DE102021115047A1 - Carboxylic acid loaded salt carrier and the process for the preparation thereof - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalzträger als freifließendes Pulver bereit, das ein partikelförmiger Feststoff ist.Die erfindungsgemäße Verbindung ist stabil, biokompatibel, und verdaulich, ermöglicht eine hohe Säurebeladung und eine kontrollierte Freisetzung einer anpassbaren Säurestärke in Lösung und erleichtert die Handhabung von flüssigen Carbonsäuren wie Ameisensäure, Essigsäure, Glykolsäure, Propionsäure, Buttersäure und Milchsäure in der Pulverform. Die erfindungsgemäße Verbindung ist in polaren Lösungsmitteln löslich, mit Ausnahme der Trägerkomponente, die bis zu 300°C thermisch stabil ist.Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen fließfähigen Verbindung bereit, das das Beladen einer Trägercarbonsäure mit mindestens einer beladenen Carbonsäure(n), ausgewählt aus der Gruppe der bevorzugt flüssigen kurzkettigen Carbonsäure(n), durch Inkontaktbringen der Komponenten einer Erdalkalimetallbase, Trägercarbonsäure und der beladenen Carbonsäure(n) umfasst. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene pulverförmige Produkt besitzt eine geringe Feuchtigkeit, eine definierte und homogene Teilchengröße, fließfähige und nicht zusammenbackende Eigenschaften.The present invention provides a carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt carrier as a free-flowing powder that is a particulate solid. The compound of the invention is stable, biocompatible, and digestible, allows high acid loading and controlled release of adjustable acid strength in solution, and facilitates liquid handling Carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, glycolic acid, propionic acid, butyric acid and lactic acid in powder form. The compound of the invention is soluble in polar solvents, except for the carrier component which is thermally stable up to 300°C. The present invention further provides a process for the preparation of the flowable compound of the invention which comprises loading a carrier carboxylic acid with at least one loaded carboxylic acid ( n), selected from the group of preferably liquid short-chain carboxylic acid(s), by contacting the components of an alkaline earth metal base, carrier carboxylic acid and the charged carboxylic acid(s). The pulverulent product obtained by the process according to the invention has low moisture content, a defined and homogeneous particle size, free-flowing and non-caking properties.

Description

Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mit organischer Säure beladene feste Verbindung, insbesondere einen mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalzträger mit freifließenden, homogenen, partikulären Eigenschaften, die eine kontrollierte Säurefreisetzung aufweisen, und offenbart das Herstellungsverfahren dafür.The present invention relates to an organic acid-loaded solid compound, particularly a carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt carrier having free-flowing, homogeneous, particulate properties exhibiting controlled acid release, and discloses the manufacturing process therefor.

Stand der Technik / HintergrundState of the Art / Background

Organische Säuren werden aufgrund ihrer organoleptischen, physiologischen, und chemischen Eigenschaften in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Organische Säuren sind kohlenstoffhaltige chemische Verbindungen, die Molekülen oder Ionen mit einer funktionellen Gruppe umfassen, welche in einer Gleichgewichtsreaktion mit Basen oder Protonenakzeptoren, wie mit z.B. Wasser, ein Proton, auch bekannt als Wasserstoffion H+, abgeben können. Im Falle von Wasser als Protonenakzeptor bildet sich das Oxonium-Ion H3O+, das eine Lösung sauer macht. Acidität ist ein Schlüsselfaktor in einer Vielzahl von Anwendungen, wie z.B. zur Pufferung von (bio)chemischen Assays, zur Konservierung, für kosmetische Formulierungen, für antimikrobielle Formulierungen, als Hilfsstoff in pharmazeutischen Anwendungen und ist somit ein wesentlicher Faktor in vielen produzierenden Industrien. Die Neigung, ein Proton abzugeben, wird durch die Säurekonstante (oder den pKa-Wert) einer Substanz gemessen, die die Säurestärke eines Moleküls angibt. Das bedeutet, dass die Säurestärke mit abnehmendem pKa-Wert zunimmt. Bestandteile, die in der Lage sind, mehr als ein Proton abzugeben, werden durch mehrere pKax beschrieben, wobei jedes pKax die Säure-Base-Reaktion des x-ten Protons beschreibt.Organic acids are used in a variety of applications due to their organoleptic, physiological, and chemical properties. Organic acids are carbonaceous chemical compounds comprising molecules or ions with a functional group capable of donating a proton, also known as the hydrogen ion H + , in an equilibrium reaction with bases or proton acceptors such as water. In the case of water as a proton acceptor, the oxonium ion H 3 O + is formed, which makes a solution acidic. Acidity is a key factor in a variety of applications such as buffering of (bio)chemical assays, preservation, cosmetic formulations, antimicrobial formulations, as an excipient in pharmaceutical applications and is thus an essential factor in many manufacturing industries. The propensity to donate a proton is measured by the acidity constant (or pK a value) of a substance, which indicates the acid strength of a molecule. This means that acid strength increases with decreasing pK a value. Constituents that are able to donate more than one proton are described by several pK ax , with each pK ax describing the acid-base reaction of the xth proton.

Die meisten organischen Säuren geben über ihre Carboxylgruppe (-COOH) ein Proton ab und werden in diesem Fall als Carbonsäuren bezeichnet. Als Basischemikalien für technische Verbindungen in Lebensmitteln, Körperpflegeprodukten, Kunststoffen, Tensiden und Waschmitteln, Komplexbildnern, Farbstoffen und zahlreichen anderen Konsum- und Industriegütern sind Carbonsäuren von großer wirtschaftlicher Bedeutung für die globale Großproduktion. In Zeiten der globalisierten Produktion ist ein effizientes Wirtschaften mit Basischemikalien wie organischen Säuren eine Voraussetzung für nachgelagerte Prozesse globaler Entwicklung, und ein wirtschaftlicher, sicherer und unkomplizierter Transport von wirksamen, preiswerten und leicht dosierbaren Verbindungen organischer Säuren ist von grundlegender Bedeutung für die moderne Industrie.Most organic acids donate a proton through their carboxyl group (-COOH) and in this case are called carboxylic acids. As basic chemicals for technical compounds in food, personal care products, plastics, surfactants and detergents, complexing agents, dyes and numerous other consumer and industrial goods, carboxylic acids are of great economic importance for global large-scale production. In times of globalized production, efficient management of basic chemicals such as organic acids is a prerequisite for downstream processes of global development, and economical, safe and uncomplicated transport of effective, inexpensive and easily dosed organic acid compounds is of fundamental importance for modern industry.

In der pharmazeutischen, kosmetischen, Lebensmittel- und Futtermittelindustrie werden kurzkettige Carbonsäuren mit einer Kohlenstoffkettenlänge von weniger als fünf Kohlenstoffatomen als Säuerungsmittel, Aromastoffe, pH-Puffer und als Mittel zur Kontrolle des mikrobiellen Wachstums eingesetzt, während flüssige Carbonsäuren wie Essigsäure in einer Reihe von pharmazeutischen Anwendungen wie Nierendialysaten verwendet werden. Kurzkettige flüssige Carbonsäuren, die in diesen Bereichen verwendet werden, sind typischerweise Ameisen-, Essig-, Glykol-, Propion-, Milch- und Buttersäure. Diese Stoffe sind nützlich und im Allgemeinen bei niedrigen Konzentrationen in den Endprodukten von typischerweise 2 bis 10 Gew.-% oder weniger nicht schädlich, wie von Stratford (2003), Kornhauser et al. (2010) diskutiert und in zahlreichen wissenschaftlichen Aufsätzen belegt wird. Diese Stoffe sind jedoch ätzend, entflammbar, flüchtig und in ihrer konzentrierten Form als Gefahrgut eingestuft. Daher unterliegen diese Stoffe den Gefahrgutvorschriften der Europäischen Kommission (2008), was ihren Transport und ihre Lagerung teuer macht, wie auch Rytkönen (2006) zeigt. Diese Säuren sind daher in der pharmazeutischen, kosmetischen, Lebensmittel- oder Futtermittelindustrie kaum sicher zu handhaben und können unter anderem eine Gefahr für die Umwelt darstellen.In the pharmaceutical, cosmetic, food and feed industries, short-chain carboxylic acids with a carbon chain length of less than five carbon atoms are used as acidulants, flavoring agents, pH buffers and microbial growth control agents, while liquid carboxylic acids such as acetic acid are used in a number of pharmaceutical applications how kidney dialysate is used. Short chain liquid carboxylic acids used in these areas are typically formic, acetic, glycolic, propionic, lactic and butyric acids. These substances are beneficial and generally non-harmful at low concentrations in the final products, typically 2 to 10% by weight or less, as reported by Stratford (2003), Kornhauser et al. (2010) and documented in numerous scientific articles. However, these substances are corrosive, flammable, volatile and classified as dangerous goods in their concentrated form. Therefore, these substances are subject to the European Commission's dangerous goods regulations (2008), which makes their transport and storage expensive, as also shown by Rytkönen (2006). These acids are therefore hardly safe to handle in the pharmaceutical, cosmetic, food or animal feed industries and can pose a hazard to the environment, among other things.

Um die hohen Transportkosten zu mindern oder die gefährlichen Eigenschaften zu reduzieren, werden diese flüssigen kurzkettigen Carbonsäuren häufig (teilweise) neutralisiert und/oder verdünnt. Die geringere Wirkstoffkonzentration bei der Verdünnung/Neutralisierung solcher flüssigen Säuren führt zu einer verringerten Anwendungswirksamkeit, z.B. in Bezug auf ihre antimikrobiellen und säuernden Eigenschaften.In order to reduce the high transport costs or to reduce the hazardous properties, these liquid short-chain carboxylic acids are often (partially) neutralized and/or diluted. The lower concentration of active ingredient when diluting/neutralizing such liquid acids results in reduced application efficacy, e.g. in relation to their antimicrobial and acidifying properties.

Ein spezifisches Beispiel für eine solche Verwendung in der Lebensmittelindustrie ist im Patent US20080317921A1 durch die Bekämpfung von Listeria Monocytogenes, E. Coli und anderen Krankheitserregern in Fleischerzeugnissen unter Verwendung einer wässrigen Natriumlactatlösung, die mit Essig, Essigsäure, oder einem Säuresalz davon gemischt ist, beschrieben. Der Versuch, die Verdünnung organischer Säuren durch den Einsatz einer höheren Menge der verdünnten Verbindung zu kompensieren, führt eingeschränkter Wirksamkeit und hohen Transportkosten, was den Einsatz von kurzkettigen Carbonsäuren in den verschiedenen Industrien unpraktisch und unwirtschaftlich macht. Zudem unterliegen auch verdünnte Formen von Säuren meist den Bestimmungen des Gefahrguttransportrechts. Ähnliche Herausforderungen in der Handhabung lassen sich für Ameisen-, Essig-, Propion-, Milch-, Glykol- und Buttersäure beobachten, die als Puffer, Duftstoffe, Feuchthaltemittel, antimikrobielle Mittel, Konservierungsmittel, pH-Einsteller und Hautkonditionierungsmittel in kosmetischen wie auch in dermatologischen Anwendungen eingesetzt werden (siehe Datenbank für kosmetische Inhaltsstoffe CosING), was diese Herausforderungen zu einer wesentlichen Einschränkung für ein breites Industriefeld macht. In ähnlicher Weise werden auch andere organische Säuren wie Salicylsäure oder Benzoesäure in der kosmetischen und pharmazeutischen Industrie aufgrund ihrer antimykotischen und konservierenden Funktion eingesetzt, wobei Salicylsäure aufgrund ihrer keratolytischen Eigenschaften verwendet wird. A specific example of such use in the food industry is in the patent US20080317921A1 by controlling Listeria monocytogenes, E. coli and other pathogens in meat products using an aqueous sodium lactate solution mixed with vinegar, acetic acid, or an acid salt thereof. Attempting to compensate for the dilution of organic acids by using a higher amount of the diluted compound results in limited effectiveness and high transport costs, which makes the use of short-chain carboxylic acids in the various industries impractical and uneconomical. In addition, diluted forms of acids are usually also subject to the provisions of the dangerous goods transport law. Similar handling challenges are observed for formic, acetic, propionic, lactic, glycolic and butyric acids, which are used as buffers, fragrances, humectants, antimicrobials, preservatives, pH adjusters and skin conditioning agents in both cosmetic and dermatological applications applications (see cosmetic ingredients database CosING), making these challenges a major constraint for a broad industrial field. Similarly, other organic acids such as salicylic acid or benzoic acid are also used in the cosmetic and pharmaceutical industries for their antifungal and preservative function, with salicylic acid being used for its keratolytic properties.

Diese Substanzen zeigen ähnliche Probleme bei der Handhabung von Säuren auf, was die Herstellungsverfahren weniger effizient und damit kostspieliger macht.These substances exhibit similar problems when handling acids, making the manufacturing processes less efficient and therefore more expensive.

Ein gängiger Ansatz zur Verbesserung der Handhabung von Carbonsäuren ist die Adsorption der vorgenannten Säuren in oberflächenreiche mineralische Trägersysteme. WO 9707687 offenbart ein Granulat, das aus einem Kernmaterial aus einem porösen Träger, einer organischen Säure sowie einem quellfähigen Beschichtungsmaterial besteht. Ähnliche oberflächennahe mineralische Trägersysteme bestehen aus mineralischen Silikaten wie z.B. gefällter Kieselsäure, Zeolithen, Bentonit, Vermiculit oder Kieselgur. Das Mischen von Carbonsäuren und Mineralsilikaten ergibt feste Produkte mit einem Carbonsäuregehalt von typischerweise 30 bis 70 Gew.-%. Solche Produkte werden derzeit in der Futtermittelindustrie als so genannte „Säuerungsmittel“ verwendet, um das Wachstum und die Gesundheit von Tieren zu fördern, wie in EP1761133B1 beschrieben, wobei der Träger Diatomeenerde ist. Dieser Ansatz ist jedoch aufgrund des hohen Anteils an nicht-funktionalen, inerten und unverdaulichen Silikat-Trägern suboptimal. Mineralische Silikate wie z.B. Magnesium-Aluminium-Silikat werden in der kosmetischen Industrie als Absorptionsmittel eingesetzt, ihr Potenzial als Säureträger wurde bisher jedoch nicht genutzt.A common approach to improve the handling of carboxylic acids is the adsorption of the aforementioned acids in high surface area mineral carrier systems. WO 9707687 discloses a granulate consisting of a core material made of a porous support, an organic acid and a swellable coating material. Similar near-surface mineral carrier systems consist of mineral silicates such as precipitated silicic acid, zeolites, bentonite, vermiculite or kieselguhr. The mixing of carboxylic acids and mineral silicates gives solid products with a carboxylic acid content of typically 30 to 70% by weight. Such products are currently used in the feed industry as so-called "acidifiers" to promote animal growth and health, as in EP1761133B1 described wherein the carrier is diatomaceous earth. However, this approach is suboptimal due to the high proportion of non-functional, inert and indigestible silicate carriers. Mineral silicates such as magnesium aluminum silicate are used as absorbents in the cosmetics industry, but their potential as acid carriers has not yet been exploited.

Die 2002/0086090 offenbart eine feste Zubereitung von Mischsäuren aus Sorbinsäure, mindestens einer flüssigen organischen Säure und mindestens einer weiteren festen organischen Säure, jeweils bezogen auf den Aggregatzustand bei Raumtemperatur (23°C). Die Verbindung ist ein reines Säuregemisch, d.h. es findet keine chemische Reaktion zwischen den Säuren statt, es wird kein Träger gebildet und somit ist ein kostengünstiger Transport der Säuren aufgrund der Gefahrgutvorschriften nicht möglich.2002/0086090 discloses a solid preparation of mixed acids made from sorbic acid, at least one liquid organic acid and at least one other solid organic acid, each based on the physical state at room temperature (23° C.). The compound is a pure acid mixture, i.e. there is no chemical reaction between the acids, no carrier is formed and therefore a cost-effective transport of the acids is not possible due to the dangerous goods regulations.

Eine weitere mögliche industrielle Anwendung von Carbonsäuren ist der Einsatz von Säureaddukten der Alkalimetallsalze von Carbonsäuren, z.B. Natrium- oder Kaliumdiacetat. Diese Stoffe sind Feststoffe mit folgender Struktur M+ RCOO- · RCOOH Another possible industrial application of carboxylic acids is the use of acid adducts of the alkali metal salts of carboxylic acids, for example sodium or potassium diacetate. These substances are solids with the following structure M + RCOO - · RCOOH

M+ ist ein Natrium-Ion (Na+) oder Kalium-Ion (K+), RCOO- ist ein kurzkettiges Carboxylat-Ion wie Acetat und RCOOH ist die entsprechende kurzkettige Carbonsäure wie Essigsäure. Das resultierende feste Säureacetatsalz kann beispielsweise verwendet werden, um Kartoffelchips oder Salatdressings einen Salz- und Essiggeschmack zu verleihen, wie in US3672914A beschrieben. Addukte wie Kalium- oder Natriumdiacetat haben jedoch laut der CosING-Datenbank eine begrenzte Zulassung für kosmetische Produkte in der EU und sind nicht relevant für die technischen Herausforderungen eines breiteren Industriezweigs. Alkalimetallkationen, praktisch beschränkt auf Natrium oder Kalium, werden mit charakteristischen modernen Zivilisationskrankheiten wie Fettleibigkeit, koronarer Herzkrankheit, Typ-2-Diabetes oder Bluthochdruck in Verbindung gebracht, wie von Grillo et al. (1970) untersucht wurde, während ein Überschuss an Kalium auf den menschlichen und tierischen Verdauungstrakt abführend wirkt und zu Hyperkaliämie beitragen kann, wie von Mandal (1997) nachgewiesen wurde. Außerdem ist das feste stöchiometrische Verhältnis zwischen dem einwertigen Alkalimetallkationensalz und der kurzkettigen Carbonsäure nachteilig. In diesem Zusammenhang ist es sehr wünschenswert, die Vorteile organischer Säuren, insbesondere kurzkettiger Carbonsäuren, in einem Einschluss alternativer bioverfügbarer Metallsalze bereitzustellen, die vorzugsweise die Gesundheit von Mensch und Tier als essentielle Wirkstoffe in biochemischen Abläufen unterstützen, da Magnesium ist z.B. wichtig für die Muskelkontraktion, die Blutgerinnung oder die Vitaminresorption und Calcium ist ein wichtiger Baustein von Knochen und Zähnen ist. Bis heute bestehen Nachteile in Handhabung und Transport von flüssigen Carbonsäuren und führen durch die besonderen Dosierungsanforderungen zu begrenzter Anwendbarkeit aufgrund der hohen Kosten der Verbindungen.M + is a sodium ion (Na + ) or potassium ion (K + ), RCOO - is a short chain carboxylate ion such as acetate and RCOOH is the corresponding short chain carboxylic acid such as acetic acid. The resulting solid acid acetate salt can be used, for example, to impart a salty and vinegary flavor to potato chips or salad dressings, as in US3672914A described. However, according to the CosING database, adducts such as potassium or sodium diacetate have limited registration for cosmetic products in the EU and are not relevant to the technical challenges of a broader industry. Alkali metal cations, practically limited to sodium or potassium, are associated with characteristic modern lifestyle diseases such as obesity, coronary artery disease, type 2 diabetes or hypertension, as reported by Grillo et al. (1970), while excess potassium has a laxative effect on the human and animal digestive tract and may contribute to hyperkalemia, as demonstrated by Mandal (1997). In addition, the fixed stoichiometric ratio between the monovalent alkali metal cation salt and the short chain carboxylic acid is disadvantageous. In this context, it is highly desirable to provide the benefits of organic acids, particularly short chain carboxylic acids, in an inclusion of alternative bioavailable metal salts that preferably support human and animal health as essential agents in biochemical processes, since magnesium is e.g. important for muscle contraction, blood clotting or vitamin absorption and calcium is an important building block of bones and teeth. To date, there are disadvantages in handling and transporting liquid carboxylic acids and the special dosage requirements lead to limited applicability due to the high cost of the compounds.

