DD285777A5 - Verfahren zur dehydration von aquokomplexen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vollstaendigen bzw. teilweisen Dehydration von Aquokomplexen, vorzugsweise von Citronensaeure-Monohydrat. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz kristallines Citronensaeure-Monohydrat bei einem Vakuum von 1 333 Pa mit einem synthetischen und/oder natuerlichen Zeolith kontaktiert wird.{Aquokomplex; Citronensaeure; Alkalizitrat; Dehydration; synthetisches Zeolith; natuerliches Zeolith; Molekularsieb 4 A}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vollständigen oder teilweisen Dehydration von explizierten Aquokomplexen, vorzugsweise Citronensäure und deren Salze (Akalicitrate). Prinzipiell kann es auch zur Dehydration anderer kristallwasserhaltiger organischer Säuren, wie Oxalsäure, Milchsäure, deren Salze (Oxalate/Laktate) oder anorganischer Salze, wie unter anderem Alaune (KAI (SC₄I₂ x H₂O), Kupfervitriol (CuSO₄ x 5 H₂O) angewandt werden. Die Anwendergebiete des Verfahrens liegen in der chemischen Industrie, Pharmakognosie und der Lebensmittelindustrie für geringe Mengen im Labormaßstab bis zur industriellen Produktion.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß für spezifische adäquate Verwendungen in der chemischen Industrie, Pharmakognosie und Lebensmittelindustrie das Ausgangsprodukt im wasserfreien, also auch ohne Kristallwasser, als Rohstoff verwendet werden muß. So wirken Citronensäure und Alkalicitrate entscheidend als Litholytikum (Urolithiase) bei der Auflösung von Harnsäuresteinen in der Humanmedizin. Bei dieser spezifischen Verwendung kommt u.a. die Citronensäure (2-Hydroxypropan 1,2,3, - Trikarbonsäure) zur Anwendung. Die sanfte Trocknung, d. h. die Dehydration des Monohydrates der Citronensäure (C₆H₈O; x H₂O), erfolgt in indirekt beheizten Drehrohröfen, Wirbelschichtaggregaten, Umleuftrocknern und Dragierkesseln (Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Bd. 9,4. Auflage, S.632, Verlag Chemie 1975).

So werden in den DD-WP 264419A1; DD-WP 26304BA1; DE-PS 2249873C2; GB-PS 2198428A; FR-PS 8116862; FR-PS 2588854 und SU-PS 1404486 A1 zur Dehydration die technischen Mittel Ofentrocknung, Röhrentrocknung, Rotationskörper, Zyklon sowie die Calcinierung, vorzugsweise von Gips beschrieben. Als weitere Mittel sind Kationen-Anionen-Austauscher in den DD-WP 203533; DE-AS 2931759 C 2; DE-OS 3514348 A1 beschrieben, sowie Dianysezelien mit semipermeabler! Wänden in der DE-PS 2505735 C2, ein Verfahren zur Herstellung von Alkalicitrat und dessen Verwendung als harnsteinlösendes Mittel. Die hergestellten Lösungen werden durch Schnelltrocknung (Zweiwalzentrockner u. Tellertrockner) bei 14O⁰C in die kristalline Form gebracht.

Alle aufgeführten Verfahrensmethoden weisen bei der Analyse bis zu 7% Restwasser auf.

Sehr viele anorganische und organische Säuren und Salze haben in ihrer kristallinen Form das Dipolmolekül Wasser gebunden, sie sind also Aquolcomplexe. Durch elektrostatische Anziehungskräfte sind die expliziden Aquokomplexe sehr stabil in ihrer Kristallstruktur aufgebaut. Nur durch hohen Energieaufwand (Gas und/oder Infrarotbeheizung) kann eine Dehydration durchgeführt werden. Dutch Wirbelschichttechnik oder Umlauftrockner können wohl effektiv wäßrige Lösungen, Sirupe und Konzentrate von den Einsatzstoffen in den wasserfreien Zustand geführt werden, das sogenannte Restwasser- das Kristallwasser- bleibt aber in der Kristallstruktur erhalten. Dieser Mangel kann nur durch hohen Energieaufwand mittels indirekter Beheizung technologisch bei bestimmten Verwendungen gelöst werden. .

