CZ2009812A3

CZ2009812A3 - Zpusob výroby salicylátu hlinitého

Info

Publication number: CZ2009812A3
Application number: CZ20090812A
Authority: CZ
Inventors: Tokarová@Venceslava; Doležal@Jirí; Štávová@Gabriela; Marelová@Jana; Möbiusová@Monika
Original assignee: Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s.
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2011-04-27
Also published as: CZ302399B6

Abstract

Zpusob výroby salicylátu hlinitého reakcí hydratovaného oxidu hlinitého s kyselinou salicylovou spocívá v tom, že se nejprve pripraví vysrážený hydratovaný oxid hlinitý reakcí roztoku amoniaku s hlinitou solí v molárním pomeru NH.sub.3.n.: Al = 1 až 1,5 : 1. Pak se vzniklá suspenze filtruje, filtracní kolác se promyje a rozmixuje na pastu. Takto pripravená pasta vysráženého hydroxidu hlinitého se pak rozmíchá. Následne reaguje s roztokem kyseliny salicylové v molárním pomeru C.sub.6.n.H.sub.4.n.(OH)(COOH) : Al(OH).sub.3.n.= 1 až 1,05 : 1.

Description

Způsob výroby salicylátu hlinitého

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby salicylátu hlinitého.

Dosavadní stav techniky

Kyselina salicylová, CeTUÍOHXCOOH), je slabá organická kyselina s bodem tání 159 °C, bodem varu 211 °C a disociační konstantou K_a(25 °C) = 1,05 x 10'³. Její rozpustnost ve vodě je malá, mírně se zvyšuje s rostoucí teplotou z 0,12 % hmotn. při teplotě 0 °C na 2,21 % hmotn. při teplotě 80 °C. Z běžných organických rozpouštědel je vysoce rozpustná v acetonu (cca 23 až 25 %), pak v alkoholech (nejvíce v methanolu při teplotě 25 °C je to 39,87 % hmotn.), v benzenu naopak málo (0,715 % hmotn. při teplotě 25 °C). Kyselina salicylová se již mnoho desítek let používá pro výrobu léčiv především na bázi acetylsalicylátu.

Soli kyseliny salicylové nedoznaly takového rozšíření, ale například neutrální salicylát hlinitý A12(C6H4OHCOO)6.3H2O byl v medicíně používán proti faryngitidě a některým druhům rýmy. Nevýhodou této sloučeniny je její nižší termická stabilita. Tato neutrální sůl se za varu ve vodě rozkládá za vzniku volné kyseliny salicylové a bazické sloučeniny.

Přípravu salicylátu hlinitého různých forem uvádí patent z roku 1999 [A. V. Kučin, Ju. S. Matvějev, RU 2 124 498], v němž je popsán způsob přípravy různých forem salicylátu hlinitého reakcí alkoholátů hlinitých s kyselinou salicylovou nebo acetylsalicylovou v absolutně aprotických rozpouštědlech.

Byl též připraven a v roce 1923 patentován [Jean Altwegg: US 1,447,501] dibazický salicylát hlinitý vzorce C6H40HCOOA1(OH)2, který je ve vodě i slabých kyselinách stabilní i při vyšších teplotách. Tento produkt nevzniká hydrolýzou výše uvedeného neutrálního salicylátu hlinitého AhíCóHiOHCOOjeJ^O ani jej nelze v čistém stavu připravit reakcí hlinité soli se salicylátem např. sodným. Tato sloučenina vzniká reakcí ekvimolámích množství hydroxidu hlinitého a kyseliny salicylové za míchání ve vodě, přičemž zahřátím se reakce urychlí. Hydroxid hlinitý pro tuto reakci by neměl být vysušen při teplotě vyšší než 100 °C. Po jeho dobrém rozmíchání v horké vodě se pomalu přidává jemná prášková kyselina salicylová. Počáteční kyselá reakce suspenze po nějaké době odezní. Produkt se poté zfiltruje a vysuší při tep lote cca 120 až 130 °C, kdy dosáhne formy bezbarvého nebo slabě načcrvenalého prášku obsahujícího 25,75 % AI2O3.