Aufgabe der Erfindung / Technisches ProblemObject of the Invention / Technical Problem

Es besteht ein dringender Bedarf, die Nachteile der oben erwähnten bestehenden Verbindungen organischer Säuren zu überwinden und eine sicher verarbeitbare, freifließende, pulverförmige Verbindung bereitzustellen, die in der Lage ist, flüssige Carbonsäuren in kontrollierter Weise zu tragen und freizusetzen, ohne die Verwendung von mineralischen Trägern und ohne die Notwendigkeit, Natrium- oder Kaliumionen in die Verbindung einzubauen, während sie in Bezug auf die Art und den Gehalt der beladenen Säure anpassbar ist.There is an urgent need to overcome the disadvantages of the above-mentioned existing organic acid compounds and to provide a safely processable, free-flowing, powdered compound capable of supporting and releasing liquid carboxylic acids in a controlled manner without the use of mineral carriers and without the need to incorporate sodium or potassium ions into the compound, while being adaptable to the type and level of acid loaded.

Darüber hinaus sollte ein Verfahren zur Herstellung des beschriebenen, mit Carbonsäure(n) beladenen Salzträgers einfach sein, eine hohe Beladungskapazität für die beladenen Säuren bieten, auf billigen Ausgangsmaterialien basieren und ohne die Notwendigkeit von Zusatzstoffen oder Katalysatoren auskommen, und somit eine wirtschaftliche Synthese von im industriellen Maßstab ermöglichen.In addition, a process for the preparation of the described salt carrier loaded with carboxylic acid(s) should be simple, offer a high loading capacity for the loaded acids, be based on cheap starting materials and do not require additives or catalysts, and thus an economical synthesis of im enable industrial scale.

Lösung der Aufgabesolution of the task

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine kurzkettige Carbonsäure, besonders bevorzugt eine C1-C4-Carbonsäure, die auf einen Carbonsäuresalzträger beladen ist gemäß Anspruch 1, und das Verfahren zu dessen Herstellung gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a short-chain carboxylic acid, particularly preferably a C 1 -C 4 -carboxylic acid, which is loaded onto a carboxylic acid salt carrier according to claim 1, and the process for its production. Further advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Somit stellt die vorliegende Erfindung eine feste Verbindung bereit, die als Pulver hergestellt wird und eine gute Fließfähigkeit aufweist, umfassend die folgende Struktur, M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) n R 2 COOH

Figure DE102021115047A1_0001
vorzugsweise hergestellt durch ein hierin beschriebenes einfaches Herstellungsverfahren, das die folgenden Bestandteile aufweist
ein Carboxylsäure-Trägersalz M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0002

wobei
M2+ ein Erdalkalimetallion, vorzugsweise Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Barium (Ba) oder ein zweiwertiges Metallion, ausgewählt aus Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Mangan (Mn), Zinn (Sn) oder einer Mischung davon, ist,
R1 eine gegebenenfalls substituierte C1-C10-Alkylgruppe oder eine gegebenenfalls substituierte Arylgruppe ist, wobei die Substituenten unabhängig voneinander ausgewählt sind aus einer Carbonylgruppe (=O), die vorzugsweise eine Carbonylgruppe benachbart zu einer Hydroxygruppe unter Bildung einer Carbonsäuregruppe umfasst, einer Aminogruppe (NH2), einer Hydroxygruppe (OH), einem Halogen, einer Cyanogruppe (CN) oder einer Mischung davon, und wobei m 0 bis 2 ist,
eine beladene Carbonsäure R2COOH,
wobei R2 eine gegebenenfalls substituierte C1-C10-Alkylgruppe ist, wobei die Substituenten unabhängig voneinander ausgewählt sind aus einer Carbonylgruppe (=O), vorzugsweise umfassend eine Carbonylgruppe neben einer Hydroxygruppe unter Bildung einer Carbonsäuregruppe, einer Aminogruppe (NH2), einer Hydroxygruppe (OH), einem Halogen oder einer Cyanogruppe (CN) oder einer Mischung davon,
wobei 1 < n ≤ 6;
wobei der pKa1 der entsprechenden Carboxylsäure der Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0003
≤ pKa1 der beladenen Carbonsäure(n) R2COOH,
wobei die beladene(n) Carbonsäure(n) R2COOH innerhalb der Struktur des Trägercarbonsäuresalzes M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0004
physisorbiert ist (sind).Thus, the present invention provides a solid compound, which is produced as a powder and has good flowability, comprising the following structure, M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) No 2 COOH
Figure DE102021115047A1_0001
preferably made by a simple manufacturing process described herein, having the following ingredients
a carboxylic acid carrier salt M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0002

whereby
M 2+ an alkaline earth metal ion, preferably calcium (Ca), magnesium (Mg), barium (Ba) or a divalent metal ion selected from iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), manganese (Mn), tin ( Sn) or a mixture thereof, is,
R 1 is an optionally substituted C 1 -C 10 alkyl group or an optionally substituted aryl group, wherein the substituents are independently selected from a carbonyl group (=O), preferably comprising a carbonyl group adjacent to a hydroxy group to form a carboxylic acid group, an amino group (NH 2 ), a hydroxy group (OH), a halogen, a cyano group (CN) or a mixture thereof, and where m is 0 to 2,
a loaded carboxylic acid R 2 COOH,
wherein R 2 is an optionally substituted C 1 -C 10 alkyl group wherein the substituents are independently selected from a carbonyl group (=O), preferably comprising a carbonyl group adjacent to a hydroxy group to form a carboxylic acid group, an amino group (NH 2 ), a Hydroxy group (OH), a halogen or a cyano group (CN) or a mixture thereof,
where 1 < n ≤ 6;
where the pK a1 of the corresponding carboxylic acid of the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0003
≤ pK a1 of the loaded carboxylic acid(s) R 2 COOH,
wherein the loaded carboxylic acid(s) R 2 COOH within the structure of the carrier carboxylic acid salt M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0004
is (are) physisorbed.

Die Erfindung betrifft hierbei mit Carbonsäure beladene Salzträger und deren Synthese, welche trockene pulverförmige Trägersalze ergeben, die wesentliche Vorteile in Bezug auf Dosierbarkeit und Verarbeitbarkeit aufweisen, wie z.B. gute Fließfähigkeit und hohe Säurewirksamkeit durch hohe molare Konzentrationen ohne Beschränkungen durch Gefahrgutvorschriften. Diese sauren, festen und frei fließenden Verbindungen können in pharmazeutischen, kosmetischen, Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen eingesetzt werden.The invention relates to salt carriers loaded with carboxylic acid and their synthesis, which result in dry powdered carrier salts that have significant advantages in terms of dosability and processability, such as good flowability and high acid effectiveness due to high molar concentrations without restrictions due to dangerous goods regulations. These acidic, solid, and free-flowing compounds can be used in pharmaceutical, cosmetic, food, and feed applications.

Ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von kurzkettigen Carbonsäuren, vorzugsweise C1-C4-Carbonsäuren, durch Physisorption derselben innerhalb eines Salzträgers gefunden, wie hierin und in den Ansprüchen beschrieben wurde gefunden. Das Verfahren umfasst die Umsetzung einer Trägersäure und einer Quelle eines Erdalkalimetallions, vorzugsweise als Base, mit der/den im Reaktionsgemisch vorhandenen Beladungssäure(n) und wird synoptisch durch Mischen der Ausgangsstoffe unter thermischer Kontrolle mit anschließender Trocknung des größenbestimmten Pulvers aus dem Kondensatnebenprodukt durchgeführt. Unter Ausnutzung der Säurestärke der Ausgangsstoffe wird bei diesem Verfahren eine physisorbierte Säureeinschlusskomponente eines mit Carbonsäure beladenen Salzträgers in guten Ausbeuten erhalten, das ein säurefunktionelles Pulver mit guter Fließfähigkeit bereitstellt.A novel process for the production of short chain carboxylic acids, preferably C 1 -C 4 carboxylic acids, by physisorption thereof within a salt carrier as described herein and in the claims has been discovered. The process involves the reaction of a carrier acid and a source of alkaline earth metal ion, preferably as a base, with the loading acid(s) present in the reaction mixture and is performed synoptically by mixing the starting materials under thermal control followed by drying the sized powder from the condensate by-product. Taking advantage of the acid strength of the starting materials, this process produces a physisorbed acid inclusion component of a carboxylic acid-loaded salt carrier in good yields, providing an acid-functional powder with good flowability.

Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention

Vorteile und Beschreibung des ErzeugnissesBenefits and description of the product

Einschluss / PhysisorptionInclusion / Physisorption

Die erfindungsgemäße Verbindung bezieht sich auf eine Reihe von mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalzträgern, kurz säurebeladenen Trägern, die eine kontrollierte Acidität aufweisen und in Pulverform vorliegen und kurzkettige flüssige Carbonsäuren aufweisen. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff Pulver auf ein teilchenförmiges Material, das sich in einem festen oder halbfesten Zustand befindet, wenn es bei Atmosphärendruck und Raumtemperatur (r.t., 23°C) in einem offenen Behälter platziert ist.The compound of the invention relates to a series of carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt carriers, short acid-loaded carriers which have controlled acidity and are in powder form and have short-chain liquid carboxylic acids. As used herein, the term powder refers to a particulate material that is in a solid or semi-solid state when placed in an open container at atmospheric pressure and room temperature (r.t., 23°C).

Eine Einschlussverbindung, wie der mit Carbonsäure beladene Carbonsäuresalzträger dieser Erfindung, ist eine Verbindung, in der ein chemischer Bestandteil, der Träger, die Fähigkeit hat, andere Bestandteile einzuschließen. Der Einschluss reaktiver Bestandteile wie kurzkettiger Carbonsäuren hat wesentliche Vorteile, da der beladene Bestandteil in der Matrix/dem Hohlraum des Trägermaterials physisorbiert werden, was eine Wechselwirkung ohne kovalente Bindung darstellt, wodurch ihre Reaktivität im Einschluss vermittelt wird. Die vermittelte Reaktivität des Trägers, der mit dem Reaktanten beladen ist, ermöglicht eine Kontrolle ihrer Acidität, was für die industrielle Nutzung von Reaktionsabläufen wesentlich ist. An inclusion compound, such as the carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt carrier of this invention, is a compound in which one chemical moiety, the carrier, has the ability to encapsulate other moieties. The encapsulation of reactive moieties such as short chain carboxylic acids has significant advantages as the loaded moieties are physisorbed in the matrix/void of the support material, which is an interaction without covalent bonding, thereby mediating their reactivity in the encapsulation. The mediated reactivity of the support loaded with the reactant allows their acidity to be controlled, which is essential for the industrial exploitation of reaction sequences.

Die vermittelte Reaktivität einer Einschlussverbindung erleichtert vorteilhaft u.a. die Sicherheit/Stabilität bei der Lagerung oder beim Transport in der technischen Chemie.The mediated reactivity of an inclusion compound advantageously facilitates, inter alia, safety/stability during storage or during transport in technical chemistry.

Die Stärke der Physisorption ist ein wichtiger Indikator für die Stabilität der erfindungsgemäßen Einschlussverbindung und kann mittels Thermoanalyse halbquantitativ analysiert werden. Die Thermoanalyse ist die Analyse der Veränderung einer Eigenschaft in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Temperaturänderung. Die Thermogravimetrische Analyse (TGA) ist die am weitesten verbreitete thermische Analysemethode und misst die Gewichtsveränderung in einem Material als Funktion der Temperatur (oder der Zeit) und ist daher geeignet, die Qualität der erfindungsgemäßen Verbindung zu bewerten, indem die für die Stabilität einer Einschlussformulierung höchst relevanten physikochemischen Umwandlungen, wie Desorptionsprozesse, Zersetzung und/oder Dehydratisierung, analysiert werden. Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen vorteilhaft eine kontrollierte Desorption der beladenen Säuren, die unabhängig von der ebenfalls thermisch induzierten Aufreinigung der erfindungsgemäßen Verbindung induziert werden kann. Weiterhin hat sich gezeigt, dass die thermisch induzierte Desorption der beladenen Carbonsäuren aus der erfindungsgemäßen Verbindung in einem bestimmten Temperaturbereich quantitativ ist, während der Trägerbestandteil vorteilhaft bis zu 300°C stabil ist.The strength of the physisorption is an important indicator for the stability of the inclusion compound according to the invention and can be analyzed semi-quantitatively by means of thermal analysis. Thermal analysis is the analysis of the change in a property as a function of a given temperature change. Thermogravimetric Analysis (TGA) is the most widely used thermal analysis method and measures the change in weight in a material as a function of temperature (or time) and is therefore suitable for assessing the quality of the compound of the invention by being the most important for the stability of an inclusion formulation relevant physicochemical transformations, such as desorption processes, decomposition and/or dehydration, are analyzed. The compounds according to the invention advantageously show controlled desorption of the loaded acids, which can be induced independently of the likewise thermally induced purification of the compound according to the invention. Furthermore, it has been shown that the thermally induced desorption of the loaded carboxylic acids from the compound according to the invention is quantitative in a certain temperature range, while the carrier component is advantageously stable up to 300°C.

Die Differentialthermoanalyse (DTA), bei der die Temperatur einer Probe mit der eines inerten Referenzmaterials während einer programmierten Temperaturänderung verglichen wird, validierte die Kontrolle der für die erfindungsgemäße Verbindung hochrelevanten endothermen Prozesse, wie die Verdampfung von Wasser zur Aufreinigung der erfindungsgemäßen Verbindung und/oder die Desorption, die die Freisetzung des Wirkstoffs darstellt. Die Untersuchung der Gewichtsveränderungen (TGA-Signal) und der gleichzeitige Nachweis der kalorischen Phänomene (DTA-Signal) sind daher ein Konzeptnachweis für die erfolgreiche Säurefreisetzung der erfindungsgemäßen Verbindung.Differential thermal analysis (DTA), in which the temperature of a sample is compared to that of an inert reference material during a programmed temperature change, validated the control of the highly relevant endothermic processes for the compound of the invention, such as the evaporation of water to purify the compound of the invention and / or the Desorption, representing the release of the active substance. The examination of the weight changes (TGA signal) and the simultaneous detection of the caloric phenomena (DTA signal) are therefore a proof of concept for the successful acid release of the compound according to the invention.

Es hat sich gezeigt, dass die Desorption der beladenen Säuren der erfindungsgemäßen Verbindungen eine signifikante energetische Anregung zur Freisetzung der beladenen Säure(n) aus dem säurebeladenen Träger, z.B. durch thermischen Energieeintrag, im Vergleich zur isolierten Säure allein erfordert. Die zusätzliche Energie, die zur Freisetzung der beladenen Carbonsäure aus der Trägerstruktur erforderlich ist, zeigt deutlich die Stabilität der erfindungsgemäßen Verbindung, die auf der Stärke der Physisorption der beladenen Carbonsäure an der Trägerstruktur beruht. Die Substanz ist somit eine Einschlussverbindung.It has been shown that the desorption of the charged acids of the compounds according to the invention requires a significant energetic excitation to release the charged acid(s) from the acid-charged carrier, eg by thermal energy input, compared to the isolated acid alone. The additional energy required to release the loaded carboxylic acid from the support structure clearly shows the stability of the compound according to the invention, which is based on the strength of the physisorption of the loaded carboxylic acid on the carrier structure. The substance is thus an inclusion compound.

Die vorteilhaft verzögerte Verdunstung bzw. die erhöhte thermische Energie, die erforderlich ist, um die beladene Carbonsäure aus der Trägerstruktur freizusetzen, belegt somit die Stabilität der erfindungsgemäßen Verbindung. Die verzögerte Freisetzung von flüssigen kurzkettigen Carbonsäuren durch Verdunstung unterdrückt bei erfindungsgemäßer Beladung wirkungsvoll die unkontrollierte Freisetzung der beladenen kurzkettigen Säure durch Verdunstung, so dass eine aufwändige Kühlung der Formulierung bei Raumtemperatur oder ein aufwändiges Abdichten des für die Lagerung der erfindungsgemäßen Verbindung verwendeten Behälters nicht notwendig ist.The advantageously delayed evaporation or the increased thermal energy that is required to release the loaded carboxylic acid from the support structure thus demonstrates the stability of the compound according to the invention. The delayed release of liquid short-chain carboxylic acids by evaporation when loaded according to the invention effectively suppresses the uncontrolled release of the loaded short-chain acid by evaporation, so that complex cooling of the formulation at room temperature or complex sealing of the container used for storing the compound according to the invention is not necessary.

Organische Säuren und pKa (Allgemeiner Überblick)Organic acids and pK a (general overview)

Organische Säuren sind kohlenstoffhaltige chemische Verbindungen, deren Acidität für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt wird und für ein breites Feld produzierender Industrien wichtig ist. Die erfindungsgemäße Verbindung verkörpert eine beladene Carbonsäure in einem trockenen Zustand, wodurch die Kontrolle ihrer Acidität vorteilhaft erleichtert wird. Da sich die vorliegenden Erfindung in erster Linie auf mit der Acidität befasst, die im ersten Gleichgewicht der Protonendissoziation von einer Carboxylgruppe (-COOH) liegt, sind vor allem die pKa1-Werte relevant.Organic acids are carbonaceous chemical compounds whose acidity is used in a variety of applications and is important to a wide range of manufacturing industries. The compound of the present invention embodies a loaded carboxylic acid in a dry state, thereby advantageously facilitating the control of its acidity. Since the present invention is primarily concerned with the acidity that resides in the first equilibrium of proton dissociation from a carboxyl group (-COOH), the pK a1 values are particularly relevant.

Starke Säure-Base-Reaktionen, z.B. die der Trägercarbonsäuren, sind typischerweise exotherm. Erfindungsgemäß ist der pKa1 der korrespondierenden Säure des Trägers ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0005
des Metallgegenions gleich oder kleiner als der pKa1 der beladenen Carbonsäure R2COOH oder einer beliebigen Mischung verschiedener R2COOH. Dabei wird die pKa-Differenz der erfindungsgemäßen Bestandteile als treibende Reaktionskraft zur Erzeugung der Einschlussverbindung technisch ausgenutzt. Auf diesem Weg ist es nicht notwendig, vorgesehene Reaktionswege zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Verbindung zu unterstützen, z.B. durch den Einsatz weiterer Zusatzstoffe, Reaktionspartner oder Katalysatoren. Da keine weiteren Zusatzstoffe, Reaktanten oder Katalysatoren benötigt werden, weisen die gewünschten Produkte eine höhere Reinheit auf, und eine Aufreinigung wird deutlich erleichtert. Außerdem werden die charakteristischen Eigenschaften der erhaltenen festen Produkte nicht durch sonst erforderliche Additive verändert.Strong acid-base reactions, such as those of the carrier carboxylic acids, are typically exothermic. According to the invention, the pK a1 is the corresponding acid of the carrier ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0005
of the metal counterion equal to or less than the pK a1 of the charged carboxylic acid R 2 COOH or any mixture of different R 2 COOH. In this case, the pK a difference of the components according to the invention is used technically as the driving reaction force for generating the inclusion compound. In this way, it is not necessary to support intended reaction paths for producing the compound according to the invention, for example by using other additives, reactants or catalysts. Because no additional additives, reactants, or catalysts are required, the desired products are of higher purity and purification is greatly facilitated. In addition, the characteristic properties of the solid products obtained are not altered by additives that would otherwise be required.