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, das bestehende Potential der elektrostatischen Anziehungskräfte in den Aquokomplexen so zu überwinden, daß der Aquokomplox mit dem Ligand Hydrat gespalten wird und das Wassermolekül sich abscheidet und aus dem System entfernt wird.

Darlegung des Wesens dor Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahrensschritte und -mittel anzuwenden, die das Ziel erreichen, der Dehydration von Aquokomplexen, ausgewählt am Beispiel der Citronensäure Monohydrat ohne Wärmezufuhr, als sanfte und schonende Behandlung in der gleichen und/oder kürzeren Reaktionszeit gegenüber den bekannten Verfahrensschritten. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dia Citronensäure mit einem natürlichen und/oder synthetischen Zeolith bei einem Vakuum von Si 1333 Pa kontaktiert wird. Als Zeolith wird vorrangig ein synthetisches Molekularsieb vom A-Typ in Pulver- oder Granulatform eingesetzt, wobei das Kristallwasser adsorbiert und festgehalten wird. Es wurde gefunden, daß im Vakuum die stärkeren Adsorptionskräfte der Zeolithe auf Grund ihrer räumlichen Struktur und Größe der Oberfläche, die elektrostatischon Anziehungskräfte zwischen Ligand und Stammverbindung im Aquokomplex so vermindert, daß das Hydratwasser abgespalten wird und stabil als Wassermolekül in das dreidimensional vernetzte Metall-Alumo-Silikat eingelagert wird.

Ausführungsbeispiele Die erfindungsgemäße Lösung soll durch die folgenden Ausführungsbeispiele verdeutlicht werden:

Beijplel 1

10g Citronensäure-Monohydrat werden mit 10g Molekularsieb 4A-Pulver in aktivierter Form in getrennten Schalen in einem gemeinsamen Exsikkator gestellt und auf ein Vakuum von weniger als 1333 Pa evakuiert. Der Wassergehalt der eingesetzten Citronensäure nach Karl Fischer betrug 7,77%. Nach einer Behandlungsdauer von 48 h wurde der Wassergehalt erneut nach Karl Fischer bestimmt. Es konnte kein Wasser mehr nachgewiesen werden.

Beispiel 2

10g Citronensäure-Monohydrat und 10g Molekularsieb 4A-Kugelform (1-2 mm Durchmesser) wurden innig vermischt und ineinen Exsikkator gestellt und ein Vakuum von weniger als 1333Pa erzeugt. Der Wassergehalt der eingesetzten Citronensäurebetrug 7,77% (KF).

Nach einer Behandlungsdauer von 48 h wurde das Citronensäure/Molekularsiebgemisch mit einem Sieb getrennt und die Citronensäure erneut nach Karl Fischer titriert. Der Wassergehalt betrug 0,2%. Beispiel 3 Zur Anwendung in der industriellen Produktion werden in einem Vakuumtrockenschrank oder in Glaskolonnen mit Vakuumanschluß 1000g an Citronensäure-Monohydrat oder Zitrat pro Schub und in gleicher Menge am Molekularsieb

4 A-Kugelform - aktiv - in wechselnden Schichten der Schübe getrennt bei pharmakologischen Prämissen oder inniglichvermischt, kontaktiert.

Unter einem Vakuum im beschriebenen technologischen System bzw. Technik von mindestens 1333 Pa wird die Substanz von Citronensäure-Monohydrat/Natriumzitrat und den Molekularsieben mind. 24 h kontaktiert bis die Substanz wasserfrei ist.

Claims (3)

1. Verfahren zur vollständigen oder teil ,veisen Dehydration von Aquokomplexen, vorzugsweise Citronensäure- und Alkalizitrat- Monohydrat, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt bei einem Vakuum von ^ 10Tbrr(1333Pa) mit einem synthetischen und/oder natürlichen Zeolith kontaktiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als synthetische Zeolithe vorzugsweise die Molekularsiebtypen A, X, Y und Mordenit und als natürliches Zeolith der Typ Klinoptilolit zur Anwendung kommen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetischen und natürlichen Zeolithe in Kugel-, Strang- und Pulverform zum Einsatz gelangen können.