CN107778369B - 一种药用低聚合度羧甲基纤维素钙的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种药用低聚合度羧甲纤维素钙的制备方法，其制备过程为：先将纤维素进行酸处理；处理后经洗涤，再加入碱进行碱化，碱化后加入醚化剂、钙化剂，同时进行醚化和钙化；反应完成后加入酸调节pH，最后将上述物料用一定浓度的酒精洗涤；干燥、粉碎、过筛得低聚合度羧甲纤维素钙。本发明工艺简单，易于规模化生产，所得产品性能优良，在水中易分散成混悬液。

Description

一种药用低聚合度羧甲基纤维素钙的制备方法
技术领域
本发明属于药用辅料制备领域，具体涉及一种药用低聚合度羧甲基纤维素钙的制备方法。
背景技术
纤维素是一种丰富的天然高分子材料，是取之不尽用之不竭的，是宝贵的天然可再生资源。据估计，通过光合作用，全球每年生产的纤维素达数千亿吨。纤维素分子含有大量氢基，可发生酯化、醚化等反应而得到其衍生物。早在20世纪初，就有纤维素醚专利问世，我国近年来在纤维素加工及应用方面快速发展，纤维素衍生产品已广泛应用于建筑、水泥、石油、食品、医药、纺织、洗涤剂、涂料、造纸、塑料及电子元件等工业领域。
羧甲基纤维素钙是一种重要的纤维素醚化衍生物，具有增稠、助悬、易分散、口感好，特别适用于食品、饮料、医药等行业，也可作为钙补充剂应用于补钙食品之中。在医药应用方面，由于它具有良好的润胀性、分散性，作为崩解剂加入到片剂中可起到快速崩解的作用，特别是在高硬度的片剂中，可起到其它崩解剂无法达到的效果。
羧甲基纤维素钙的传统生产方法是先将纤维素经碱化、醚化制备得到羧甲纤维素钠(CMC)，再以CMC为原料制备羧甲基纤维素钙。从工艺上CMC制备主要可分为水媒法和溶媒法两种：水媒法是将碱纤维素与醚化剂在存在游离碱和水的条件下进行反应的方法；溶媒法是以有机溶剂为介质进行碱化和醚化反应的工艺方法，依溶剂用量的多寡又分为淤浆法和捏合法。制得的CMC加入酸酸化后得到羧甲纤维素，再加入钙化剂进行反应即可羧甲基纤维素钙。
传统工艺制得的羧甲基纤维素钙产品往往粘性较大，分散性相对较差，且工艺过程较为复杂，产品成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种低聚合度羧甲基纤维素钙的制备方法。通过将植物纤维素进行酸处理，降低了原料聚合度，减小了产品粘性，提高了分散性；并且在醚化的同时加入了钙化剂，简化了工艺过程，降低了生产成本。
本发明采取的技术方案为：
一种药用低聚合度羧甲基纤维素钙的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将植物纤维素破碎，然后与0.1～1.0mol/L强酸溶液混合，于85～100℃反应10～100min，所得物料脱水、水洗至pH>4.0、再次脱水；
(2)将步骤(1)得到的物料与固体氢氧化钠搅拌均匀后，碱化30～90min，得碱化料；
(3)向步骤(2)得到的碱化料中加入氯乙酸溶液、氢氧化钙粉末，搅拌均匀后，于50～80℃反应50～120min；
(4)将步骤(3)所得物料投入到55％～95％的乙醇中，搅拌均匀，并调节体系pH至6～8，以中和反应体系中多余的碱；
(5)将步骤(4)所得物料脱水、离心、洗涤、干燥、粉碎、过筛，即可得到药用低聚合度羧甲基纤维素钙。
所述步骤(1)中，植物纤维素指的是以富含纤维素的植物制得的纤维素原料，包括精制棉、木浆、竹浆、甘蔗渣纤维浆。
所述步骤(1)中，强酸包括盐酸、硫酸、硝酸、磷酸；所述植物纤维素与强酸溶液的固液比为1:7～15。在进行碱化之前，使用强酸溶液对原料进行处理，可使原料产生部分水解，降低聚合度，从而降低产品粘性，提高分散性。酸处理后，需将物料经水洗至pH大于4再进行后续的碱化操作，以减少残存酸对后继步骤中加入碱的消耗。
所述步骤(2)中，固体氢氧化钠还可替换为质量浓度为30％～70％氢氧化钠水溶液，所述固体氢氧化钠为植物纤维素重量的20％～70％，所述氢氧化钠水溶液中的溶质的量为植物纤维素重量的20％～70％。
所述步骤(3)中，氯乙酸溶液为氯乙酸溶于95％乙醇制得溶液，其质量浓度为40～65％，氯乙酸用量为植物纤维素重量的30～60％。氢氧化钠及氯乙酸的用量控制，是为了调控产品的醚化程度，量少会造成醚化程度偏低，用量过多会影响产品性能，还会造成浪费，提高成本。
所述步骤(3)中，氢氧化钙粉末的用量为植物纤维素重量的7～15％。以氢氧化钙作为钙化剂，其可与氢氧化钠在此反应体系中共存，又可微溶于水，能以钙离子形成存在，有利于钙化。氢氧化钙的用量依醚化程度确定，少则钙化不完全，过多则没必要，还会消耗更多的酸进行中和。
所述步骤(4)中，使用盐酸调节体系pH至6～8。
所述步骤(5)中，洗涤所用溶剂为55％～95％的乙醇溶液。物料在较高浓度乙醇溶液中不溶胀，选择55％～95％的乙醇溶液进行洗涤便于操作，又可去除其中杂质。
根据上述制备方法制备得到的药用低聚合度羧甲基纤维素钙的聚合度为60～100，粘度为6～11mPa.s。
本发明公开的药用低聚合度羧甲基纤维素钙的制备工艺中，先将纤维素进行酸降解处理；处理后经洗涤，再加入碱进行碱化，碱化后加入醚化剂、钙化剂，在醚化的同时进行钙化；反应完成后加入酸调节pH，最后将上述物料用一定浓度的乙醇洗涤；干燥、粉碎、过筛得羧甲基纤维素钙产品。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下显著效果：
(1)通过原料酸处理，降低了产品聚合度，使得产品粘性降低，分散性更好，更适合用于片剂崩解剂；