Podobný postup reakce kyseliny salicylové s hydratovanou aluminou ve vodě, s výhodou při zahřívání, je popsán v patentu GB 182 446, přičemž pro tento proces je třeba použít hydratovanou aluminu, která byla sušena při teplotě nepřevyšující 100 °C. Příprava salicylátu hlinitého podle tohoto vynálezu spočívá v rozmíchání hydratované aluminy v horké vodě s následným přidáním jemného prášku kyseliny salicylové. Po ukončení reakce se produkt separuje filtrací a usuší. Výhodná varianta postupu podle tohoto patentu spočívá v zahřívání reakční směsi až na pastu s následným sušením, takže filtrace odpadá.

Nevýhodou výše uvedených postupů přípravy dibazického salicylátu hlinitého je v prvním případě použití alkoholátů hlinitých a prostředí aprotických rozpouštědel. V druhém a třetím případě je nevýhodou použití sušeného hydroxidu hlinitého a práškové kyseliny salicylové, což vzhledem menší reaktivitě vysušeného hydroxidu hlinitého a nízké rozpustnosti kyseliny salicylové ve vodě vede k obtížnějšímu průběhu reakce.

Hydroxid hlinitý se dá připravit různými způsoby, které vedou kjeho různým výsledným vlastnostem. Je patentován postup [GB 162 303], při němž se ke hlinité soli přidává několikanásobek stechiometricky potřebného množství amoniaku, což vede k minimalizaci obsahu nečistot vzniklých v důsledku nedostatečného zreagování. Tento postup ale nepřináší žádnou výhodu z hlediska reaktivity takto připraveného hydroxidu hlinitého. Jiný postup [JP62078106] vůbec neřeší vlastnosti hydroxidu hlinitého vzniklého srážením hlinité soli amoniakem, neboť se jedná jen o mezistupeň s následnou reakci hydroxidu hlinitého s kyselinou octovou.

Ani jeden z výše uvedených postupů se nezabývá vlastnostmi výchozí hydratované aluminy či hydroxidu hlinitého a jejich vlivem na průběh reakce s kyselinou salicylovou, aby vznikl produktu optimálních vlastností. Výjimkou je jediná podmínka, a sice teplota vysušení použité hydratované aluminy. Je přitom známa celá řada typů hydratované aluminy, které se však podstatně liší svou reaktivitou. Různými postupy lze připravit krystalický hydroxid hlinitý stechiometrického vzorce Al(OH)j struktury gibbsitu (jinak též hydrargillitu), za jiných podmínek vzniká krystalický bayerit téže stechiometríe. Ať sušený nebo čerstvě připravený nevysušený krystalický hydroxid hlinitý je méně reaktivní vhledem k tomu, že nejprve je třeba dodat energii k rozbití krystalické struktury a teprve poté může amorfní „meziprodukt“ reago vat. Ze těchto podmínek není jednoznačné, že vznikne skutečně salícyíát hlinitý žádoucí stechiometrie, tedy dibazický C(,H4OHCOOA1(OH)2. Použitím specificky připravené hydratované aluminy by bylo možné dosáhnout jednoznačněji definovaného produktu.

Výše uvedené nevýhody alespoň zčásti odstraňuje způsob výroby salicylátu hlinitého podle vynálezu, který zahrnuje přípravu vysoce reaktivního hydroxidu hlinitého.

Podstata vynálezu

Způsob výroby salicylátu hlinitého reakcí hydratovaného oxidu hlinitého s kyselinou salicylovou, charakterizovaný tím, že se nejprve připraví vysrážený hydratovaný oxid hlinitý reakcí roztoku amoniaku s hlinitou solí v molámím poměru NH3 : Al = 1 až 1,5 : 1, filtrací vzniklé suspenze, promytím filtračního koláče a jeho rozmixováním na pastu, pak se takto připravená pasta vysráženého hydroxidu hlinitého rozmíchá a následně reaguje s roztokem kyseliny salicylové v acetonu o koncentraci 20 až 25 % hmotn. v molámím poměru C₆H₄(OH)(COOH): A1(OH)₃ = 1 až 1,05 : 1.