Trägercarbonsäuresalzcarrier carboxylic acid salt

Die erfindungsgemäße feste Verbindung umfasst ein Salz einer Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) ,

Figure DE102021115047A1_0006
bezeichnet als Trägersäure, die bei einer Reaktion mit einer Erdalkalibase einen Säuresalzträger bildet. Erfindungsgemäß besitzt die Trägersäure einen niedrigeren pKa-Wert bzw. eine stärkere Acidität als die auf den Träger zu beladenden Säuren, was vorteilhaft die in-situ-Erzeugung durch Neutralisation der Trägersäure zu dem korrespondierenden Salz unter Bildung der Trägerstruktur ermöglicht. Somit besitzt eine Trägersäure nach der Bildung der erfindungsgemäßen Einschlussverbindung keine Aktivität und dient als stabiler Träger für die beladene Säure.The solid compound of the present invention comprises a salt of a carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) ,
Figure DE102021115047A1_0006
referred to as a carrier acid that forms an acid salt carrier when reacting with an alkaline earth metal base. According to the invention, the carrier acid has a lower pK a value or a stronger acidity than the acids to be loaded onto the carrier, which advantageously enables in situ generation by neutralization of the carrier acid to the corresponding salt with formation of the carrier structure. Thus, once the inclusion complex of the present invention is formed, a carrier acid has no activity and serves as a stable carrier for the loaded acid.

Erfindungsgemäß ist der pKa1 der entsprechenden Säure des Trägers ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0007
des Metallgegenions gleich oder kleiner dem pKa1 der beladenen Carbonsäure R2COOH oder einer beliebigen Mischung verschiedener R2COOH. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Differenz des pKa1 (ΔpKa1) zwischen der Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0008
und der entsprechenden beladenen Carbonsäure(n) R2COOH 0.1 ≤ ΔpKa1 ≤ 5.0, vorzugsweise 0.2 ≤ ΔpKa1 ≤ 4.0, besonders bevorzugt 0.3 ≤ ΔpKa1 ≤ 3.0. Die darin definierte Differenz zwischen dem pKa1 der entsprechenden Säure des Salzes der Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0009
und dem der beladenen Carbonsäure(n) R2COOH erhöht vorteilhaft die Stabilität der erfindungsgemäßen Verbindung. Diese erhöhte Stabilität ist für den Transport und die Lagerung der erfindungsgemäßen Verbindung von großem Vorteil. Darüber hinaus ermöglicht die bevorzugte pKa-Differenz der erfindungsgemäßen Säure-Base-reaktiven Bestandteile vorteilhaft eine erhöhte Selektivität der vorgesehenen Reaktionswege, wodurch Nebenreaktionen unterdrückt werden.According to the invention, the pK is a1 of the corresponding acid of the carrier ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0007
of the metal counterion equal to or less than the pK a1 of the charged carboxylic acid R 2 COOH or any mixture of different R 2 COOH. According to a preferred embodiment of the invention, the difference in pK a1 (ΔpK a1 ) between the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0008
and the corresponding charged carboxylic acid(s) R 2 COOH 0.1≦ΔpK a1 ≦5.0, preferably 0.2≦ΔpK a1 ≦4.0, particularly preferably 0.3≦ΔpK a1 ≦3.0. The difference defined therein between the pK a1 of the corresponding acid of the salt of the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0009
and that of the charged carboxylic acid(s) R 2 COOH advantageously increases the stability of the compound according to the invention. This increased stability is of great advantage for the transport and storage of the compound according to the invention. In addition, the preferred pK a difference of the acid-base-reactive components according to the invention advantageously enables increased selectivity of the reaction pathways provided, as a result of which side reactions are suppressed.

Die erfindungsgemäße Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0010
offenbart R1, welche ausgewählt ist aus einer gegebenenfalls substituierten C1-C10-Alkylgruppe, oder einer gegebenenfalls substituierten Arylgruppe, wobei der Substituent ausgewählt ist aus einer Carbonylgruppe (=O), vorzugsweise umfassend eine Carbonylgruppe benachbart zu einer Hydroxygruppe unter Bildung einer Carbonsäuregruppe, einer Aminogruppe (NH2), einer Hydroxygruppe (OH), einem Halogen oder einer Cyanogruppe.The carrier carboxylic acid according to the invention ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0010
discloses R 1 which is selected from an optionally substituted C 1 -C 10 alkyl group, or an optionally substituted aryl group, wherein the substituent is selected from a carbonyl group (=O), preferably comprising a carbonyl group adjacent to a hydroxy group to form a carboxylic acid group , an amino group (NH 2 ), a hydroxy group (OH), a halogen or a cyano group.

Erfindungsgemäß wird R1 durch die Formel -X, -CßX3 or -CßX2R3 or C β XR 2 3

Figure DE102021115047A1_0011
or C β R 3 3
Figure DE102021115047A1_0012
beschrieben, wobei Cßdas ß-Kohlenstoffatom in Bezug auf die Carboxylgruppe ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0013
des Trägers ist. Bevorzugt ist R1 ausgewählt aus der Formel -X, -CßX3 oder -CßX2R3. Noch bevorzugter ist erfindungsgemäß die Auswahl der Formel -X or -CßX2R3 für R1. Die darin bevorzugt für R1 gewählten Gruppen stellen aufgrund einer verringerten Resonanzstabilisierung für die deprotonierte Trägercarbonsäureform vorteilhaft Trägercarbonsäuren mit erhöhter Acidität dar. Hierdurch wird eine hohe Ausbeute und eine hohe eine schnelle Säure-Base-Reaktivität der Trägercarbonsäure erreicht, wobei bei einer Neutralisation das entsprechende Trägercarbonsalz bzw. die Trägerkomponente entsteht. Die erhöhte Acidität verringert kinetisch Nebenreaktionen und macht eine Unterstützung der gewünschten Reaktionswege, z.B. durch weitere Zusätze, Reaktanten oder Katalysatoren, vorteilhaft überflüssig.According to the invention, R 1 is represented by the formula -X, -C ß X 3 or -C ß X 2 R 3 or C β XR 2 3
Figure DE102021115047A1_0011
or C β R 3 3
Figure DE102021115047A1_0012
described, where C ß is the ß-carbon atom in relation to the carboxyl group ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0013
of the wearer. R 1 is preferably selected from the formula -X, -C ß X 3 or -C ß X 2 R 3 . Even more preferred according to the invention is the selection of the formula —X or —C β X 2 R 3 for R 1 . The groups preferably selected therein for R 1 are advantageously carrier carboxylic acids with increased acidity due to a reduced resonance stabilization for the deprotonated carrier carboxylic acid form. This achieves a high yield and high, rapid acid-base reactivity of the carrier carboxylic acid, with neutralization producing the corresponding carrier carboxylic salt or the carrier component is created. The increased acidity kinetically reduces side reactions and advantageously eliminates the need to support the desired reaction pathways, for example by means of further additives, reactants or catalysts.

Erfindungsgemäß kann R3 Gruppen einer gegebenenfalls substituierten C1-C10-Alkylgruppe oder einer gegebenenfalls substituierten Arylgruppe umfassen. Vorzugsweise ist R3 ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einer gegebenenfalls substituierten C1-C8-Alkylgruppe oder einer gegebenenfalls substituierten Arylgruppe. Noch bevorzugter ist R3 ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einer gegebenenfalls substituierten C1-C6-Alkylgruppe oder einer gegebenenfalls substituierten Arylgruppe. Ein vorteilhafter technischer Effekt ergibt sich aus der verringerten Alkylkettenlänge von R3, wie vorstehend definiert, da diese Strukturen eine erhöhte Löslichkeit in polaren Lösungsmitteln aufweisen. Eine gute Löslichkeit in polaren Lösungsmitteln, z.B. in Wasser, ist für jeden technischen Reaktionsweg und Herstellungsprozess von großer Bedeutung und für die Anwendung von Trägercarbonsäuresalzen in der Industrie von Vorteil.According to the invention, R 3 groups can comprise an optionally substituted C 1 -C 10 -alkyl group or an optionally substituted aryl group. Preferably, R 3 is selected from a group consisting of an optionally substituted C 1 -C 8 alkyl group or an optionally substituted aryl group. Even more preferably, R 3 is selected from a group consisting of an optionally substituted C 1 -C 6 alkyl group or an optionally substituted aryl group. A beneficial technical effect results from the reduced alkyl chain length of R 3 , as defined above, since these structures have increased solubility in polar solvents. Good solubility in polar solvents, for example in water, is of great importance for every technical reaction path and production process and is advantageous for the use of carrier carboxylic acid salts in industry.

Der erfindungsgemäße Substituent von R3 kann eine Amidgruppe, eine Estergruppe, eine Ethergruppe, eine Thioethergruppe, eine Carbonylgruppe (=O), vorzugsweise umfassend eine Carbonylgruppe benachbart zu einer Hydroxygruppe unter Bildung einer Carbonsäuregruppe, eine Aminogruppe (NH2), eine Hydroxygruppe (OH) oder eine X-Gruppe umfassen, wobei X ausgewählt ist aus Fluor (F), Chlor (CI) oder Brom (Br). Der Substituent von R3 ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Carbonylgruppe (=O), vorzugsweise umfassend eine Carbonylgruppe benachbart zu einer Hydroxygruppe unter Bildung einer Carbonsäuregruppe, eine Aminogruppe (NH2) oder eine Hydroxygruppe (OH). Der Substituent von R3 ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Carbonylgruppe (=O), die eine Carbonylgruppe benachbart zu einer Hydroxygruppe unter Bildung einer Carbonsäuregruppe umfasst, eine Aminogruppe (NH2) oder eine Hydroxygruppe (OH).The substituent of R 3 according to the invention can be an amide group, an ester group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group (=O), preferably comprising a carbonyl group adjacent to a hydroxy group to form a carboxylic acid group, an amino group (NH 2 ), a hydroxy group (OH ) or an X group, where X is selected from fluorine (F), chlorine (Cl) or bromine (Br). The substituent of R 3 is preferably selected from a carbonyl group (=O), preferably comprising a carbonyl group adjacent to a hydroxy group to form a carboxylic acid group, an amino group (NH 2 ) or a hydroxy group (OH). The substituent of R 3 is preferably selected from a carbonyl group (=O) comprising a carbonyl group adjacent to a hydroxy group to form a carboxylic acid group, an amino group (NH 2 ) or a hydroxy group (OH).

Die Substituenten X können aus Wasserstoff (H), einer Hydroxygruppe (OH), Fluor (F), Chlor (CI), Brom (Br) oder einer anderen elektronenziehenden funktionellen Gruppe wie einer Cyanogruppe (CN) ausgewählt sein. Bevorzugte Substituenten für X sind ausgewählt aus einem Wasserstoff (H), einer Hydroxygruppe (OH), Fluor (F), Chlor (CI) oder einer anderen elektronenabziehenden funktionellen Gruppe wie der Cyanogruppe (CN). Besonders bevorzugt wird erfindungsgemäß Wasserstoff (H) oder eine Hydroxygruppe (OH) für X ausgewählt. Die hier ausgewählten Substituenten für X umfassen Strukturen, die relativ kostengünstig zu synthetisieren und/oder natürlich vorkommen und/oder die größte technische Bedeutung haben.The substituents X can be selected from hydrogen (H), hydroxy (OH), fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br) or another electron withdrawing functional group such as cyano (CN). Preferred substituents for X are selected from hydrogen (H), hydroxy (OH), fluorine (F), chlorine (Cl) or another electron withdrawing functional group such as cyano (CN). Hydrogen (H) or a hydroxy group (OH) is particularly preferably selected for X according to the invention. The substituents for X selected herein include structures that are relatively inexpensive to synthesize and/or occur naturally and/or have the greatest industrial importance.

Ein Beispiel für die bevorzugteren Trägercarbonsäurekomponenten der Erfindung ist gegeben, wenn R1 durch -X ausgewählt wird und ein Wasserstoff (H) für -X ausgewählt wird, was Ameisensäure darstellt. Weitere Beispiele für bevorzugtere Trägercarbonsäure sind gegeben, wenn-CßR3 X2 für R1 ausgewählt ist und X aus Wasserstoff (H) oder einer Hydroxygruppe (OH) ausgewählt sind, die bevorzugte sekundäre Cß-Atome bilden. Die hier definierte Formel umfasst bevorzugtere Trägersäuren der Erfindung mit großer Bedeutung für industrielle Produkte wie Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Glykolsäure, Buttersäure, Bernsteinsäure, Fumar- oder Maleinsäure, Adipinsäure, Äpfelsäure, Malonsäure, Weinsäure, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Benzoesäure, Salicylsäure und Zitronensäure.An example of the more preferred carrier carboxylic acid components of the invention is given when R 1 is selected by -X and a hydrogen (H) is selected for -X, representing formic acid. Further examples of more preferred carrier carboxylic acids are given when -C β R 3 X 2 is selected for R 1 and X are selected from hydrogen (H) or a hydroxy group (OH) which form preferred secondary C β atoms. The formula defined here includes more preferred carrier acids of the invention with great importance for industrial products such as acetic acid, propionic acid, lactic acid, glycolic acid, butyric acid, succinic acid, fumaric or maleic acid, adipic acid, malic acid, malonic acid, tartaric acid, aspartic acid, glutamic acid, benzoic acid, salicylic acid and citric acid .

Die folgende Figur zeigt die allgemeine Formel des Salzes der Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0014
(Figur unten, gesamter Kasten), die Formel der am meisten bevorzugten Trägercarbonsäure, die durch die Wahl der Formel -X oder -CßX2R3 für R1 definiert ist, und Beispiele für letztere (Figur unten, rechts).
Figure DE102021115047A1_0015
The following figure shows the general formula of the salt of the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0014
(Figure below, entire box), the formula of the most preferred carrier carboxylic acid defined by the choice of formula -X or -C β X 2 R 3 for R 1 and examples of the latter (Figure below, right).
Figure DE102021115047A1_0015

Da die Trägercarbonsäure einen niedrigeren pKa-Wert als die beladene(n) Carbonsäure(n) aufweisen muss, die vorzugsweise aus Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Glykolsäure und Buttersäure umfassen, ist eine breite Auswahl an Paaren von Trägersäuren vorteilhaft, was eine vielseitige Plattform für mit Carbonsäure beladene Carbonsäuresalzträger bietet.Since the carrier carboxylic acid must have a lower pK a value than the loaded carboxylic acid(s), which preferably include formic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid, glycolic acid and butyric acid, a wide selection of pairs of carrier acids is advantageous, which is a versatile platform for carboxylic acid loaded carboxylic acid salt supports.

Erfindungsgemäße Trägercarbonsäuren können Carbonsäuren umfassen, die bei Raumtemperatur fest sind, die ausgewählt sind aus Arachidinsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Myristinsäure, Enantinsäure, Caprylsäure, Oxalsäure, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Malonsäure, Weinsäure, Salicylsäure, Fumar- oder Maleinsäure, Zitronensäure, Apfelsäure, Ascorbinsäure, Bernsteinsäure, Benzoesäure, Adipinsäure, Ameisensäure, Glykolsäure, Milchsäure, Essigsäure, Buttersäure und Propionsäure. Bevorzugte erfindungsgemäße Carbonsäureträger sind ausgewählt aus Enanthsäure, Caprylsäure, Oxalsäure, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Malonsäure, Weinsäure, Salicylsäure, Fumar- oder Maleinsäure, Zitronensäure, Äpfelsäure, Ascorbinsäure, Bernsteinsäure, Benzoesäure, Adipinsäure, Ameisensäure, Glykolsäure, Milchsäure, Essigsäure, Buttersäure und Propionsäure. Besonders bevorzugt werden erfindungsgemäß Carbonsäureträger ausgewählt aus Asparaginsäure, Glutaminsäure, Malonsäure, Weinsäure, Salicylsäure, Fumar- oder Maleinsäure, Zitronensäure, Apfelsäure, Ascorbinsäure, Bernsteinsäure, Benzoesäure, Adipinsäure, Ameisensäure, Glykolsäure, Milchsäure, Essigsäure, Buttersäure und Propionsäure, wobei die letzten sechs bei Raumtemperatur flüssig sind. Die hierin ausgewählten Carbonsäuren besitzen eine verminderte Hydrophobizität gegenüber längerkettigen linearen Carbonsäuren. Daher sind die erfindungsgemäßen Carbonsäureträger vorzugsweise in polaren Lösungsmitteln löslich, was eine einfache Handhabung und Herstellung ermöglicht. Erfindungsgemäße Verbindungen, die Citrate umfassen, haben z.B. gezeigt, dass sie die Wachstumsleistung bei Aquakulturfischen signifikant verbessern (Reviews in Aquaculture, 2017).Carrier carboxylic acids according to the invention may include carboxylic acids which are solid at room temperature, selected from arachidic acid, stearic acid, palmitic acid, myristic acid, enantic acid, caprylic acid, oxalic acid, aspartic acid, glutamic acid, malonic acid, tartaric acid, salicylic acid, fumaric or maleic acid, citric acid, malic acid, ascorbic acid , succinic acid, benzoic acid, adipic acid, formic acid, glycolic acid, lactic acid, acetic acid, butyric acid and propionic acid. Preferred carboxylic acid carriers according to the invention are selected from enanthic acid, caprylic acid, oxalic acid, aspartic acid, glutamic acid, malonic acid, tartaric acid, salicylic acid, fumaric or maleic acid, citric acid, malic acid, ascorbic acid, succinic acid, benzoic acid, adipic acid, formic acid, glycolic acid, lactic acid, acetic acid, butyric acid and propionic acid . According to the invention, carboxylic acid carriers are particularly preferably selected from aspartic acid, glutamic acid, malonic acid, tartaric acid, salicylic acid, fumaric or maleic acid, citric acid, malic acid, ascorbic acid, succinic acid, benzoic acid, adipic acid, formic acid, glycolic acid, lactic acid, acetic acid, butyric acid and propionic acid, the last six are liquid at room temperature. The carboxylic acids selected herein have reduced hydrophobicity over longer chain linear carboxylic acids. Therefore, the carboxylic acid carriers according to the invention are preferably soluble in polar solvents, which enables easy handling and manufacture. For example, compounds of the invention comprising citrates have been shown to significantly improve growth performance in aquaculture fish (Reviews in Aquaculture, 2017).

Darüber hinaus ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Ascorbat-Trägers in Kombination mit beladener Essigsäure zum Beispiel für die Verwendung als Farberhaltungsmittel in Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen geeignet. Die beladene Essigsäure in den erfindungsgemäßen Verbindungen wirkt vorteilhaft als Säuerungsmittel (pH-Kontrolle, die die Myoglobinoxidation abschwächt). Eine erfindungsgemäße Verbindung, die Derivate von Ascorbinsäure (Vitamin C) enthält, stellt vorteilhaft die lebenswichtigen Funktionen von Ascorbinsäure zur Verfügung, da sie als Antioxidans zelluläre Komponenten vor Schäden durch freie Radikale schützen kann.In addition, the use of the ascorbate carrier according to the invention in combination with loaded acetic acid is suitable, for example, for use as a color-retaining agent in food and feed applications. The loaded acetic acid in the compounds of this invention acts beneficially as an acidulant (pH control that mitigates myoglobin oxidation). A compound of the present invention containing derivatives of ascorbic acid (vitamin C) advantageously provides the vital functions of ascorbic acid because, as an antioxidant, it can protect cellular components from free radical damage.

Die pKa1-Werte einer Auswahl der bevorzugten erfindungsgemäßen Trägercarbonsäure sind in der folgenden Tabelle 1 aufgelistet, wobei ein flüssiger Zustand bei Raumtemperatur durch ein Sternchen gekennzeichnet ist:The pK a1 values of a selection of the preferred carrier carboxylic acid according to the invention are listed in Table 1 below, with a liquid state at room temperature being marked by an asterisk:

Tabelle 1. Eine Auswahl bevorzugter erfindungsgemäßer Trägercarbonsäuren und deren pKa1-Werte, wobei ein flüssiger Zustand bei Raumtemperatur durch ein Sternchen gekennzeichnet ist (*). Säure pKa1 Asparaginsäure 1.99 Glutaminsäure 2.16 Malonsäure 2.83 Weinsäure 2.98 Salicylsäure 2.75 Fumarsäure 3.00 Zitronensäure 3.09 Apfelsäure 3.40 Ameisensäure* 3.77 Glykolsäure* 3.83 Milchsäure* 3.86 Ascorbinsäure 4.25 Bernsteinsäure 4.19 Benzoesäure 4.20 Adipinsäure 4.43 Essigsäure* 4.76 Buttersäure* 4.82 Propionsäure* 4.88 Table 1. A selection of preferred carrier carboxylic acids according to the invention and their pK a1 values, a liquid state at room temperature being marked by an asterisk (*). acid pK a1 aspartic acid 1.99 glutamic acid 2.16 malonic acid 2.83 tartaric acid 2.98 salicylic acid 2.75 fumaric acid 3.00 citric acid 3.09 malic acid 3.40 formic acid* 3.77 glycolic acid* 3.83 lactic acid* 3.86 ascorbic acid 4.25 succinic acid 4.19 benzoic acid 4.20 adipic acid 4.43 Acetic acid* 4.76 butyric acid* 4.82 propionic acid* 4.88

Eine Veränderung des pKa von organischen Säuren ist im Allgemeinen durch die Veränderung der Alkylkettenlänge oder funktioneller Substituenten entlang der Alkylkette möglich. Im Allgemeinen nimmt der pKa von organischen Säuren nur geringfügig mit der Alkylkettenlänge ab. Eine wirksamere Modifikation des pKa von organischen Säuren ist durch geeignete Substituenten möglich, die die Acidität der Carboxylgruppe beeinflussen, vorzugsweise am Cß -Atom der letzteren, was für X zutrifft.Changing the pKa of organic acids is generally possible by changing the alkyl chain length or functional substituents along the alkyl chain. In general, the pK a of organic acids decreases only slightly with alkyl chain length. A more effective modification of the pK a of organic acids is possible by suitable substituents affecting the acidity of the carboxyl group, preferably at the C ß atom of the latter, which is the case for X.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist X ausgewählt aus einem Wasserstoff (H) oder einer elektronenziehenden Gruppe, ausgewählt aus Fluor (-F), Chlor (-CI), Brom (-Br), Jod (-I) oder Cyano (-CN). In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist X ausgewählt aus einem Wasserstoff (H) oder einer elektronenziehenden Gruppe, ausgewählt aus Fluor (-F), Chlor (-CI), Brom (-Br) oder Cyano (-CN). In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist X ausgewählt aus Wasserstoff (H) oder einer elektronenabziehenden Gruppe, ausgewählt aus Fluor (-F), Chlor (-Cl) oder Cyano (-CN).In one embodiment of the invention X is selected from a hydrogen (H) or an electron withdrawing group selected from fluorine (-F), chlorine (-Cl), bromine (-Br), iodine (-I) or cyano (-CN) . In a preferred embodiment of the invention X is selected from a hydrogen (H) or an electron withdrawing group selected from fluorine (-F), chlorine (-Cl), bromine (-Br) or cyano (-CN). In a preferred embodiment of the invention X is selected from hydrogen (H) or an electron withdrawing group selected from fluorine (-F), chlorine (-Cl) or cyano (-CN).

Die in der erfindungsgemäßen Ausführungsform ausgewählten Substituenten X am Cß der Trägercarbonsäure besitzen eine höhere Elektronennegativität (EN) als ein Kohlenstoff ENc und bewirken einen induktiven Elektronenentzug, wodurch die Acidität der Trägercarbonsäuren erhöht wird. Daher ist der pKa1 der Trägercarbonsäuren in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft verringert, was für Substituenten X mit einer höheren Elektronegativität in Bezug auf ENc in der Reihenfolge (F > CI > Br > I) noch ausgeprägter ist und in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung berücksichtigt wird.The substituents X on the C ß of the carrier carboxylic acid selected in the embodiment according to the invention have a higher electron negativity (EN) than a carbon EN c and bring about inductive electron withdrawal, as a result of which the acidity of the carrier carboxylic acids is increased. Therefore, the pK a1 of the carrier carboxylic acids is advantageously reduced in the preferred embodiment of the invention, which is even more pronounced for substituents X with a higher electronegativity with respect to EN c in the order (F>CI>Br>I) and in the preferred embodiment of the invention is taken into account.

Die erhöhte Säurestärke bei der Auswahl von X gemäß der (weiter) bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise eine breitere Auswahl an Paaren von Trägersäure und zu beladender Säure, während der pKa der Trägercarbonsäure gegenüber der beladenen Carbonsäure gemäß den Kriterien der Erfindung niedriger ist. Die Absenkung des pKa1 durch funktionelle β-Substituenten eröffnet somit Wege für neue Verbindungen von beladenden/beladenen Säuren.The increased acid strength when selecting X according to the (further) preferred embodiment of the invention advantageously allows a wider selection of pairs of carrier acid and acid to be loaded, while the pK a of the carrier carboxylic acid compared to the loaded carboxylic acid according to the Criteria of the invention is lower. Lowering the pK a1 by functional β-substituents thus opens avenues for new compounds of loading/loaded acids.

Die folgende Figur zeigt die allgemeine Formel des Trägercarbonsäuresalzes ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0016
(Figur unten, gesamter Kasten), Strukturen der durch R1 definierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trägercarbonsäure (Figur unten, gestrichelter Kasten) und Beispiele für die letztere (Figur unten, rechts). Die Strukturen der weiter bevorzugte Auswahl sind in Analogie zu den obigen Beispielen dargestellt.
Figure DE102021115047A1_0017
The following figure shows the general formula of the carrier carboxylic acid salt ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0016
(Figure below, entire box), Structures of the embodiment of the carrier carboxylic acid according to the invention defined by R 1 (Figure below, dashed box) and examples of the latter (Figure below, right). The structures of the more preferred selection are shown in analogy to the above examples.
Figure DE102021115047A1_0017

Darüber hinaus verstärkt die Modifikation der Acidität der Trägercarbonsäure durch gezielte Auswahl der Substituenten X die oben genannten Vorteile, indem die pKa1-Differenz zwischen der Trägersäure und der beladenen Säure erhöht wird. Dadurch werden vorteilhaft eine erhöhte Stabilität, eine erhöhte Sicherheit des säurebeladenen Carbonsäuresalzträgers für den Transport und die Lagerung, sowie eine erhöhte Selektivität und/oder Reaktionsgeschwindigkeit der Säure-Base-Reaktion erreicht.In addition, modification of the acidity of the carrier carboxylic acid through targeted selection of the substituents X enhances the above advantages by increasing the pK a1 difference between the carrier acid and the loaded acid. As a result, increased stability, increased safety of the acid-loaded carboxylic acid salt carrier for transport and storage, and increased selectivity and/or reaction rate of the acid-base reaction are advantageously achieved.

Beladene Säuren und pKa Loaded acids and pK a

Die säurereaktive Komponente der erfindungsgemäßen Verbindung umfasst die beladene(n) Carbonsäure(n) R2COOH, die als beladene Säure bezeichnet wird (werden), wobei R2 eine gegebenenfalls substituierte C1-C10-Alkylgruppe oder eine gegebenenfalls substituierte Arylgruppe umfassen kann, vorzugsweise ist R2 ausgewählt aus einer gegebenenfalls substituierten C1-C8-Alkylgruppe oder einer gegebenenfalls substituierten Arylgruppe, noch bevorzugter ist R2 ausgewählt aus einer gegebenenfalls substituierten C1-C4-Alkylgruppe oder einer gegebenenfalls substituierten Arylgruppe. Die Bevorzugung der beladenen Säure als kurzkettige Carbonsäuren in dieser Erfindung, besonders bevorzugt eine C1-C4 mit einer Alkylkettenlänge von weniger als fünf Kohlenstoffatomen, hängt mit ihrem flüssigen Aggregatzustand bei r.t. zusammen. Daher können flüssige Carbonsäuren wie Ameisensäure, Essigsäure, Glykolsäure, Propionsäure, Buttersäure und Milchsäure erfindungsgemäß in Pulverform gehandhabt werden, was für die Sicherheit großer Bedeutung ist und eine Verdünnung vorteilhafterweise nicht erforderlich macht. Diese Aspekte sind für die genannten flüssigen kurzkettigen Carbonsäuren bei ihrer Anwendung in der Pharma-, Kosmetik-, Lebensmittel- und Futtermittelindustrie von großer Bedeutung.The acid-reactive component of the compound of the invention comprises the charged carboxylic acid(s) R 2 COOH, referred to as the charged acid, where R 2 may comprise an optionally substituted C 1 -C 10 alkyl group or an optionally substituted aryl group , preferably R 2 is selected from an optionally substituted C 1 -C 8 alkyl group or an optionally substituted aryl group, more preferably R 2 is selected from an optionally substituted C 1 -C 4 alkyl group or an optionally substituted aryl group. The preference for the charged acid as short chain carboxylic acids in this invention, most preferably a C 1 -C 4 having an alkyl chain length of less than five carbon atoms, is related to its liquid state at rt. Therefore, liquid carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, glycolic acid, propionic acid, butyric acid and lactic acid can be handled according to the invention in powder form, which is of great importance for safety and advantageously does not require dilution. These aspects are of great importance for the liquid short-chain carboxylic acids mentioned when they are used in the pharmaceutical, cosmetics, food and animal feed industries.

Die Substituenten von R2 können ausgewählt werden aus Wasserstoff (H), einer Carbonylgruppe (=O), die vorzugsweise eine Carbonylgruppe benachbart zu einer Hydroxygruppe unter Bildung einer Carbonsäuregruppe umfasst, einer Aminogruppe (NH2), einer Hydroxygruppe (OH),einem Halogen, umfassend Fluor (-F), Chlor (-CI), Brom (-Br), Jod (-I), oder Cyanogruppe (-CN) umfasst, oder einer Mischung davon. Bevorzugte Substituenten von R2 sind ausgewählt aus Wasserstoff (H), einer Carbonylgruppe (=O), vorzugsweise umfassend eine Carbonylgruppe benachbart zu einer Hydroxygruppe unter Bildung einer Carbonsäuregruppe, Hydroxygruppe (-OH) oder einer Mischung davon. Besonders bevorzugt wird erfindungsgemäß Wasserstoff (H) oder eine Hydroxygruppe (OH) oder ein Gemisch davon als Substituent von R2 ausgewählt. Die am meisten bevorzugten Substituenten für R2 gemäß der Erfindung umfassen Carbonsäuren, die in der Natur reichlich vorhanden und/oder relativ kostengünstig zu synthetisieren sind und die hohe technische Bedeutung haben. Des Weiteren umfassen diese beladenen Säuren vorteilhafterweise keine basischen Gruppen wie die Aminogruppe (NH2), die den erfindungsgemäß vorgesehenen säurereaktiven Charakter stören würden.The substituents of R 2 can be selected from hydrogen (H), a carbonyl group (=O), which preferably contains a carbonyl group adjacent to a hydroxy group to form a Car carboxylic acid group, an amino group (NH 2 ), a hydroxy group (OH), a halogen including fluorine (-F), chlorine (-Cl), bromine (-Br), iodine (-I), or cyano group (-CN) includes, or a mixture thereof. Preferred substituents of R 2 are selected from hydrogen (H), a carbonyl group (=O), preferably comprising a carbonyl group adjacent to a hydroxy group to form a carboxylic acid group, hydroxy group (-OH) or a mixture thereof. According to the invention, hydrogen (H) or a hydroxy group (OH) or a mixture thereof is particularly preferably selected as the substituent of R 2 . The most preferred substituents for R 2 according to the invention include carboxylic acids which are naturally abundant and/or relatively inexpensive to synthesize and which are of great industrial importance. Furthermore, these charged acids advantageously do not comprise any basic groups such as the amino group (NH 2 ) which would interfere with the acid-reactive character provided according to the invention.

Beispiele für bevorzugte beladene Carbonsäuren gemäß der Erfindung sind in der folgenden Figur dargestellt und umfassen kurzkettige C1-C4-Carbonsäuren wie Ameisen-, Essig-, Glykol-, Propion-, Milch- und/oder Buttersäure oder eine Mischung davon, die vorteilhaft biokompatibel und bioverfügbar sind, wie oben beschrieben.

Figure DE102021115047A1_0018
Examples of preferred loaded carboxylic acids according to the invention are shown in the following figure and include short chain C 1 -C 4 carboxylic acids such as formic, acetic, glycolic, propionic, lactic and/or butyric acid or a mixture thereof, which advantageously are biocompatible and bioavailable as described above.
Figure DE102021115047A1_0018

Der pKa Werte der ersten Säure der vorzugsweise verwendeten kurzkettigen R2COOH-Carbonsäuren sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben:The pK a values of the first acid of the short-chain R 2 COOH carboxylic acids preferably used are given in Table 2 below:

Tabelle 2. Die erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten kurzkettigen R2COOH-Carbonsäuren und deren pKa-Werte. Säure pKa1 Ameisensäure 3.77 Glykolsäure 3.83 Milchsäure 3.86 Essigsäure 4.76 Buttersäure 4.82 Propionsäure 4.88 Table 2. The short-chain R 2 COOH carboxylic acids preferably used according to the invention and their pK a values. acid pK a1 formic acid 3.77 glycolic acid 3.83 lactic acid 3.86 acetic acid 4.76 butyric acid 4.82 propionic acid 4.88

Die bevorzugten beladenen Säuren weisen vorteilhafterweise eine hohe Acidität auf und sind somit wirksame Säuerungsmittel für ein breites Feld industrieller Anwendungen, wobei eine Kontrolle der Reaktivität für die Lagerung, den Transport und die Sicherheit erforderlich ist, um ihre wirtschaftliche Handhabung zu erleichtern, wie dies durch die Erfindung möglich ist.The preferred loaded acids advantageously have high acidity and are thus effective acidulants for a wide range of industrial applications where control of reactivity is required for storage, transportation and safety to facilitate their economical handling, as illustrated by the invention is possible.

Hinsichtlich des Kriteriums der pKa-Differenz der Trägersäure und der erfindungsgemäßen beladenen Säure ermöglicht der pKa der beladenen Carbonsäuren vorteilhaft die Auswahl mehrerer Ligandengegenionen ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) .

Figure DE102021115047A1_0019
Hierdurch kann eine breite Palette von Carbonsäure-beladenen Carbonsäuresalz-Trägerkombinationen erzeugt und angepasst werden.With regard to the criterion of the pK a difference of the carrier acid and the acid loaded according to the invention, the pK a of the loaded carboxylic acids advantageously enables the selection of several ligand counterions ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) .
Figure DE102021115047A1_0019
In this way, a wide range of carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt carrier combinations can be generated and adapted.

Diese säurebeladenen Träger sind für ein breites Anwendungsfeld von Vorteil. Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Verbindung als antimikrobielles Konservierungsmittel in kosmetischen, pharmazeutischen, Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen geeignet ist. Neben antimikrobiellen, konservierenden und hygienischen Funktionen haben Carbonsäuren wie Ameisensäure und Formiate zusammen mit Propionsäure und Propionaten eine signifikante zootechnische Wirksamkeit bei der Gewichtszunahme von Mastschweinen gezeigt (Nutrition Research Reviews, 1999).These acid-loaded carriers are advantageous for a wide range of applications. The compound of the invention has been found to be useful as an antimicrobial preservative in cosmetic, pharmaceutical, food and feed applications. In addition to antimicrobial, preservative and sanitary functions, carboxylic acids such as formic acid and formates together with propionic acid and propionates have shown significant zootechnical efficacy in fattening pig weight gain (Nutrition Research Reviews, 1999).

Die erfindungsgemäße Verbindung eignet sich ferner für die Verwendung als nutrazeutischer Zusatzstoff in der menschlichen und tierischen Nahrungsergänzung, z.B. wenn die Verbindung mit Milchsäure beladen ist. Milchsäure ist wie andere Nahrungsergänzungsmittel eine natürliche Substanz, die aus biologischen Quellen extrahiert werden kann und daher wichtige gesundheitliche Vorteile bieten kann, wenn sie in die erfindungsgemäße Verbindung eingebaut wird, z.B. als Zusatzstoff wenn sie in der Lebensmittelmatrix enthalten ist.The compound according to the invention is also suitable for use as a nutraceutical additive in human and animal food supplements, for example when the compound is charged with lactic acid the is. Lactic acid, like other food supplements, is a natural substance that can be extracted from biological sources and can therefore provide important health benefits when incorporated into the compound of the invention, eg as an additive when included in the food matrix.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die erfindungsgemäße Verbindung aus ein und derselben Säure oder aus einem Gemisch von beladenen Carbonsäuren R2COOH aufgebaut sein. Eine Verbindung, die mehrere beladene Carbonsäuren R2COOH umfasst, ermöglicht die individuelle Abstimmung der Gesamtsäurestärke des säurebeladenen Trägers. Die Federation Europeenne des Fabricants d'Adjuvants pour la Nutrition Animale empfiehlt ausdrücklich die erfindungsgemäße Kombination solcher Carbonsäuren mit mittelkettigen Fettsäuren zur Steigerung der Wachstumsleistung.In a preferred embodiment of the invention, the compound according to the invention can be built up from one and the same acid or from a mixture of charged carboxylic acids R 2 COOH. A compound comprising multiple loaded carboxylic acids R 2 COOH allows the overall acid strength of the acid-loaded support to be tailored. The Federation Europeenne des Fabricants d'Adjuvants pour la Nutrition Animale expressly recommends the combination according to the invention of such carboxylic acids with medium-chain fatty acids to increase growth performance.

Eine Vielzahl erfindungsgemäßer Synthesewege mit Formiat als Carbonsäureträger, der mit Carbonsäuren wie Milch-, Essig- und Buttersäure beladen ist, führt vorteilhaft zu Verbindungen, die der EU-Futtermittelzusatzstoffverordnung entsprechen und eine Vielzahl von Funktionen erfüllen, und von der Hygienekontrolle über die Konservierung bis zur Wachstumsförderung reichen.A variety of synthesis routes according to the invention with formate as a carboxylic acid carrier, which is loaded with carboxylic acids such as lactic, acetic and butyric acid, advantageously leads to compounds that comply with the EU Feed Additives Regulation and fulfill a variety of functions, and from hygiene control to preservation to Encouraging growth is enough.

Verhältnis der beladenden Säure oder des Salzes zur Trägersäure(n)Ratio of loading acid or salt to carrier acid(s)

Das molare Verhältnis der beladenen Carbonsäure zum Träger-Carbonsäuresalz n ist wichtig, da es vorteilhaft das Verhältnis von reaktiven Komponente zu Trägerkomponenten definiert. Daher legt n vorteilhaft die Konzentration der Säure(n) in der erfindungsgemäßen Verbindung fest und erleichtert eine maßgeschneiderte Reaktivität für die Endanwendung.The molar ratio of loaded carboxylic acid to carrier carboxylic acid salt n is important as it advantageously defines the ratio of reactive component to carrier components. Therefore, n advantageously fixes the concentration of the acid(s) in the compound of the invention and facilitates tailoring of reactivity for the end use.

Typischerweise umfassen die Bereiche des Molverhältnisses 0.1 ≤ n ≤ 10, vorzugsweise gemäß der Erfindung umfasst n 0,5 ≤ n ≤ 8, besonders bevorzugt wird n erfindungsgemäß im Bereich 1 < n ≤ 6 gewählt. Es hat sich gezeigt, dass Verbindungen, die ein Molverhältnis n innerhalb der erfindungsgemäß bevorzugten Bereiche aufweisen, eine hohe Säurewirksamkeit aufweisen und dabei stabil sind. Hierdurch ist eine Beladung der Carbonsäure auf dem carbonsäurebeladenen Carbonsäuresalzträger und/oder eine hohe molare Konzentration der Carbonsäure möglich, was einen wirtschaftlichen Transport, Lagerung und Verwendung unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten ermöglicht.Typically, the ranges of the molar ratio include 0.1≦n≦10, preferably according to the invention n includes 0.5≦n≦8, particularly preferably n is selected according to the invention in the range 1≦n≦6. It has been shown that compounds which have a molar ratio n within the ranges preferred according to the invention have a high acid activity and are stable at the same time. This allows the carboxylic acid to be loaded on the carboxylic acid salt carrier loaded with carboxylic acid and/or a high molar concentration of the carboxylic acid is possible, which makes economic transport, storage and use possible, taking safety aspects into account.