(2)在醚化反应的同时加入了钙化剂，简化了生产工艺，降低了部分原辅料及能量消耗，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
一种药用低聚合度羧甲基纤维素钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)取精制棉300g，撕碎备用；配制0.5mol/L的盐酸3L，置于5L反应器中，加热至95℃，将精制棉投入，搅拌，保温反应30min；加水500ml降温，将物料取出压滤，用3000ml水洗涤至pH>4.0，压滤脱水；
(2)将上述物料置2L捏合机中，加入质量浓度为60％的氢氧化钠水溶液150g，开启搅拌，常温捏合碱化60min；
(3)分别加入质量浓度为50％的氯乙酸溶液200g、氢氧化钙固体粉末30g，搅拌，加热至70℃，保温反应60min；所述混合溶液中，所述氯乙酸溶液为氯乙酸溶于95％乙醇制得的溶液；
(4)将上述物料投入1500ml的65％乙醇中，缓慢加入盐酸，调节pH至6～8；
(5)离心脱去溶剂，再用同样体积的65％乙醇洗涤三次，真空干燥，并粉碎过筛，即得低聚合度羧甲基纤维素钙。
实施例2
一种药用低聚合度羧甲基纤维素钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)取木浆10kg，切碎备用；配制0.1mol/L的盐酸80kg，置于反应器中，加热至90℃，将木浆投入，搅拌，保温反应90min，降温，离心脱去酸液，并洗涤至pH>4.0，脱尽水分；
(2)将步骤(1)得到的物料置捏合机中，加入固体氢氧化钠3kg，开启搅拌，常温捏合碱化90min；
(3)分别加入质量浓度为40％的氯乙酸溶液10kg、氢氧化钙固体粉末1.2kg，搅拌均匀，加热至75℃，保温反应60min；所述氯乙酸溶液为氯乙酸溶于95％乙醇制得的溶液；
(4)将上述物料投入65％乙醇中，缓慢加入盐酸，调节pH至6～8；
(5)板框压滤脱去乙醇溶剂，再用乙醇洗涤30min，烘干并粉碎过筛，得低聚合度羧甲基纤维素钙产品。
实施例3
一种药用低聚合度羧甲基纤维素钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)将木浆粉碎，过40目筛，取20g备用；配制1.0mol/L的硫酸300g，置于三角烧瓶中，油浴加热至85℃，将木浆投入，搅拌，保温反应20min；加冷水降温，抽滤脱去酸液，并冲洗至pH>4.0，抽尽水分；
(2)向上述滤饼中，加入质量浓度为40％的氢氧化钠水溶液32g，混合均匀，放置碱化60min；
(3)加入质量浓度为65％的氯乙酸溶液12.5g、氢氧化钙固体粉末2.5g，搅拌均匀，65℃水浴加热，保温反应100min；所述氯乙酸溶液为氯乙酸溶于95％乙醇制得的溶液；
(4)将上述物料投入75％乙醇中，缓慢滴加盐酸，调节pH至6～8；
(5)抽滤脱去乙醇溶剂，再用75％乙醇洗涤三次，烘干、粉碎、过筛，得低聚合度羧甲基纤维素钙。
以上各实施例得到的低聚合度羧甲基纤维素钙的测定结果如表1所示。
表1实施例样品测定结果
上述参照实施例对一种药用低聚合度羧甲基纤维素钙的制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低聚合度羧甲基纤维素钙的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将植物纤维素破碎，然后与0.1～1.0mol/L强酸溶液混合，于85~100℃反应10～100min，所得物料脱水、水洗至pH>4.0、再次脱水；
（2）将步骤（1）得到的物料与固体氢氧化钠搅拌均匀后，碱化30~90min，得碱化料；
（3）向步骤（2）得到的碱化料中加入氯乙酸溶液、氢氧化钙粉末，搅拌均匀后，于50~80℃反应50~120min；
（4）将步骤（3）所得物料投入到55%~95%的乙醇中，搅拌均匀，并调节体系pH至6~8；
（5）将步骤（4）所得物料脱水、洗涤、干燥、粉碎、过筛，即可得到低聚合度羧甲基纤维素钙。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，植物纤维素指的是以富含纤维素的植物制得的纤维素原料，包括精制棉、木浆、竹浆、甘蔗渣纤维浆。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，强酸包括盐酸、硫酸、硝酸、磷酸；所述植物纤维素与强酸溶液的固液比为1：7~15。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，固体氢氧化钠还可替换为质量浓度为30%~70%氢氧化钠水溶液，所述固体氢氧化钠为植物纤维素重量的20%~70%，所述氢氧化钠水溶液中的溶质的量为植物纤维素重量的20%~70%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，氯乙酸溶液为氯乙酸溶于95%乙醇制得溶液，其质量浓度为40~65%，氯乙酸用量为植物纤维素重量的30~60%。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，氢氧化钙粉末的用量为植物纤维素重量的7~15%。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，洗涤所用溶剂为55%~95%的乙醇溶液。
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