Způsob výroby salicylátu hlinitého reakcí hydratovaného oxidu hlinitého s kyselinou salicylovou spočívá podle vynálezu v tom, že reakce probíhá ve vodně-acetonovém prostředí tak, že se nejprve připraví čerstvě vysrážený hydratovaný oxid hlinitý a ten pak následně reaguje s kyselinou salicylovou. Použití kyseliny salicylové ve formě acetonového roztoku umožňuje reakci v homogenním reakčním prostředí a tím i vyšší konverzi na salicylát hlinitý. Výhodou způsobu výroby salicylátu hlinitého podle vynálezu je použití nevysušené pasty čerstvě vysráženého hydroxidu hlinitého, která se vyznačuje vyšší reaktivitou než vysušený hydroxid hlinitý.

Přiklad provedení vynálezu

Přiklad 1

Příprava pasty vysráženého hydratovaného oxidu hlinitého

Do kádinky bylo nalito 4 400 ml vody, která byla za míchání ohřátá na teplotu cca 60 °C. Pak bylo přidáno 1 300 ml roztoku amoniaku o koncentraci cca 25 % hmotn. Roztok byl míchán cca 10 vteřin kotvovým míchadlem intenzitou 100 ot/min a pak byly za míchání najednou prisypány 2 kg kamence (dodekahydrátu síranu hlinito-amonného). Suspenze byla míchána min, poté byla ponechána stát zakryta 10 min. Výsledná suspenze po reakci obsahovala hydratovaný oxid hlinitý spíše amorfního charakteru, avšak s již vytvářející se strukturou typu boehmit. Tato suspenze byla zfiltrována a koláče byl na filtru promyt 15 litry vody. Promytý koláč byl mixován 10 min v mixéru s destilovanou vodou (805 g koláče + 350 g vody) za vzniku pasty obsahující 15,04 % hmotn. A1(OH)₃.

Příprava salicylátu hlinitého

Ke 100 g pasty vy sráženého hy drátovaného oxidu hlinitého bylo přidáno 250 ml vroucí vody a po rozmíchání během 5 min přisypáno 26,64 g práškové kyseliny salicylové (1 mol kyseliny salicylové na 1 mol Al) a ihned změřeno pH reakční směsi (pH = 2,6). Suspenze byla míchána po dobu 4 h, pH vzrostlo během míchání na konečnou hodnotu 4,75 po době 3,5 h. Poté byla suspenze zfiltrována a filtrační koláč vysušen.

Příklad 2

Příprava pasty vysráženého hydratovaného oxidu hlinitého je stejná jako v příkladu 1.

Příprava salicylátu hlinitého

919 g pasty vysráženého hydratovaného oxidu hlinitého připraveného podle příkladu 1 bylo rozmícháno ve 2 litrech vroucí destilované vody a po rozmíchání byl za míchání během 5 min plynule přidán roztok 257 g kyseliny salicylové v 1 000 ml acetonu (odpovídá 5 % nad stechiometrii) a ihned změřeno pH reakční směsi (pH = 3,00). Reakční směs byla míchána po dobu 3 h, poté bylo opět změřeno pH (pH = 3,53).

Suspenze po reakcí byla přefiltrována, koláč byl na filtru promyt 500 ml acetonu a třikrát 1 000 ml vody. Poté byl koláč rozplaven ve vodě a vysušen v rozprašovací sušárně s kotoučovým atomizérem.

Průmyslová využitelnost

Způsob výroby salicylátu hlinitého podle vynálezu je použitelný při výrobě plastových kompozitů, kde jej lze použít jako plnivo.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY p(/

Způsob výroby salicylátu hlinitého reakcí hydratovaného oxidu hlinitého s kyselinou salicylovou, vyznačující se tím, že se nejprve připraví vysrážený hydratovaný oxid hlinitý reakcí roztoku amoniaku s hlinitou solí v molámím poměru NHj : Al = 1 až 1,5 : 1, filtraci vzniklé suspenze, promytím filtračního koláče a jeho rozmixováním na pastu, pak se takto připravená pasta vysráženého hydroxidu hlinitého rozmíchá a následně reaguje s roztokem kyseliny salicylové v acetonu o koncentraci 20 až 25 % hmotn. v molámím poměru CéHXOHXCOOH): A1(OH)₃= 1 až 1,05: 1.