Zusätzlich kann die Änderung des Verhältnisses n, also die Variation des molaren Einsatzverhältnisses der Ausgangsstoffe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, auf einfache Art und Weise angepasst werden.In addition, the change in the ratio n, ie the variation in the molar ratio of the starting materials used in the process according to the invention, can be adapted in a simple manner.

Polarität / Dipol-Charakter / hydrophil-lipophiles GleichgewichtPolarity / dipole character / hydrophilic-lipophilic balance

Ein Träger und eine beladene Komponente einer Einschlussverbindung müssen eine bestimmte attraktive Wechselwirkung oder Kohäsion aufweisen, um die erforderliche Physisorption zu ermöglichen, was mit der Polarität der organischen Säurekomponenten zusammenhängen kann.A support and a loaded component of an inclusion complex must exhibit a certain attractive interaction or cohesion to enable the required physisorption, which may be related to the polarity of the organic acid components.

Das Konzept der Polarität bezieht sich auf die Ladungstrennung, die ein Dipolmoment induzieren kann, z.B. zwischen Atomen in einer kovalenten Bindung oder zwischen zwei Ionen mit entgegengesetzter Ladung. Im Allgemeinen entstehen Dipolmomente durch Unterschiede in der Elektronegativität EN. Dies bedeutet, dass die Carbonylgruppe (-C=O), die Carbonsäure (-COOH), die Aminogruppe (-NH2) oder die Hydroxygruppe (-OH) die Gesamtpolarität von substituierten Carbonsäurekomponenten beeinflussen, da sich die EN der Heteroatome deutlich von der ENC der Kohlenstoffe unterscheidet.The concept of polarity refers to the separation of charges that can induce a dipole moment, e.g. between atoms in a covalent bond or between two ions with opposite charges. In general, dipole moments arise from differences in the electronegativity EN. This means that the carbonyl group (-C=O), the carboxylic acid (-COOH), the amino group (-NH 2 ), or the hydroxy group (-OH) affect the overall polarity of substituted carboxylic acid moieties, since the EN of the heteroatoms differ significantly from the EN C of the carbons differs.

Es gilt, dass die Gesamtpolarität bzw. das Dipolmoment wichtige Parameter wie die Löslichkeit, den Aggregatzustand und die Stabilität der säurebeladenen Trägerverbindung der vorliegenden Erfindung beeinflusst.It is true that the overall polarity or the dipole moment influences important parameters such as the solubility, the state of aggregation and the stability of the acid-loaded carrier compound of the present invention.

Ein geeigneter und einfacher Deskriptor für die Anhaltspunkt für die Nettopolarität der erfindungsgemäßen organischen Säuren ist das Verhältnis von polaren Gruppen, die beispielsweise aus hydrophilen Gruppen wie einer Carbonylgruppe (-C=O), Carbonsäure (-COOH), Aminogruppe (-NH2) oder Hydroxygruppe (-OH) ausgewählt werden, zu lipophilen organischen Gruppen wie (-CH1-, -CH2-, -CH3-, and =CH1-). Der Einfachheit halber ist die Länge der Alkylkette in Bezug auf die Anzahl der polaren/hydrophilen Gruppen bzw. der organischen Säure ein geeigneter Indikator für die Tendenz einer organischen Säure, polare Wechselwirkungskräfte zu besitzen und somit die für die Erfindung relevanten Eigenschaften abzuschätzen, vorherzusagen und zu kontrollieren.A suitable and simple descriptor for the indication of the net polarity of the organic acids according to the invention is the ratio of polar groups, for example from hydrophilic groups such as a carbonyl group (-C = O), carboxylic acid (-COOH), amino group (-NH 2 ) or Hydroxy group (-OH) to lipophilic organic groups such as (-CH 1 -, -CH 2 -, -CH 3 -, and =CH 1 -). For convenience, the length of the alkyl chain relative to the number of polar/hydrophilic groups or organic acid is a useful indicator of the tendency of an organic acid to exhibit polar changes to possess self-acting forces and thus to assess, predict and control the properties relevant to the invention.

Die einstellbare Gesamtpolarität der erfindungsgemäßen Komponenten durch die Wahl der Komponenten mit einem bestimmten lipophilen/hydrophilen Charakter ist für ihre Verwendung in Emulsionsformulierungen von großem Vorteil. Daher ist die erfindungsgemäße Verbindung z.B. als Wirkstoff in kosmetischen und pharmazeutischen Anwendungen vorteilhaft, insbesondere zur Säureregulierung in pH-definierten Hautreinigungsprodukten, zur Unterstützung der Reinigungswirkung in Rasierseifen oder zur Unterstützung der Desinfektion in Waschlotionen.The adjustable overall polarity of the components according to the invention through the choice of components with a specific lipophilic/hydrophilic character is of great advantage for their use in emulsion formulations. The compound according to the invention is therefore advantageous, for example, as an active ingredient in cosmetic and pharmaceutical applications, in particular for acid regulation in pH-defined skin cleansing products, for supporting the cleaning effect in shaving soaps or for supporting disinfection in washing lotions.

Es hat sich gezeigt, dass eine erhöhte Stabilität der erfindungsgemäßen Verbindung durch die Kombination von Komponenten mit hoher Polarität, bezogen auf Derivate, die lipophile Gruppen umfassen, erreicht wird. Da eine erhöhte Stabilität direkt mit Sicherheitsaspekten der erfindungsgemäßen Verbindung korreliert, ermöglicht die einfache Abschätzung der Polarität der Komponenten vorteilhafterweise ein strukturelles Design von Verbindungen mit definierter Stabilität bzw. Handhabungssicherheit. So können maßgeschneiderte Verbindungen nach den Polaritätsmerkmalen der einzelnen Komponenten zur Berücksichtigung der individuellen Transport- und Lagerbedingungen ausgewählt werden. Für den Überseetransport können zum Beispiel stabilere Verbindungen als für den Kurzzeittransport erforderlich sein.It has been shown that increased stability of the compound according to the invention is achieved through the combination of components with high polarity, based on derivatives that include lipophilic groups. Since increased stability correlates directly with safety aspects of the connection according to the invention, the simple estimation of the polarity of the components advantageously enables a structural design of connections with defined stability or handling safety. In this way, tailored connections can be selected according to the polarity characteristics of the individual components to take account of individual transport and storage conditions. For example, overseas transport may require more stable connections than short-term transport.

Die Gesamtpolarität der erfindungsgemäßen Komponenten ist zwangsläufig an die Neigung der Komponenten zur Wasseraufnahme, der Hygroskopizität, gebunden. Da Wasser ein Nebenprodukt ist, das im Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens freigesetzt wird, sagt die Abschätzung der Gesamtpolarität der Komponenten die Bedingungen für die Trocknung des säurebeladenen Trägers voraus, z.B. ob eine umfangreiche Trocknung unter vermindertem Druck oder unter einer erhöhten Temperatur erforderlich ist. Diese Abschätzung ist von hoher Relevanz für die wirtschaftliche Planung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrenens.The overall polarity of the components according to the invention is necessarily linked to the tendency of the components to absorb water, i.e. hygroscopicity. Since water is a by-product released during the course of the process of the invention, estimation of the overall polarity of the components predicts the conditions for drying the acid-loaded support, e.g., whether extensive drying under reduced pressure or at an elevated temperature is required. This assessment is of great relevance for the economic planning of the production method according to the invention.

Die Vorhersage der Hygroskopizität erleichtert weiterhin die gezielte Auswahl geeigneter Behältnisse und die wirksame Unterdrückung der Anlagerung von Wassermolekülen zwischen den Molekülen der Komponente. Hierdurch werden physikalische Veränderungen der erfindungsgemäßen Verbindung, z.B. Veränderung des Volumens, des Siedepunkts, der Viskosität oder anderer physikalischer Eigenschaften, vorteilhaft abgemildert.The prediction of the hygroscopicity also facilitates the targeted selection of suitable containers and the effective suppression of the accumulation of water molecules between the molecules of the component. This advantageously mitigates physical changes in the compound of the invention, e.g., changes in volume, boiling point, viscosity, or other physical properties.

Fließfähigkeit (basierend auf Größe & Kohäsion oder Polarität oder Hygroskopie)Flowability (based on size & cohesion or polarity or hygroscopicity)

Die vorliegende Erfindung stellt eine feste Einschlussverbindung bereit, die als Pulver hergestellt wird und eine gute Fließfähigkeit aufweist. Die Fließfähigkeit beschreibt die relative Beweglichkeit einer Masse von Teilchen unter benachbarten Teilchen und bezieht sich auf die Fähigkeit eines Pulvers, zu fließen.The present invention provides a solid inclusion compound which is produced as a powder and has good flowability. Flowability describes the relative mobility of a mass of particles among neighboring particles and relates to the ability of a powder to flow.

Die erzielte gute Fließfähigkeit der pulverförmigen Trägersysteme der vorliegenden Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine gute Qualität des Pulverprodukts, Fertigungseffizienz, Transportsicherheit und Lagerung für ein weites Feld der pulververarbeitenden Industrie. Neben den allgemeinen Einflüssen auf die Fließfähigkeit, wie der Schüttdichte und den Kohäsionseigenschaften der Komponenten innerhalb der Einschlussverbindung haben die Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung einen großen Einfluss auf die Fließfähigkeit von Pulvern (vergleiche Baker et al., 1979), wie im Folgenden erläutert wird.The good flowability achieved by the powdered carrier systems of the present invention advantageously enables good powder product quality, manufacturing efficiency, transport safety and storage for a wide field of the powder processing industry. In addition to the general influences on the flowability, such as the bulk density and the cohesion properties of the components within the inclusion compound, the particle size and the particle size distribution have a major influence on the flowability of powders (see Baker et al., 1979), as explained below.

Partikelgrößeparticle size

Die Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung dienen als geeignete Indikatoren für die Fließfähigkeit des mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalzträgers. Die Partikelgröße einer Pulvermischung wird typischerweise durch den mittleren Teilchendurchmesser dav definiert, d. h. den Durchmesser der meisten vorhandenen Teilchen bei einer bestimmten Teilchengrößenverteilung eines Pulvers. Typischerweise umfasst der mittlere Teilchendurchmesser dav der frei fließenden Pulver einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 µm ≤dav5 500 µm, vorzugsweise ist erfindungsgemäß ein mittlerer Teilchendurchmesser im Bereich von 20 µm ≤dav5 300 µm, besonders bevorzugt ist erfindungsgemäß ein mittlerer Teilchendurchmesser im Bereich von 50 µm ≤dav5 250 µm.The particle size and the particle size distribution serve as suitable indicators for the flowability of the carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt carrier. The particle size of a powder mixture is typically defined by the mean particle diameter d av , ie the diameter of most of the particles present in a given particle size distribution of a powder. Typically, the average particle diameter d av of the free-flowing powder has an average particle diameter of 10 μm d av ≦5,500 μm; according to the invention, an average particle diameter in the range of 20 μm d av ≦5,300 μm is preferred, and an average particle diameter is particularly preferred according to the invention Particle diameters in the range of 50 µm ≤d av ≤ 5,250 µm.

Es hat sich gezeigt, dass der darin bevorzugte Partikelgrößenbereich eine optimale Fließfähigkeit der erfindungsgemäßen Verbindung gewährleistet, die die Vielzahl der oben beschriebenen Vorteile der Fließfähigkeit ermöglicht, während gleichzeitig das Vorhandensein von Aerosolpartikeln vorteilhaft verringert wird. Aerosolpartikel besitzen typischerweise eine Größe von wenigen Nanometern im Durchmesser und neigen dazu, mit dem Umgebungsgas, z.B. Luft, heterogene Mischungen zu bilden, was schädlich ist, wenn die suspendierten Partikel über die Lunge eingeatmet werden. Es hat sich gezeigt, dass, wenn die erfindungsgemäße Verbindung bevorzugte Größenbereiche wie oben angegeben aufweist, die Bildung unerwünschter Aerosole vorteilhaft vermieden wird. Daher unterstützt die erfindungsgemäße Verbindung den Gesundheitsschutz, wenn sie bei der Verarbeitung und Handhabung mit Lebewesen in Kontakt kommt.It has been found that the particle size range preferred therein ensures optimal flowability of the compound of the invention, enabling the multitude of flowability advantages described above, while at the same time advantageously reducing the presence of aerosol particles. Aerosol particles are typically a few nanometers in diameter and tend to form heterogeneous mixtures with the surrounding gas, eg air, which is harmful if the suspended particles are inhaled through the lungs. It has been shown that if the compound according to the invention has preferred size ranges as indicated above, the formation of undesired aerosols is advantageously avoided. Therefore, the compound according to the invention supports health protection when it comes into contact with living beings during processing and handling.

Es hat sich ferner gezeigt, dass der bevorzugte Durchmesserbereich eine optimale Beladung der Partikel der erfindungsgemäßen Verbindung erleichtert. Üblicherweise steigt die Menge der Komponenten, die auf einen partikulären Träger beladen werden kann, mit abnehmendem Bulk-Durchmesser der Partikel, basierend auf der Zunahme der relativen Oberfläche der Trägerpartikel. Daher unterstützt der bevorzugte Größenbereich in erster Linie die Fließfähigkeit und in zweiter Linie eine hohe Beladungskapazität, wobei Aerosoleigenschaften der Partikel vermieden werden.It has also been shown that the preferred diameter range facilitates optimal loading of the particles of the compound according to the invention. Typically, the amount of components that can be loaded onto a particulate carrier increases as the bulk diameter of the particles decreases, based on the increase in the relative surface area of the carrier particles. Therefore, the preferred size range supports primarily flowability and secondarily high loading capacity while avoiding aerosol properties of the particles.

Teilchengrößenverteilungparticle size distribution

Neben der Teilchengröße dient die Teilchengrößenverteilung als geeigneter Indikator für die Fließfähigkeit des mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalzträgers. Die Partikelgrößenverteilung einer pulverförmigen Verbindung wird im Allgemeinen durch den mittleren Partikeldurchmesser (dX0) beschrieben, der die Anteile der Partikel mit einem bestimmten Durchmesser kleiner oder größer als der Wert X0vol% definiert.In addition to the particle size, the particle size distribution serves as a suitable indicator for the flowability of the carboxylic acid salt carrier loaded with carboxylic acid. The particle size distribution of a powdered compound is generally described by the mean particle diameter (d X0 ), which defines the proportion of particles with a specific diameter smaller or larger than the value X0 vol %.

Die Partikeldurchmesserverteilung d50 der erfindungsgemäßen Verbindung kann 10 µm ≤d50≤ 500 µm umfassen, vorzugsweise 20 µm ≤d5≤ 300 µm umfassen und ist besonders bevorzugt ausgewählt aus 50 µm ≤d50≤ 250 µm.The particle diameter distribution d 50 of the compound according to the invention can be 10 μm≦d 50 ≦500 μm, preferably 20 μm≦d 5 ≦300 μm and is particularly preferably selected from 50 μm≦d 50 ≦250 μm.

Die darin definierte Partikeldurchmesserverteilung stellt eine geringe Dispersität der Partikelgröße des erfindungsgemäßen fließfähigen Pulvers dar. Eine niedrige Dispersität der Teilchengröße als wesentlicher Faktor für die Fließfähigkeit der pulverförmigen erfindungsgemäßen Trägerverbindung ermöglicht vorteilhaft eine gute Pulverproduktqualität. Wird die erfindungsgemäße Verbindung zum Beispiel in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt, so ermöglicht das durch die Partikelgrößenverteilung vorgegebene Pulverfließverhalten z.B. eine definierte Gewichtsabfüllung und Inhaltsgleichmäßigkeit von pharmazeutischen Präparaten.The particle diameter distribution defined therein represents a low dispersity of the particle size of the flowable powder according to the invention. A low dispersity of the particle size as an essential factor for the flowability of the pulverulent carrier compound according to the invention advantageously enables a good powder product quality. If the compound according to the invention is used, for example, in the pharmaceutical industry, the powder flow behavior predetermined by the particle size distribution enables, for example, a defined filling weight and uniform content of pharmaceutical preparations.

Erfindungsgemäß ist eine enge Größenverteilung vorteilhaft und mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% des pulverförmigen, säurebeladenen Salzträgers weisen einen Partikeldurchmesser kleiner als 450 µm auf. Die darin beschriebene enge Größenverteilung wird durch die d90 definiert. Die Partikeldurchmesserverteilung d90 der erfindungsgemäßen Verbindung umfasst 10 µm ≤d90≤ 1000 µm, ist bevorzugt gewählt 50 µm ≤d90≤ 800 µm, ist besonders bevorzugt gewählt aus 150 µm ≤ d90 ≤ 450 µm.According to the invention, a narrow size distribution is advantageous and at least 50% by weight, preferably at least 90% by weight, of the powdered, acid-loaded salt carrier has a particle diameter of less than 450 μm. The narrow size distribution described therein is defined by the d 90 . The particle diameter distribution d 90 of the compound according to the invention is 10 μm≦d 90 ≦1000 μm, preferably 50 μm≦d 90 ≦800 μm, particularly preferably 150 μm≦d 90 ≦450 μm.

Die darin definierte Partikeldurchmesserverteilung d90 ermöglicht eine noch höhere Gleichmäßigkeit im Vergleich zum Parameter d50 für den pulverförmigen, mit C1-C4-Carbonsäure beladenen Salzträger. Neben den Vorteilen eines definierten d50 unterstützen die bevorzugten Bereiche für die d90-Werte die Effizienz und die Sicherheit für beliebige pulververarbeitende Herstellungsverfahren. So wird z.B. die Schwerkraftzuführung sowie die gleichmäßige und präzise Pulverdosierung im kommerziellen Maßstab erleichtert, was für die Verbindungen durch die Beugungsgranulometrie belegt ist. Zum Beispiel vermeidet ein regelmäßiger Pulverfluss aus vertikalen Behältern oder Silos für die größenabhängige Lagerung von säurebeladenen Salzträgern Kapazitätsengpässe und Produktionsunterbrechungen, die andernfalls zu kostspieligen Produktionsausfällen führen würden.The particle diameter distribution d 90 defined therein enables even greater uniformity compared to the parameter d 50 for the powdered salt carrier loaded with C 1 -C 4 carboxylic acid. In addition to the benefits of a defined d 50 , the preferred ranges for d 90 values support efficiency and safety for any powder processing manufacturing process. For example, gravity feed and consistent and precise powder dosing is facilitated on a commercial scale, as evidenced by diffraction granulometry for the compounds. For example, regular powder flow from vertical bins or silos for size-dependent storage of acid-laden salt carriers avoids capacity bottlenecks and production disruptions that would otherwise result in costly production downtime.

Die BaseThe base

Erfindungsgemäß wird die Trägercarbonsäure mit einer Base umgesetzt, um den Säuresalzträger zu bilden. In dieser Erfindung ist der Begriff „Base“ auf eine Vielzahl von Basen anwendbar. Üblicherweise werden für die Säure-Base-Reaktionen hydratisierte anorganische Basen oder zweckmäßigere Basen, bestehend aus Metallkationen mit positiver Ladung M1+, zweifacher positiver Ladung M2+ oder dreifacher positiver Ladung M3+, gewählt. Die zufriedenstellendsten Ergebnisse für die erfindungsgemäße Verbindung werden aus Basen erhalten, die zweiwertige Metallbasen M2+ umfassen.According to the invention, the support carboxylic acid is reacted with a base to form the acid salt support. In this invention, the term "base" is applicable to a variety of bases. Usually, hydrated inorganic bases or more appropriate bases consisting of metal cations with positive charge M 1+ , double positive charge M 2+ or triple positive charge M 3+ are chosen for the acid-base reactions. The most satisfactory results for the compound of the invention are obtained from bases which include divalent metal bases M 2+ .

Das bivalente Metallion M2+ ist typischerweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Blei (Pb), Nickel (Ni) oder einem Erdalkalimetallion, vorzugsweise Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Barium (Ba) oder einer Mischung davon. Zweiwertige Metallionen tragen eine zweifache positive Ladung, was für die Zusammensetzung und die Stöchiometrie der erfindungsgemäßen Verbindung vorteilhaft ist.The divalent metal ion M 2+ is typically selected from the group consisting of iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), manganese (Mn), tin (Sn), lead (Pb), nickel (Ni) or one alkaline earth metal ion, preferably such as calcium (Ca), magnesium (Mg), barium (Ba) or a mixture thereof. Divalent metal ions carry a double positive charge, which is advantageous for the composition and the stoichiometry of the compound according to the invention.

Erfindungsgemäß ist M2+ bevorzugt ausgewählt aus Eisen (Fe) oder einem Erdalkalimetallion, vorzugsweise Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Barium (Ba), oder einer Mischung davon. Die Bevorzugung der hierin ausgewählten zweiwertigen Metallionen für die erfindungsgemäße Verbindung beruht auf ihrer Bioverfügbarkeit, wobei die Häufigkeit der Vorkommen in der Natur profitabel ist.According to the invention, M 2+ is preferably selected from iron (Fe) or an alkaline earth metal ion, preferably calcium (Ca), magnesium (Mg), barium (Ba), or a mixture thereof. The preference of the divalent metal ions selected herein for the compound of the invention is based on their bioavailability, where the abundance of occurrence in nature is profitable.

Noch bevorzugter ist M2+ gemäß der Erfindung ausgewählt aus einem Erdalkalimetallion, vorzugsweise Calcium (Ca), Magnesium (Mg) oder einer Mischung davon. Abgesehen von den Vorteilen der Verwendung von Calcium oder Magnesium in Bezug auf ihre vorteilhafte Stöchiometrie weisen Calcium oder Magnesium Bioverfügbarkeit und Biokompatibilität auf. Darüber hinaus sind sie in biochemischen Abläufen essenziell, da Magnesium z.B. für neurogenerative Prozesse wie Muskelkontraktion, für die Blutgerinnung oder für die Vitaminresorption wichtig ist, während Calcium ein wichtiger Baustein von Knochen und Zähnen ist. Daher ermöglicht der Einbau von Calcium oder Magnesium in die Trägersäure-/Salzstruktur die Herstellung einer verdaulichen Verbindung, die als Nahrungsergänzungsmittel zur Verbesserung der Gesundheit von Mensch und Tier geeignet ist. Ein Beispiel für eine verdauliche erfindungsgemäße Verbindung mit gesundheitlichen Vorteilen ist durch erfindungsgemäßen Verbidungen gegeben, die Calcium- oder Magnesiumcitrat enthalten. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen eignet sich daher als zootechnischer Zusatz in der Tierernährung, beispielsweise als Magen-DarmTrakt-Säuerungsmittel oder als nicht-antibiotischer Wachstumsförderer.Even more preferably, M 2+ according to the invention is selected from an alkaline earth metal ion, preferably calcium (Ca), magnesium (Mg) or a mixture thereof. Aside from the advantages of using calcium or magnesium in terms of their favorable stoichiometry, calcium or magnesium exhibit bioavailability and biocompatibility. In addition, they are essential in biochemical processes, since magnesium is important, for example, for neurogenerative processes such as muscle contraction, for blood clotting or for vitamin absorption, while calcium is an important building block of bones and teeth. Therefore, the incorporation of calcium or magnesium into the carrier acid/salt structure enables the production of a digestible compound useful as a dietary supplement to improve human and animal health. An example of a digestible compound of the invention having health benefits is provided by compounds of the invention containing calcium or magnesium citrate. The use of the compounds according to the invention is therefore suitable as a zootechnical additive in animal nutrition, for example as an acidifier for the gastrointestinal tract or as a non-antibiotic growth promoter.

Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbindung, insbesondere mit Erdalkalimetallionen wie Ca und/oder Mg, eignet sich als Geschmacks- und Schmackhaftigkeitsmittel in pharmazeutischen, Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen. Ein erfindungsgemäße, mit Säureacetat beladene Träger kann beispielsweise verwendet werden, um Kartoffelchips oder Salatdressings einen Salz- und Essiggeschmack zu verleihen. Dabei kann die erfindungsgemäße Verbindung herkömmliche Formulierungen mit Kalium- oder Natriumdiacetat ersetzen und bietet damit eine Alternative zu den in der EU laut Europäischer Kommission nur begrenzt zugelassenen Alkali-Formulierungen in kosmetischen Produkten.The use of a compound of the invention, particularly with alkaline earth metal ions such as Ca and/or Mg, is useful as a flavor and palatability agent in pharmaceutical, food and feed applications. An acid acetate-loaded carrier of the present invention can be used, for example, to impart a salty and vinegary flavor to potato chips or salad dressings. The compound according to the invention can replace conventional formulations with potassium or sodium diacetate and thus offers an alternative to the alkaline formulations in cosmetic products that are only permitted to a limited extent in the EU according to the European Commission.

Bei der Reaktion mit der Trägercarbonsäure zur Bildung des sauren Salzträgers kann fast jede Calcium- oder Magnesiumbase verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Erdalkalimetallbase jedoch ausgewählt aus Calciumhydroxid (Ca(OH)2), Calciumoxid (CaO), Calciumcarbonat (CaCO3), Magnesiumoxid (MgO), Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2) oder Magnesiumcarbonat (MgCO3), die vorteilhaft als kostengünstige Ausgangsmaterialien für die Synthese der erfindungsgemäßen Verbindung dienen.Almost any calcium or magnesium base can be used in the reaction with the carrier carboxylic acid to form the acidic salt carrier. In a preferred embodiment of the invention, however, the alkaline earth metal base is selected from calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ), calcium oxide (CaO), calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium oxide (MgO), magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ) or magnesium carbonate (MgCO 3 ), which advantageously serve as inexpensive starting materials for the synthesis of the compound according to the invention.

Die Wahl der eingesetzten Erdalkalimetallbase bestimmt die Art und Menge des bei der Säure-Base-Reaktion zwischen der Trägercarbonsäure und der Metallbase freigesetzten Kondensats zum erfindungsgemäßen sauren Salzträger, das als Nebenprodukt entsteht. Weiterhin bestimmt das Gegenion der Erdalkalimetallbase, z.B. Carbonat ( CO 3 2 ) ,

Figure DE102021115047A1_0020
Oxid (O2-) oder Hydroxid (OH-), die bei der exothermen Säure-Base-Reaktion zwischen der Trägercarbonsäure und der Metallbase zur Bildung des erfindungsgemäßen Säuresalzträgers freigesetzte Reaktionswärme.The choice of the alkaline earth metal base used determines the type and amount of the condensate liberated in the acid-base reaction between the carrier carboxylic acid and the metal base to give the acidic salt carrier according to the invention, which is formed as a by-product. Furthermore, the counterion of the alkaline earth metal base, eg carbonate, determines ( CO 3 2 ) ,
Figure DE102021115047A1_0020
Oxide (O 2 -) or hydroxide (OH - ), the heat of reaction liberated in the exothermic acid-base reaction between the support carboxylic acid and the metal base to form the acid salt support of the invention.

Die Verwendung von Erdalkalicarbonat als Ausgangsmaterial führt z.B. zu einer signifikanten Wärmefreisetzung bei der sofortigen und exothermen CO2-Bildung, die z.B. zur Erleichterung des Trocknungsprozesses ausgenutzt werden kann. Die Wahl der eingesetzten Erdalkalimetallbase ermöglicht somit die Abstimmung der thermischen Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das freigesetzte gasförmige Kohlendioxid unterstützt zudem vorteilhaft die Durchmischung innerhalb eines Reaktionsgefäßes und kann als ein zuverlässiger Indikator für die Beendigung der Säure-Base-Reaktion genutzt werden. Die Verwendung von Erdalkalihydroxiden und -oxiden als Basen ist eine bevorzugte Ausführungsform gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei Wasser als Nebenprodukt entsteht.The use of alkaline earth metal carbonate as the starting material leads, for example, to a significant release of heat in the immediate and exothermic formation of CO 2 , which can be used, for example, to facilitate the drying process. The choice of the alkaline earth metal base used thus makes it possible to adjust the thermal conditions of the process according to the invention. In addition, the released gaseous carbon dioxide advantageously supports the thorough mixing within a reaction vessel and can be used as a reliable indicator for the completion of the acid-base reaction. The use of alkaline earth metal hydroxides and oxides as bases is a preferred embodiment according to the process of the invention, with water being formed as a by-product.

Wird Wasser als Nebenprodukt freigesetzt, erzeugt das gebildete Kondensationswasser Mikrokompartimente zwischen den partikulären Komponenten, bestehend aus der Trägercarbonsäure und der Metallbase und verbessert die Reaktionsumgebung für die Säure-Base-Reaktion, da das Kondensationswasser als Lösungsmittel für die restlichen, noch nicht umgesetzten Reaktionspartner dient. Anschließend dient das Vorhandensein von Wasser als Nebenprodukt zur Erzeugung von Mikrokompartimenten mit beschleunigter Reaktionsgeschwindigkeit, was einen vollständigen Umsatz der Reaktanten fördert. Die in-situ-Erzeugung von Wasser als Lösungsmittel ist insbesondere für die bevorzugten lösungsmittelfreien Reaktionsprozesse wichtig, da sie eine möglicherweise schlechte Durchmischung bzw. einen schlechten Kontakt der Reaktionspartner kompensiert.If water is released as a by-product, the water of condensation formed creates microcompartments between the particulate components consisting of the carrier carboxylic acid and the metal base and improves the reaction environment for the acid-base reaction, since the water of condensation serves as a solvent for the remaining reactants that have not yet reacted. Subsequently, the presence of water as a by-product serves to create microcompartments with an accelerated reaction rate, promoting complete conversion of the reactants. The in-situ generation The use of water as a solvent is particularly important for the preferred solvent-free reaction processes, since it compensates for possible poor mixing or poor contact between the reactants.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die erfindungsgemäße Verbindung auf preiswerte Ausgangsmaterialien basiert und ausschließlich organische Komponenten, nämlich Carbonsäuren und/oder Carbonsäuresalze, und eine Erdalkalibase enthält, die vorteilhafterweise Biokompatibilität und/oder Verdaulichkeit besitzt. Da weiterhin keine Zusatzstoffe oder Katalysatoren erforderlich sind, wird eine wirtschaftliche Verarbeitung von organischen Säuren im industriellen Maßstab ermöglicht.In summary it can be said that the compound according to the invention is based on inexpensive starting materials and contains exclusively organic components, namely carboxylic acids and/or carboxylic acid salts, and an alkaline earth metal base which advantageously has biocompatibility and/or digestibility. Furthermore, since no additives or catalysts are required, organic acids can be processed economically on an industrial scale.

Vorteile und Beschreibung des VerfahrensAdvantages and description of the procedure

Allgemeine Verarbeitung von beladenen SäurenGeneral processing of loaded acids

Die beladene(n) Carbonsäure(n) können auf verschiedene Weise auf den Träger beladen werden. Generell sind alle Verfahren geeignet, die einen innigen Kontakt zwischen den den Carboxylsäure-Salzträger bildenden Komponenten ermöglichen, um eine homogene, frei fließende, nicht zusammenbackende Verbindung gemäß der Erfindung zu erhalten. Die Komponenten müssen eine für eine gute Dispersion ausreichende Fließfähigkeit aufweisen, so dass die zu beladende Carbonsäure bei Kontakt miteinander im Wesentlichen gleichmäßig verteilt wird.The loaded carboxylic acid(s) can be loaded onto the support in various ways. In general, all methods that allow intimate contact between the components forming the carboxylic acid salt carrier are suitable to obtain a homogeneous, free-flowing, non-caking compound according to the invention. The components must have sufficient flowability for good dispersion, so that the carboxylic acid to be loaded is distributed essentially uniformly when they come into contact with one another.

Das Trägersalz kann auf verschiedene Arten mit den beladene(n) Carbonsäure(n) beladen werden. Typischerweise werden die Teilchen in der Gasphase miteinander in Kontakt gebracht, indem ein Inertgas, das in der Lage ist, beim Versprühen eventuell flüssige Bestandteile zu verdampfen, durch eine Menge der Teilchen in einer Wirbelschichtapparatur geleitet wird. Alternativ können die Teilchen auf einer statischen oder beweglichen Siebvorrichtung positioniert werden.The carrier salt can be loaded with the loaded carboxylic acid(s) in various ways. Typically, the particles are contacted in the gas phase by passing an inert gas capable of evaporating any liquid components upon atomization through a mass of the particles in a fluidized bed apparatus. Alternatively, the particles can be positioned on a static or moving sieve device.

Verfahren der ErfindungMethod of the Invention

Die vorliegende Erfindung umfasst die Beladung der Trägersalzpartikel, vorzugsweise lösungsmittelfrei, durch gleichzeitige Erzeugung des Trägersalzes aus der korrespondierenden Säure und durch den in-situ Einschluss der beladenen Carbonsäure(n) in die Trägerstruktur. Die erfindungsgemäße Verbindung wird dabei durch ein einfaches Herstellungsverfahren erhalten, das das Mischen der Trägercarbonsäure, der beladenen Carbonsäure(n) und der Erdalkalimetallbase sowie das anschließende Trocknen der erhaltenen Verbindung unter Kontrolle von der Temperatur, der Feuchtigkeit und der Teilchengröße umfasst.The present invention comprises the loading of the carrier salt particles, preferably without a solvent, by the simultaneous generation of the carrier salt from the corresponding acid and by the in situ inclusion of the loaded carboxylic acid(s) in the carrier structure. The compound according to the invention is obtained by a simple preparation process which comprises mixing the carrier carboxylic acid, the loaded carboxylic acid(s) and the alkaline earth metal base and then drying the compound obtained while controlling the temperature, humidity and particle size.

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen, mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalzträgers gefunden, bei dem die Ausgangsmaterialien, bestehend aus der Trägercarbonsäure, der beladenen Carbonsäure und der Erdalkalimetallbase, schonend vermischt werden, wobei die Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0021
entweder mit der Base vorgemischt wird, genannt Ex-post-Verfahren, oder weiter bevorzugt mit der beladenen Carbonsäure R2COOH vorgemischt wird, genannt In-situ-Verfahren. Bei beiden bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens muss die exotherme Säure-Base-Reaktion, bei der es sich um eine Umsalzung zwischen der Erdalkalimetallbase und dem Trägercarbonsäure unter Bildung der Trägerstruktur handelt, neben der Beladung derselben mit der/den kurzkettigen Carbonsäure(n) durchgeführt werden.A process has been found for preparing the carboxylic acid salt carrier according to the invention, loaded with carboxylic acid, in which the starting materials, consisting of the carrier carboxylic acid, the loaded carboxylic acid and the alkaline earth metal base, are gently mixed, the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0021
is either premixed with the base, referred to as the ex post process, or more preferably premixed with the charged carboxylic acid R 2 COOH, referred to as the in situ process. In both preferred embodiments of the method according to the invention, the exothermic acid-base reaction, which is a salt exchange between the alkaline earth metal base and the carrier carboxylic acid to form the carrier structure, must be carried out in addition to loading the same with the short-chain carboxylic acid(s). .

Das Ex-post-Verfahren ist ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen. Zunächst werden die Erdalkalibase und die Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0022
vorgemischt. Dieses Gemisch wird unterhalb des Siedepunktes der am meisten flüchtigen Verbindung gerührt, bis das Trägercarbonsäuresalz M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0023
entsteht und die Homogenität der Trägerverbindung erreicht ist. Das homogene Gemisch wird vor der Zugabe der beladenen Carbonsäure R2COOH getrocknet, gesiebt und anschließend unterhalb des Siedepunkts der flüchtigsten vorhandenen Verbindung gerührt, bis die Homogenität der Verbindung erreicht ist. Schließlich wird das erhaltene Gemisch ein zweites Mal getrocknet, vorzugsweise gefolgt von einer Zerkleinerung und Absiebung des erhaltenen Pulvers. Der Vorteil des Ex-post-Verfahrens liegt in der zwischenzeitlichen Trocknung und dem Sieben, wodurch die zwischenzeitliche Zerkleinerung und Reinigung erleichtert wird und somit der Aufwand für diese Schritte am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft verringert wird. Daher ist das Ex-post-Verfahren in Fällen bevorzugt, in denen die Verbindungen umfangreich gemahlen werden müssen.The ex-post method is a preferred method for preparing the compounds of the present invention. First, the alkaline earth base and the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0022
premixed. This mixture is stirred below the boiling point of the most volatile compound until the carrier carboxylic acid salt M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0023
arises and the homogeneity of the carrier compound is reached. The homogeneous mixture is dried before addition of the loaded carboxylic acid R 2 COOH, sieved and then stirred below the boiling point of the most volatile compound present until the compound is homogeneous. Finally, the mixture obtained is dried a second time, preferably followed by crushing and sieving of the powder obtained. The advantage of the ex-post process lies in the intermediate drying and sieving, which facilitates the intermediate comminution and cleaning and thus the effort for these steps at the end of the process according to the invention rens is advantageously reduced. Therefore, the ex-post method is preferred in cases where the compounds have to be extensively ground.

In einer Ausführungsform des bevorzugten Verfahrens der Erfindung wird die Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0024
als Ausgangsmaterial eingekauft, vorgelegt, und mit der Carbonsäure R2COOH beladen. Diese Ausführungsform des bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens ist geeignet, wenn die Trägercarbonsäure kostengünstig verfügbar ist oder wenn die Bestellungsmengen für die erfindungsgemäße Verbindung schwanken.In one embodiment of the preferred process of the invention, the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0024
purchased as starting material, submitted, and loaded with the carboxylic acid R 2 COOH. This embodiment of the preferred process of the invention is useful when the carrier carboxylic acid is available at low cost or when order quantities for the compound of the invention fluctuate.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung umfasst eine anfängliche Säuremischung, bei der alle Verbindungen gleichzeitig zugegeben werden, das sogenannte In-situ-Verfahren. Beim In-situ-Verfahren werden die Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0025
und die zu ladende Carbonsäure R2COOH vorgemischt, bis eine Homogenität der Mischung erzielt ist. Nach der anfänglichen Säuremischung wird die Erdalkalimetallbase, die das Erdalkalimetallion M2+ enthält, zu dieser unterhalb des Siedepunkts der flüchtigsten vorhandenen Verbindung rührenden Mischung von Carbonsäureverbindungen zugegeben. Schließlich wird die erhaltene Mischung getrocknet, vorzugsweise gefolgt von dem Mahlen und dem Sieben des erhaltenen Pulvers.Another preferred embodiment of the process of the invention for preparing the compound of the invention comprises an initial acid mixture in which all the compounds are added simultaneously, the so-called in situ process. In the in situ method, the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0025
and the carboxylic acid R 2 COOH to be charged are premixed until the mixture is homogeneous. After the initial acid mixture, the alkaline earth metal base containing the alkaline earth metal ion M 2+ is added to this mixture of carboxylic acid compounds stirring below the boiling point of the most volatile compound present. Finally, the mixture obtained is dried, preferably followed by grinding and sieving the powder obtained.

Die in-situ-Erzeugung der erfindungsgemäßen Verbindung ermöglicht vorteilhaft die Synthese des Trägers, während dieser mit der zu ladenden Säure vermahlen wird, wodurch eine effektive Einbindung der der zu ladenden Säure ermöglicht wird, was zu einer hohen Carbonsäurebeladung im Vergleich zum Ex-post-Verfahren führt. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass beim erfindungsgemäßen In-situ-Verfahren ein Zwischentrocknungsschritt überflüssig ist, wie er im Ex-post-Verfahren erforderlich ist.The in situ generation of the compound of the invention advantageously allows the synthesis of the support while it is being milled with the acid to be loaded, thereby allowing effective incorporation of the acid to be loaded, resulting in a high carboxylic acid loading compared to the ex post procedure. Furthermore, it is advantageous that an intermediate drying step, as is required in the ex-post method, is superfluous in the in-situ method according to the invention.

Alle Komponenten (Base, Ligandensäure und ladene/freie Säure) können jedoch technisch in beliebiger Reihenfolge in einem Reaktionsgefäß zugegeben werden, da zu erwarten ist, dass die Komponenten sich entsprechend ihrer chemischen Eigenschaften durch Umsalzung das gewünschte Produkt der Erfindung bilden.However, all components (base, ligand acid and charged/free acid) can technically be added in any order in a reaction vessel, since it is to be expected that the components will form the desired product of the invention by salt exchange, depending on their chemical properties.

Die AusgangmaterialienThe starting materials

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Ausgangsstoffe vorzugsweise in konzentrierter Form eingesetzt, was sich vorteilhaft auf die effektive Reaktionswahrscheinlichkeit, die Verkürzung der Reaktionszeit bzw. den gesamten Herstellungsprozess auswirkt. Bevorzugt sind daher flüssige Säurekonzentrationen über 70%, noch bevorzugter sind Säurekonzentrationen größer als 95%. Die geeigneten Konzentrationen der flüssigen Ausgangsstoffe sind dem Fachmann unter Bezugnahme auf die gute Laborpraxis bekannt.According to the method according to the invention, the starting materials are preferably used in a concentrated form, which has an advantageous effect on the effective probability of reaction, the shortening of the reaction time and the entire production process. Liquid acid concentrations above 70% are therefore preferred, acid concentrations greater than 95% are even more preferred. Suitable concentrations of the liquid starting materials are known to those skilled in the art with reference to good laboratory practice.

Dem Fachmann ist bekannt, dass feste Ausgangsstoffe vorzugsweise trocken und von homogener Partikelgröße sind. Weiterhin ist dem Fachmann bekannt, dass bei Mischreaktionen kleine Partikelgrößen bevorzugt werden, um eine maximale Oberfläche der Edukte und eine größtmögliche Homogenität der Mischung zu ermöglichen. Die bevorzugten Partikelgrößen und Größenverteilungen minimieren vorteilhaft den mechanischen Energieaufwand für die Durchmischung bei einer Reaktion im trockenen Zustand.Those skilled in the art know that solid starting materials are preferably dry and of homogeneous particle size. Furthermore, it is known to the person skilled in the art that small particle sizes are preferred in mixing reactions in order to allow a maximum surface area of the starting materials and the greatest possible homogeneity of the mixture. The preferred particle sizes and size distributions advantageously minimize the mechanical energy expenditure for mixing in a reaction in the dry state.

Temperaturtemperature

Das Mischen von kurzkettigen Carbonsäuren wird im Allgemeinen in einem Temperaturbereich zwischen 0°C<T<25°C, bevorzugt zwischen 0°C <T< 20°C, am besonders bevorzugt zwischen 5°C <T< 15°C unterhalb des Siedepunktes aller Komponenten unter Atmosphärendruck durchgeführt. Das Einhalten der bevorzugten Temperaturbereiche während des erfindungsgemäßen Verfahrens verhindert vorteilhaft ein Verdampfen der Ausgangsstoffe und ein unerwünschtes Erstarren beim Einfrieren des Reaktionsgemisches.The mixing of short chain carboxylic acids is generally carried out in a temperature range between 0°C<T<25°C, preferably between 0°C<T<20°C, most preferably between 5°C<T<15°C below the boiling point all components carried out under atmospheric pressure. Adherence to the preferred temperature ranges during the process according to the invention advantageously prevents evaporation of the starting materials and undesired solidification when the reaction mixture freezes.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugten Temperaturbereich beschränkt. Andere Temperaturbereiche können beispielsweise dazu dienen, eine definierte Menge an beladenen Säuren freizusetzen, so dass der Grad der Beladung mit Carbonsäuren individuell eingestellt werden kann. Die Menge der restlichen beladenen Carbonsäure kann durch die freigesetzte Carbonsäure quantifiziert werden, z.B. durch thermische Analyse wie die thermogravimetrische Analyse (TGA).However, the present invention is not restricted to the temperature range preferred for the process according to the invention. Other temperature ranges can be used, for example, to release a defined amount of loaded acids, so that the degree of loading with carboxylic acids can be adjusted individually. The amount of residual loaded carboxylic acid can be quantified from the liberated carboxylic acid, e.g., by thermal analysis such as thermogravimetric analysis (TGA).

Mischbedingungen/-zeitmixing conditions/time

Neben der Temperaturführung vermeidet eine schonende Zugabe der Ausgangsstoffe der exothermen Säure-Base-Reaktion im Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft hohe thermische Energieeinträge der freigesetzten Reaktionswärme. Dadurch werden die Reaktionsbedingungen vorteilhaft gesteuert, die Sicherheit des Herstellungsprozesses gewährleistet und ein Anbacken des Produktes vermieden.In addition to the temperature control, gentle addition of the starting materials of the exothermic acid-base reaction in the course of the process according to the invention advantageously avoids high thermal energy inputs from the heat of reaction released. This advantageously controls the reaction conditions, ensures the safety of the manufacturing process and avoids caking of the product.

Im Allgemeinen sind die Partikel für eine Zeitspanne miteinander in Kontakt, die ausreicht, um die Säure-Base-Reaktion abzuschließen und die Partikel mit der vorgesehenen Menge an erfindungsgemäßer beladener Carbonsäure physikalisch zu beladen. Die Reaktionszeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist typischerweise auf eine Mindestzeit bis zum Abschluss der Reaktion begrenzt, die im Allgemeinen weniger als 150 Minuten, vorzugsweise weniger als 90 Minuten und besonders bevorzugt weniger als 20 Minuten beträgt. Die optimale Reaktionszeit hängt jedoch stark von den Ausgangsstoffen und der eingesetzten Chargengröße sowie der eingesetzten Apparatur ab.In general, the particles are in contact with one another for a period of time sufficient to complete the acid-base reaction and physically load the particles with the intended amount of the loaded carboxylic acid of the invention. The reaction time of the method according to the invention is typically limited to a minimum time until the reaction is complete, which is generally less than 150 minutes, preferably less than 90 minutes and more preferably less than 20 minutes. However, the optimal reaction time depends heavily on the starting materials and the batch size used as well as the apparatus used.

Die darin definierte Reaktionszeit des erfindungsgemäßen Verfahrens unterdrückt vorteilhaft eine unkontrollierte Freisetzung der beladenen Säuren, Anbackungen, Feuchteeintrag oder unerwünschte Nachreaktionstemperaturerhöhung durch mechanischen Energieeintrag beim Mischen. Der kontrollierte mechanische Energieeintrag wird zudem durch eine schonende und gleichmäßige Durchmischung unterstützt, wodurch Agglomerationen bzw. schlechte Fließeigenschaften des erfindungsgemäßen Produktes vorteilhaft vermindert werden.The reaction time of the process according to the invention defined therein advantageously suppresses an uncontrolled release of the loaded acids, caking, entry of moisture or undesirable post-reaction temperature increase due to mechanical energy input during mixing. The controlled mechanical energy input is also supported by gentle and uniform mixing, which advantageously reduces agglomerations or poor flow properties of the product according to the invention.

Wasser Gehalt und Agglomerationwater content and agglomeration

Die Agglomeration, also der Vorgang, bei dem sich viele kleine Teilchen zu größeren Makrostrukturen zusammenlagern, wird durch die Reduzierung der vorhandenen Wassermenge wirksam unterdrückt. Bei der Säure-Base-Reaktion zur Bildung der Trägersalzstruktur kann ggf. zwangsläufig Wasser entstehen, wenn Wasser als Kondensat freigesetzt wird, z.B. bei Verwendung einer Hydroxyl-Erdalkalibase. Die Analyse des Wassergehalts erfolgt typischerweise nach einem Verfahren, das auf der Karl-Fischer-Titration nach ISO 760:1978 basiert (vgl. US 4 703 014 ). Charakteristisch ist, dass teilchenförmige Pulverformulierungen weniger als 15.0 Gew.-% Wasser enthalten. Vorzugsweise beträgt der Wasseranteil der erfindungsgemäßen teilchenförmigen säurebeladenen Trägerverbindung weniger als 10.0 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 5.0 Gew.-%, um eine fließfähige säurebeladene Trägerverbindung der Erfindung bereitzustellen. Die Abschwächung der Agglomeration aufgrund der begrenzten Wassermenge im erfindungsgemäßen Produkt erleichtert vorteilhaft die Vermeidung von ansonsten auftretenden schwerwiegenden Problemen, zu denen vor allem eine schlechte Fließfähigkeit, eine erschwerte Pulverbefüllung und eine verschlechterte Teilchengrößengleichmäßigkeit gehören.Agglomeration, i.e. the process in which many small particles accumulate to form larger macrostructures, is effectively suppressed by reducing the amount of water present. In the acid-base reaction to form the carrier salt structure, water may inevitably be formed if water is released as a condensate, for example when using a hydroxyl alkaline earth metal base. The water content is typically analyzed using a method based on the Karl Fischer titration according to ISO 760:1978 (cf. U.S. 4,703,014 ). It is characteristic that particulate powder formulations contain less than 15.0% by weight of water. Preferably the water content of the particulate acid-loaded carrier composition of the invention is less than 10.0% by weight, more preferably less than 5.0% by weight to provide a flowable acid-loaded carrier composition of the invention. Advantageously, the mitigation of agglomeration due to the limited amount of water in the product of the present invention facilitates the avoidance of otherwise encountered serious problems, notably poor flowability, difficult powder loading and deteriorated particle size uniformity.

Das TGA-Diagramm einer aus dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Verbindung, Magnesiumformiat mit beladener Propionsäure (MgFo-HProp [2], siehe ), bestätigt den geringen Wassergehalt, da bei konstanter Erwärmung der Probe in einem Temperaturbereich von 1°C bis 300°C kein Wasser freigesetzt wird.The TGA diagram of a compound obtained from the process according to the invention, magnesium formate with loaded propionic acid (MgFo-HProp [2], see ), confirms the low water content, since no water is released when the sample is constantly heated in a temperature range from 1°C to 300°C.

Die erfindungsgemäße Verbindung muss jedoch nicht vollständig wasserfrei sein. Solange die Wassermenge die für die Agglomeration der Partikel erforderliche Wassermenge nicht übersteigt, was ein individueller Parameter hinsichtlich der Wahl der Komponenten ist, kann ein mit teilhydratisierter Säure beladener Träger immer noch für die vielseitigen Anwendungen der vorliegenden Erfindung geeignet sein.However, the compound according to the invention does not have to be completely anhydrous. As long as the amount of water does not exceed the amount of water required for agglomeration of the particles, which is an individual parameter with regard to the choice of components, a partially hydrated acid-loaded carrier can still be suitable for the versatile applications of the present invention.

Trocknungdrying

Nach dem Umsalzen, also der die Trägersalzstruktur bildenden Säure-Base-Reaktion, erhält man einen möglicherweise teilhydratisierten, säurebeladenen Träger, der durch Trocknen, Mahlen und Sieben zu einem getrockneten und zerkleinerten, frei fließenden Pulver der Erfindung weiterverarbeitet wird, um ein kommerziell verkäufliches, teilchenförmiges, frei fließendes Produkt zu erhalten.After the salt exchange, i.e. the acid-base reaction forming the carrier salt structure, a possibly partially hydrated, acid-loaded carrier is obtained which is further processed by drying, grinding and sieving to a dried and comminuted, free-flowing powder of the invention in order to obtain a commercially salable, to obtain particulate, free-flowing product.

Die erfindungsgemäße Trocknung stellt eine reine, säurebeladene erfindungsgemäße Trägerverbindung bereit, da mögliche niedermolekulare Nebenprodukte, z.B. Kondensationswasser, entfernt wurden. Da der Siedepunkt der Nebenprodukte, insbesondere des Wassers, und der beladenen Säure(n) unterschiedlich ist, wird eine kontrollierte thermische Reinigung der erfindungsgemäßen Verbindung vorteilhaft erleichtert. Ein Nachweis für die erfolgreiche Trocknung der erfindungsgemäßen Verbindung ist z.B. durch eine thermogravimetrische Analyse (TGA) möglich.The drying according to the invention provides a pure, acid-loaded carrier compound according to the invention, since possible low-molecular by-products, eg water of condensation, have been removed. Since the boiling point of the by-products, in particular the water, and the charged acid(s) is different, controlled thermal purification of the compound according to the invention is advantageously facilitated. Proof of the successful drying of the compound according to the invention is possible, for example, by means of a thermogravimetric analysis (TGA).

Wie oben beschrieben wird die Trocknung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise bei Temperaturen 5°C<T<15°C unterhalb des Siedepunkts der Komponenten der erfindungsgemäßen Verbindung durchgeführt, um das vorgesehene molare Verhältnis der Verbindungen entsprechend dem Einsatzverhältnis vorteilhaft beizubehalten. In dem Fall kann davon ausgegangen werden, dass das Einsatzverhältnis der Trägercarbonsäure zu der/den beladenen Carbonsäure(n) gleich der Beladungskapazität der erfindungsgemäßen Verbindung ist. Erfindungsgemäß wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die sofortige Abkühlung des säurebeladenen Trägers auf Raumtemperatur eine langsame Verdampfung der beladenen Säure(n) vermieden, so dass das angestrebte molare Verhältnis der Komponenten der erfindungsgemäßen Verbindung entsprechend dem Einsatzverhältnis vorteilhafterweise erhalten bleibt.As described above, drying in the process according to the invention is preferably carried out at temperatures 5° C.<T<15° C. below the boiling point of the components of the compound according to the invention in order to advantageously maintain the intended molar ratio of the compounds according to the ratio used. In this case it can be assumed that the ratio of the carrier carboxylic acid to the loaded carboxylic acid(s) is equal to the loading capacity of the compound according to the invention. According to the invention, slow evaporation of the laden acid(s) is avoided in the process of the invention by immediately cooling the acid-loaded carrier to room temperature, so that the desired molar ratio of the components of the compound according to the use ratio is advantageously retained.

Die bei der exothermen Reaktion zur Bildung des Carbonsäureträgers, z.B. bei der in-situ-Neutralisation, freiwerdende Reaktionswärme kann, z.B. durch die Verwendung von isolierten Reaktionsgefäßen, erhalten bleiben und vorteilhaft für die Aufarbeitung der erhaltenen erfindungsgemäßen Verbindung, z.B. zur Trocknung, genutzt werden. Dadurch wird vorteilhaft weniger Zeit für die Trocknung des mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalzträgers benötigt als bei einem Trocknungsvorgang bei r.t.The heat of reaction released during the exothermic reaction to form the carboxylic acid carrier, e.g. during the in situ neutralization, can be retained, e.g. by using insulated reaction vessels, and can be used advantageously for working up the compound according to the invention obtained, e.g. for drying. As a result, advantageously less time is required for drying the carboxylic acid salt carrier loaded with carboxylic acid than with a drying process at r.t.

Die Trocknung erfolgt typischerweise unter Verwendung geeigneter Trockner, ausgewählt aus Wirbelschichttrocknern, Vakuumtrocknern, Sprühtrocknern, Schaufeltrocknern oder herkömmlichen Vakuumtrocknungsanlagen. Da die erfindungsgemäße Verbindung aus Komponenten mit niedrigem Siedepunkt, mit thermischer Abbaubarkeit und mit niedrigem Dampfdruck ausgewählt werden ist, sind schonende Bedingungen für die Aufreinigung und/oder Trocknung bevorzugt. Daher wird eine bevorzugte erfindungsgemäße Trocknung so durchgeführt, dass die beladene(n) Säure(n) nicht aus dem endgültigen säurebeladenen Salzträgerprodukt, z.B. durch Verdampfung oder Desorption, entweichen.The drying is typically carried out using suitable dryers selected from fluid bed dryers, vacuum dryers, spray dryers, paddle dryers or conventional vacuum drying systems. Since the compound of the present invention is selected from components having a low boiling point, having thermal degradability and having a low vapor pressure, mild conditions for purification and/or drying are preferred. Therefore, a preferred drying according to the invention is carried out in such a way that the loaded acid(s) does not escape from the final acid-loaded salt carrier product, e.g., by evaporation or desorption.

Die bevorzugte Trocknung und Vermahlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren liefert ein Material mit geringem Wassergehalt, kontrollierter Partikelgröße und/oder Schüttdichte.The preferred drying and grinding according to the method according to the invention yields a material with low water content, controlled particle size and/or bulk density.

Granulierunggranulation

Pulverförmige, mit C1-C4-Carbonsäure(n) beladene Trägersalze gemäß der Erfindung werden durch Mahlen oder Zerkleinern hergestellt, bis eine fließfähige, pulverförmige Masse erhalten wird. Eine anschließende Siebung ermöglicht es, Größen oberhalb einer gewünschten Größengrenze des Trägersalzes abzutrennen. Sowohl das Mahlen als auch das Sieben sind wesentliche Schritte zur Größenauswahl der erfindungsgemäßen Verbindung, um eine vorteilhaft gute Fließfähigkeit zu fördern.Powdered carrier salts according to the invention loaded with C 1 -C 4 -carboxylic acid(s) are produced by grinding or crushing until a flowable, powdery mass is obtained. Subsequent screening makes it possible to separate out sizes above a desired size limit of the carrier salt. Both milling and screening are essential steps in sizing the compound of this invention to promote advantageously good flowability.

Neben den oben beschriebenen Vorteilen von fließfähigen Pulvern wird durch die Vermahlung eine hohe relative Oberfläche erzeugt, die eine Wasserabgabe verbessert und damit die Endtrocknung des erfindungsgemäßen Pulvers unterstützt.In addition to the advantages of free-flowing powders described above, the grinding produces a high relative surface area, which improves water release and thus supports the final drying of the powder according to the invention.

In dieser Hinsicht reduziert eine Granulation im trockenen Zustand effektiv die fortschreitende Agglomeration und ermöglicht darin eine bessere Kontrolle der endgültigen Partikelgröße. Darüber hinaus wird weniger mechanische Energie für das Aufbrechen von Agglomeraten in kleinere Partikel benötigt, was den Gesamtenergieeintrag beim Mahlen vorteilhaft verringert. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die pulverförmigen Ausgangsstoffe gleichzeitig gemahlen und getrocknet. Die Konditionierung erfolgt vorzugsweise gleichzeitig mit dem Mahlprozess bei einer absoluten Luftfeuchtigkeit von mindestens 17 g Wasser pro kg trockener Luft, vorzugsweise zwischen 17 bis 30 g Wasser pro kg trockener Luft (vgl. EP 0838529 B1 ). Auf diese Weise wird die Agglomeration vieler kleiner Einzelpartikel zu größeren kugelförmigen Makrostrukturen des erfindungsgemäßen Pulvers wirksam verhindert.In this regard, dry-state granulation effectively reduces ongoing agglomeration and therein allows better control of final particle size. In addition, less mechanical energy is required to break up agglomerates into smaller particles, which advantageously reduces the total energy input during grinding. In a preferred embodiment of the invention, the starting materials in powder form are ground and dried at the same time. The conditioning preferably takes place simultaneously with the grinding process at an absolute humidity of at least 17 g water per kg dry air, preferably between 17 and 30 g water per kg dry air (cf. EP 0838529 B1 ). In this way, the agglomeration of many small individual particles to form larger spherical macrostructures of the powder according to the invention is effectively prevented.

VerpackungPackaging

Die beladenen Carbonsäuren sind hygroskopisch und nehmen daher ständig Wasser auf. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die getrocknete und gemahlene erfindungsgemäße Verbindung unter Ausschluss von Feuchtigkeit in eine transportfähige Form gebracht, vorzugsweise durch Abfüllen in Flaschen oder Beutel. Die pulverförmigen Verbindungen werden vorzugsweise gemäß der guten Herstellungspraxis (GMP) verpackt, wie sie in Titel 21 Teil 110 des Code of Federal Regulations beschrieben ist. Dazu eignen sich übliche Verpackungen wie versiegelte Polyethylen (PE)-Behälter oder Beutel aus anderen Materialien, z.B. aus faserverstärktem Polypropylen mit PE-Innenfolien oder PE-Auskleidungen.The loaded carboxylic acids are hygroscopic and therefore constantly absorb water. In a preferred embodiment of the invention, the dried and ground compound according to the invention is brought into a transportable form in the absence of moisture, preferably by filling into bottles or bags. The powdered compositions are preferably packaged in accordance with good manufacturing practice (GMP) as described in Title 21 Part 110 of the Code of Federal Regulations. Standard packaging such as sealed polyethylene (PE) containers or bags made from other materials, such as fiber-reinforced polypropylene with PE inner films or PE linings, are suitable for this.

In jedem Fall sollte der Behälter versiegelt sein, um eine unerwünschte Feuchtigkeitszunahme der erfindungsgemäßen Produkte zu vermeiden, damit diese ihre vorteilhaften Eigenschaften bis zur Anwendung beim Anwender behalten. Durch diesem Schritt des erfindungsgemäßen Herstellungsprozesses wird der atmosphärischen relativen Luftfeuchtigkeit bei Raumtemperatur in europäischen Breitengraden Rechnung getragen, die ca >70% beträgt. Durch die Vermeidung von Feuchtigkeitseintritt wird die Fließfähigkeit der erfindungsgemäßen und säurebeladenen Trägerfeststoffe gewährleistet.In any case, the container should be sealed to avoid undesired moisture build-up of the products of the invention so that they retain their beneficial properties until use by the user. This step of the manufacturing process according to the invention takes account of the atmospheric relative humidity at room temperature in European latitudes, which is approximately >70%. By avoiding the ingress of moisture, the flowability of the acid-loaded carrier solids according to the invention is ensured.

Verwendung der Verbindunguse of the connection

Die erfindungsgemäße Verbindung ist als Säureregulator, als Puffersystem, zu Konservierungszwecken oder als Geschmacksstoff in einem breiten Feld der pharmazeutischen, kosmetischen, Lebensmittel- und Futtermittelindustrie anwendbar, wo die Verbindung die Haltbarkeit verbessert, die Sicherheit in der Lebensmittelkette unterstützt, den Geruch verbessert und/oder die Schmackhaftigkeit erhöht.The compound of the invention is applicable as an acidity regulator, as a buffering system, for preservation purposes or as a flavor in a wide range of pharmaceutical, cosmetic, food and feed industries where the compound improves shelf life, supports safety in the food chain, improves odor and/or increases palatability.

Ausführungsformen, Beispiele und RealisierungenEmbodiments, Examples and Realizations

Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Vergleichen, Versuchen, Zeichnungen und Beispielen, die den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen, näher beschrieben und dargestellt.The present invention is further described and illustrated in the following comparisons, experiments, drawings and examples which are not intended to limit the scope of the invention in any way.

Figurenlistecharacter list

  • 1: die schematische Darstellung des Ex-post-Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen carbonsäurebeladenen Carbonsäuresalzträgers aus den Komponenten der Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) ,
    Figure DE102021115047A1_0026
    der beladenen Carbonsäure(n) R2COOH, und der Erdmetallbase, bestehend aus M2+;
    1 : the schematic representation of the ex-post process for preparing the carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt carrier according to the invention from the components of the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) ,
    Figure DE102021115047A1_0026
    the charged carboxylic acid(s) R 2 COOH, and the earth metal base consisting of M 2+ ;
  • 2: die schematische Darstellung des In-situ-Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen carbonsäurebeladenen Carbonsäuresalzträgers aus den Komponenten der Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) ,
    Figure DE102021115047A1_0027
    der beladenen Carbonsäure(n) R2COOH, und der Erdmetallbase, bestehend aus M2+;
    2 : the schematic representation of the in situ process for preparing the carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt carrier according to the invention from the components of the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) ,
    Figure DE102021115047A1_0027
    the charged carboxylic acid(s) R 2 COOH, and the earth metal base consisting of M 2+ ;
  • 3: die Verteilungskurve des Partikeldurchmessers in der Auftragung des kumulativen Volumens (kum. Volumen) der Probe Magnesiumglutamat mit beladener Milchsäure MgGlu-HLac [2] in 4(A), Calciumacetat mit beladener Essigsäure CaAc-HAc [2] in 4(B) und Calciumtartrat mit beladener Essig- und Propionsäure CaT-HAc-HProp [1,1] in 4(C) jeweils gegen den Partikeldurchmesser; 3 : the particle diameter distribution curve in the cumulative volume (cum. volume) plot of the sample magnesium glutamate with loaded lactic acid MgGlu-HLac [2] in 4(A) , Calcium acetate with loaded acetic acid CaAc-HAc [2] in 4(B) and calcium tartrate with loaded acetic and propionic acid CaT-HAc-HProp[1,1] in 4(c) in each case against the particle diameter;
  • 4(A): die Kurve der thermogravimetrischen Analyse (TGA) der trockenen Probe MgFo-HProp [2] in der Auftragung des Gewichtsverlustes in Abhängigkeit der Temperatur (bei konstanter Heizrate); 4(A) : the thermogravimetric analysis (TGA) curve of the dry sample MgFo-HProp [2] in the plot of weight loss as a function of temperature (at constant heating rate);
  • 4(B): der Graph der Differentialthermoanalyse (DTA) der trockenen Probe MgFo-HProp [2], der die kalorischen Erscheinungen in Abhängigkeit von der steigenden Temperatur (bei konstanter Heizrate) zeigt; 4(B) : the differential thermal analysis (DTA) graph of the dry sample MgFo-HProp [2], showing the caloric phenomena as a function of increasing temperature (at constant heating rate);
  • 5(A): die Kurve der thermogravimetrischen Analyse (TGA) der teilhydratisierten Probe CaAc-HAc [2], welche nach der Synthese nicht getrocknet wurde. Es wird der Gewichtsverlust in Abhängigkeit von der Temperatur (bei konstanter Heizrate) gezeigt, wobei zwei Phasenübergänge zweiter Ordnung der Dehydratisierung und der Desorption der beladenen Carbonsäure erkennbar sind; 5(A) : the thermogravimetric analysis (TGA) curve of the partially hydrated sample CaAc-HAc [2], which was not dried after the synthesis. The weight loss is shown as a function of temperature (at a constant heating rate), with two second-order phase transitions of dehydration and desorption of the loaded carboxylic acid being recognizable;
  • 5(B): die Kurve der Differentialthermoanalyse (DTA) der teilhydratisierten Probe CaAc-HAc [2], welche nach der Synthese nicht getrocknet wurde. Die Darstellung der kalorischen Phänomene in Abhängigkeit der Temperatur (bei konstanter Heizrate) zeigen zwei ausgeprägte endotherme physikalisch-chemischen Phänomene, welche in Übereinstimmung mit den bei der TGA-Analyse von CaAc-HAc [2] beobachteten Trends sind; 5(B) : the differential thermal analysis (DTA) curve of the partially hydrated sample CaAc-HAc [2] which was not dried after the synthesis. The plot of the caloric phenomena as a function of temperature (at constant heating rate) reveals two distinct endothermic physicochemical phenomena, which are in agreement with the trends observed in the TGA analysis of CaAc-HAc [2];
  • 6: pH-Werte einiger repräsentativer erfindungsgemäßer Verbindungen im Vergleich zu den pH-Werten der entsprechenden isolierten Komponenten davon, nämlich der beladenen Carbonsäure(n) R2COOH und der Trägercarbonsäuren ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) ,
    Figure DE102021115047A1_0028
    die ein Messpaar entlang der vertikalen Achse bilden. Jedes der 73 Paare ist mit einer Nummer 1 - 73 versehen, die sich auf die entsprechende Nummer in Tabelle 5 bezieht. Alle Messungen wurden bei 0.1 molarer (M) Konzentration (c) der Proben durchgeführt, was 0.1 mol pro Liter (mol/L) entspricht. Die pH-Differenz der erfindungsgemäßen Verbindungen im Vergleich zum pH-Wert der entsprechenden Trägercarbonsäure und/oder der beladenen Carbonsäure(n) gibt die Säurewirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen an. Für die aufgeführten Werte, die dieser Figur zugrunde liegen, wird auf die Tabelle 5 verwiesen;
    6 : pH values of some representative compounds of the invention compared to the pH values of the corresponding isolated components thereof, namely the charged carboxylic acid(s) R 2 COOH and the carrier carboxylic acids ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) ,
    Figure DE102021115047A1_0028
    forming a measurement pair along the vertical axis. Each of the 73 pairs is numbered 1 - 73, which refers to the corresponding number in Table 5. All measurements were made at 0.1 molar (M) concentration (c) of the samples carried out, which corresponds to 0.1 moles per liter (mol/L). The pH difference of the compounds according to the invention compared to the pH of the corresponding carrier carboxylic acid and/or the charged carboxylic acid(s) indicates the acid activity of the compounds according to the invention. For the listed values on which this figure is based, reference is made to Table 5;
  • 7(A): Volumenvergleich von French Style Bread (FSB) in Litern, der die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Verbindung für den Einsatz als Konservierungsmittel in Backwaren belegt (Beispiel 12). Die Brotproben wurden einer Dosierung mit der erfindungsgemäßen Verbindungen gemäß der Beschreibung auf der x-Achse ausgesetzt; 7(A) : Volume comparison of French Style Bread (FSB) in liters, which demonstrates the applicability of the compound according to the invention for use as a preservative in baked goods (Example 12). The bread samples were dosed with the compounds of the invention as described on the x-axis;
  • 7(B): Vergleich der Flächenquerschnitte der Proben aus 7(A) und bezogen auf Beispiel 12; 7(B) : Comparison of the area cross-sections of the samples 7(A) and based on Example 12;
  • 8: Farbentwicklung einer Beef Chuck Steak-Blankprobe (Kreuze) und einer Beef Chuck Steak-Probe Calciumacetat mit beladener Essigsäure (CaAsc-Hac [2], Rauten) in Abhängigkeit von der Zeit wie in Beispiel 13 beschrieben. Die Farben des RGB:R wurden in die Farbe Schwarz/Weiß umgewandelt; 8th : Color development of a beef chuck steak blank sample (crosses) and a beef chuck steak sample calcium acetate with loaded acetic acid (CaAsc-Hac [2], diamonds) as a function of time as described in example 13. The colors of the RGB:R have been converted to black and white;
  • 9(A): Gesamtkeimzahl der in Beispiel 14 beschriebenen Proben, die die Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen als Konservierungsmittel in Fleischprodukten zeigt; 9(A) : total bacterial count of the samples described in example 14, which shows the usability of the compounds according to the invention as preservatives in meat products;
  • 9(B): Gesamthefezahl der in Beispiel 14 beschriebenen Proben, die die Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen als Konservierungsmittel in Fleischprodukten zeigt; 9(B) : Total yeast count of the samples described in Example 14, showing the utility of the compounds of the invention as preservatives in meat products;
  • 10(A): die Ergebnisse des Tests zum Nachweis der Konservierungswirksamkeit durch Prüfung der Gesamtkeimzahl (TBC, siehe Beispiel 15); 10(A) : the results of the preservative efficacy test by total plate count (TBC, see Example 15);
  • 10(B): die Ergebnisse des Tests zum Nachweis der Wirksamkeit der Konservierung durch Prüfung der Gesamthefe-/Pilzzahl (siehe Beispiel 15); 10(B) : the results of the test to demonstrate the effectiveness of preservation by examining the total yeast/fungus count (see Example 15);
  • 10(C): die Ergebnisse des Tests zum Nachweis der Konservierungswirksamkeit durch Prüfung auf die Enterobakterien/β-Glucoronidase-positive-Enterobakterien (E/β) Anzahl (siehe Beispiel 15). 10(c) : the results of the test for detecting the preservative efficacy by examining the enterobacteria/β-glucuronidase-positive enterobacteria (E/β) number (see Example 15).

Bezugszeichenlistereference list

(T1.2)(T1.2)
Tanktank
(PM1.1)(PM1.1)
Premixerpremixer
(M1.1)(M1.1)
Mischermixer
(P1.1)(P1.1)
Packungseinheitpacking unit
(S1.1)(S1.1)
SiebSieve
(SM1.1)(SM1.1)
Siebmühlesieve mill
(VS1.1)(VS1.1)
Vakuumtrocknungsanlagevacuum drying plant
(C1.1)(C1.1)
MühleMill

Liste der AbkürzungenList of abbreviations

In der folgenden Tabelle 3 sind Beispiele von Ausgangsstoffen der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindung neben ihren pKa's und einigen relevanten Siedepunkten (Tb,Säure) für saure Formen aufgeführt, die vorzugsweise als beladene Carbonsäuren eingesetzt werden. Die Abkürzungen werden für die Verbindungsnamen wie in der Nomenklatur unten beschrieben verwendet.Table 3 below lists examples of starting materials for the preferred embodiment of the compound according to the invention, together with their pK a 's and some relevant boiling points (T b , acid ) for acidic forms which are preferably used as charged carboxylic acids. The abbreviations are used for the compound names as described in the nomenclature below.

Tabelle 3. Abkürzungen (erste Spalte) der Komponenten, die für die Namen der bevorzugten erfindungsgemäßen Verbindungen verwendet werden, neben den Bezeichnungen für die Salz- und Säureformen der Komponenten und der Säurestärke der Säureform der Komponenten (pKa1). Abkürzung Salz-Form Säure-Form PK a1 T b,Säure Asp Aspartat Aspartamsäure 1,99 Glu Glutamat Glutamatsäure 2,16 Mal Malonate Malonsäure 2,83 T Tartrat Tartaratsäure 2,98 Sal Salicylate Salicylsäure 2,75 Fum Fumarat (trans) Fumarsäure 3,00 Cit Zitrate Zitronensäure 3,09 Ma Malat Apfelsäure 3,40 Fo Format Ameisensäure 3,77 101 Gly Glycolat Glycolsäure 3,83 75 Lac Laktat Milchsäure 3,86 122 Asc Ascorbat Ascorbinsäure 4,25 Suc Succinat Succinylsäure 4,19 Ben Benzoat Benzoesäure 4,20 Ad Adipat Adipinsäure 4,43 Ac Acetat Essigsäure 4,76 118 Bu Butyrat Buttersäure 4,82 163 Prop Propionat Propionsäure 4,88 141 Table 3. Abbreviations (first column) of the components used for the names of the preferred compounds of the invention, alongside the designations for the salt and acid forms of the components and the acid strength of the acid form of the components (pK a1 ). shortcut salt mold acid form PC a1 T b, acid asp aspartate aspartic acid 1.99 glue glutamate glutamic acid 2:16 Times malonates malonic acid 2.83 T tartrate tartaric acid 2.98 salt salicylates salicylic acid 2.75 fum fumarate (trans) fumaric acid 3.00 cit citrates citric acid 3.09 mom malate malic acid 3.40 Fo format formic acid 3.77 101 Gly glycolate glycolic acid 3.83 75 Lac lactate lactic acid 3.86 122 asc ascorbate ascorbic acid 4.25 suc succinate succinic acid 4:19 ben benzoate benzoic acid 4.20 Ad adipate adipic acid 4.43 Ac acetate acetic acid 4.76 118 Bu butyrate butyric acid 4.82 163 Prop propionate propionic acid 4.88 141

Nomenklatur:Nomenclature:

Wenn nicht anders angegeben, ist der Name des Trägersalzes M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0029
von der/den beladenen, funktionellen Säure(n) (R2COOH) durch ein Minus (-) getrennt, wobei der beladene Träger immer vor der beladenen Carbonsäurekomponente genannt wird. Klammern [...] geben die molaren Äquivalente der beladenen Säure(n) bezogen auf das Trägersalz an und entsprechen n wie in den Ansprüchen beschrieben.Unless otherwise noted, is the name of the carrier salt M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0029
separated from the charged, functional acid(s) (R 2 COOH) by a minus sign (-), with the charged carrier always being named before the charged carboxylic acid component. Brackets [...] indicate the molar equivalents of the charged acid(s) based on the carrier salt and correspond to n as described in the claims.

Liste der VerbindungsnamenList of connection names

Tabelle 4. Beispielhafte Bezeichnungen für einige bevorzugte erfindungsgemäße Verbindungen, basierend auf den in Tabelle 3 angegebenen Abkürzungen der Verbindungen, neben den Erklärungen der Bezeichnungen und dem molaren Verhältnis der beladenen Carbonsäure zu dem Träger Carbonsäuresalz Träger:beladene Säure(n). Name der Verbindung Erläuterungen Träger: beladene Säure(n) MgFo-HAc [2] Magnesiumformiat mit beladener Essigsäure 1:2 MgFo-HProp [2] Magnesiumformiat mit beladener Propionsäure 1:2 MgAsp-Sal [2] Magnesiumaspartat mit beladener Salicylsäure 1:2 CaAsc-HAc [2] Calciumascorbat mit beladener Essigsäure 1:2 CaAsc-HAc [3] Calciumascorbat mit beladener Essigsäure 1:3 CaAsc-HProp [2] Calciumascorbat mit beladener Propionsäure 1:2 MgGlu-HLac [2] Magnesiumglutamat mit beladener Milchsäure 1:2 CaAc-HAc [2] Calciumacetat mit beladener Essigsäure 1:2 CaSal-HLac [2] Calciumsalicylat mit beladener Milchsäure 1:2 CaT-HAc-HProp [1,1] Calciumtartrat mit beladener Essigsäure und Propionsäure 1:1:1 CaT-HAc [2] Calciumtartrat mit beladener Essigsäure 1:2 CaT-HLac [2] Calciumtartrat mit beladener Milchsäure 1:2 CaT-HProp [2] Calciumtartrat mit beladener Propionsäure 1:2 CaCit-HAc [2] Calciumcitrat mit beladener Essigsäure 1:2 CaCit-HFo [2] Calciumcitrat mit beladener Ameisensäure 1:2 CaGlu-HAc [4] Calciumglutamat mit beladener Essigsäure 1:4 CaCit-HAc [6] Calciumcitrat mit beladener Essigsäure 1:6 CaCit-HAc [2] Calciumcitrat mit beladener Essigsäure 1:2 Table 4. Exemplary designations for some preferred compounds according to the invention, based on the abbreviations of the compounds given in Table 3, in addition to the explanations of the designations and the molar ratio of the loaded carboxylic acid to the carrier carboxylic acid salt carrier:loaded acid(s). name of the connection Explanations Carrier: loaded acid(s) MgFo-HAc [2] Magnesium formate with loaded acetic acid 1:2 MgFo HProp [2] Magnesium formate with loaded propionic acid 1:2 MgAsp-Sal [2] Magnesium aspartate loaded with salicylic acid 1:2 CaAsc-HAc [2] Calcium ascorbate with loaded acetic acid 1:2 CaAsc-HAc [3] Calcium ascorbate with loaded acetic acid 1:3 CaAsc-HProp [2] Calcium ascorbate with loaded propionic acid 1:2 MgGlu HLac [2] Magnesium glutamate loaded with lactic acid 1:2 CaAc-HAc [2] Calcium acetate with loaded acetic acid 1:2 CaSal-HLac [2] Calcium salicylate with loaded lactic acid 1:2 CaT-HAc-HProp [1,1] Calcium tartrate with loaded acetic acid and propionic acid 1:1:1 CaT-HAc [2] Calcium tartrate with loaded acetic acid 1:2 CaT-HLac [2] Calcium tartrate with loaded lactic acid 1:2 CaT-HProp [2] