20×40、或8×30(用于液相应用)以及4×6、4×8或4×10(用于气相应用)。以举例的方式，20×40碳由这样的颗粒制成，其将通过美国标准筛孔尺寸20号筛(0.84mm)(一般规定为85％通过)，但被美国标准筛孔尺寸40号筛(0.42mm)保留(一般规定为95％保留)。借助于粘合剂，挤出活性炭(EAC)结合粉状活性炭。可以将活性炭和粘合剂熔合在一起并挤出成所期望的形状(例如，圆柱状活性炭块，其直径通常为0.8至130mm)。珠状活性炭(BAC)通常制造自石油沥青并以大约0.35至0.80mm的直径供给。浸渍碳是多孔碳，其包含无机浸渍剂如碘、银、阳离子(例如，Al、Mn、Zn、Fe、Li、Ca等)。

至于硅胶，它是二氧化硅(SiO₂)的多孔形式。它可以被处理成粒状或珠状形式。可以改性二氧化硅颗粒的表面以具有另外的反应性基团。硅胶颗粒的颗粒尺寸范围通常在约10至1000微米或10至500微米或35至300微米之间。

关于硅藻土，它是天然存在的硅质沉积岩。它典型地具有范围从1、5、10、15、20、25、或更大微米至大于1mm，或更典型地在10至200微米之间的颗粒尺寸。它通常为粉状或粒状形式并呈现白色至灰白色/粉红色外观(参见，例如，产品)。硅藻土的大部分是二氧化硅(按重量计，至少约85或至少约90％是二氧化硅)。

C.接触和除去步骤

如在实施例中所示，接触步骤可以是DOP/苯酞组合物与活性炭或含有二氧化硅的材料的简单混合和搅拌，接着从材料除去组合物。实施例还表明接触步骤可以是更典型的柱色谱设置，其中流动相是DOP/苯酞组合物以及固定相是活性炭或含有二氧化硅的材料。在任何一种情况下，接触步骤应持续足够的时间段以确保活性炭或含有二氧化硅的材料对苯酞的吸附。

可以通过DOP/苯酞组合物从活性炭或含有二氧化硅的材料的简单过滤或分离来进行除去步骤，其中得到的组合物具有减少量的苯酞。根据需要，一旦被分离，不需要对组合物进行进一步的处理和纯化步骤。如在整个说明书中所讨论的，得到的DOP组合物可以用作各种塑料中的增塑剂。值得注意的是，它可以用在医疗器械/医疗设备应用中并且能符合针对此类器械/设备的UV吸光度国际标准。

市场上的目前产品不符合这些标准或需要大量的处理步骤，从而增加了与使这样的增塑剂用于医疗器械和设备应用有关的成本。

实施例

将通过具体实施例来更详细地描述本发明。提供以下实施例仅用于说明的目的，而并不旨在以任何方式来限制本发明。本领域的技术人员将容易认识到各种非关键参数，其可以被改变或修改以产生基本上相同的结果。

实施例1

(活性炭)

此实施例提供了证实本发明的方法可以用来从邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)样品除去苯酞的数据。实验装置包括使用玻璃柱来处理在活性炭上的邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)(获自SABIC(沙特阿拉伯)的DOP。采用已知重量的活性炭并使相当于一个床体积的DOP通过，然后，为了紫外光分析的目的，在120℃下，用水(1:10w/w)萃取得到的DOP样品20分钟，接着分离含水部分并利用1cm测定池(孔，cell)在600-200nm的范围内进行扫描。

通过采用约55g活性炭，其在约50mm内径的玻璃量筒中占据约85ml容积，来进行实验。活性炭是来自Kureha Chemical Industry(日本)的珠状活性炭(BAC)，其具有MP级和0.5±0.05mm的平均颗粒尺寸。流量范围为2-4ml/min。根据床体积来收集馏分(fraction)并在三个波长下测量水萃取物的UV吸光度(表1)。图2A-C包括三个光谱扫描：(A)是对照，其包括稀释的苯酞；(B)是处理前的DOP样品；以及(C)是处理后的DOP样品。图2A-C证实，在230nm处，处理的DOP的吸光度大大低于预处理的DOP。此外，在230nm处，处理的DOP的吸光度低于0.1，以及在230至360nm之间的吸光度低于0.2，从而满足ISO3826-1:2003(E)的UV吸光度标准。

表1

床体积	在230nm处	在275nm处	在284nm处
				1	0.0247	0.0092	0.0084
2	0.0291	0.0085	0.0081
				3	0.0555	0.0135	0.0123
4	0.0621	0.0144	0.0129
				5	0.0682	0.0159	0.0144
6	0.0533	0.0114	0.0099
				7	0.0659	0.0151	0.0133

利用气相色谱-质谱法进行另外的实验，以证实造成在DOP的未处理样品中增加的UV吸光度的原因的杂质是苯酞(见图3)。实验装置包括GC柱，其具有熔融石英毛细管柱DB-5ms(甲基苯基硅氧烷；30M x 0.32mm ID；0.25微米膜厚度)。GC烘箱被编程为50℃至250℃，其中初始和最终时间分别为0和10分钟。注射0.2μL样品并且分流比被设定为100:1。载气，氦气，是在1mL/min的流量下。GCMS仪器是耦合至7890A气相色谱仪的AGILENT 5975C MSD。通过监测化合物的主要离子(m/z＝50.1,51.1,77.1,78.1,105.1,106.1,133.1,134.1和135.1)，以SIM模式来操作分光计。这些离子的模式用于鉴定以及最强烈的离子(m/z＝105.1)用于量化。

实施例2

(硅藻土)

进行另一实验以证实硅藻土可以从DOP样品除去苯酞。特别地，在120℃下加热100g的DOP样品。在120℃下，将5-10g硅藻土(MCM 48型)加入样品并搅拌1小时。随后，过滤DOP样品，冷却，并经受UV吸光度测定(上文描述的)。观测到远低于可接受的限度(<0.1，在230nm处)的UV吸光度的降低。

实施例3

(硅胶)

利用与在实施例1中描述的相同的实验装置，进行第三实验以证实硅胶可以从DOP样品除去苯酞。特别地，使一个床体积的未处理的DOP通过在玻璃柱中的硅胶床(硅胶30-70筛孔尺寸，来自FISONS)。观测到远低于可接受的限度(<0.1，在230nm处)的UV吸光度的降低。

如本领域中普通技术人员所理解的，术语“约”或“大约”被定义为接近于，并且在一种非限制性实施方式中，上述术语被定义为在10％内，优选在5％内，更优选在1％内，以及最优选在0.5％内。

当在权利要求或说明书中连同术语“包含”一起使用时，词语“一个”或“一种”的使用可以指“一”，但它还与以下含义相一致：“一种或多种”、“至少一种”、以及“一种或一种以上”。

词语“包含(comprising)”(和包含的任何形式，如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有(having)”(和具有的任何形式，如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(和包括的任何形式，如“包括(includes)”和“包括(include)”)或“含有(containing)”(和含有的任何形式，如“含有(contains)”和“含有(contain)”)是包含性或开放性的，并且并不排除另外的、未陈述的要素或方法步骤。

本发明的波长转换材料、有机荧光染料、和/或聚合物基质可以“包含”在整个说明书中公开的特殊成分、组分、组合物等、“基本上由在整个说明书中公开的特殊成分、组分、组合物等组成”、或“由在整个说明书中公开的特殊成分、组分、组合物等组成”。对于过渡状态“基本上由…组成”，在一个非限制性方面，本发明的波长转换材料、有机荧光染料、和/或聚合物基质的基本和新型特性是它们的以下能力：有效地吸收包含500至700nm的波长的光，以及在大于550至800的波长处发射吸收的光。

Claims

1.一种降低包含邻苯二甲酸二辛酯的组合物的紫外光吸收性能的方法，所述方法包括：

(a)获得包含邻苯二甲酸二辛酯和苯酞的组合物，其中，所述组合物在230至360nm的波长处具有大于0.1的吸光度；

(b)使所述组合物与活性炭或二氧化硅材料接触足够的时间，以允许苯酞接触所述活性炭或所述二氧化硅材料；以及

(c)从所述活性炭或所述二氧化硅材料除去所述组合物，

其中，由步骤(c)获得的所述组合物在230至360nm的波长处具有等于或小于0.1的吸光度，并且当与来自步骤(a)的所述组合物相比时具有减少量的苯酞。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，来自步骤(a)的所述组合物在230nm的波长处具有大于0.1的吸光度，并且由步骤(c)获得的所述组合物在230nm的波长处具有等于或小于0.1的吸光度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在进行接触步骤(b)和除去步骤(c)之后，从来自步骤(a)的所述组合物除去至少50％的苯酞。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在进行接触步骤(b)和除去步骤(c)之后，从来自步骤(a)的所述组合物除去至少90％的苯酞。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，来自步骤(a)的所述组合物处于液体形式，并且所述活性炭或所述二氧化硅材料处于固体形式。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)和(c)是色谱步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，固定相包含所述活性炭或所述二氧化硅材料，并且流动相包含来自步骤(a)的所述组合物。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述色谱步骤是柱色谱步骤。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二氧化硅材料是硅胶或硅藻土或它们的组合。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：(d)从由步骤(c)获得的所述组合物分离或纯化或萃取邻苯二甲酸二辛酯。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，通过添加抗溶剂来进行分离或纯化或萃取步骤。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，使用由步骤(c)获得的所述组合物作为制品中的增塑剂。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述制品是容器或管子。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述制品是医疗器械。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，来自步骤(a)的所述组合物包含至少100ppm或包含按重量计至少0.01％、或更多的苯酞。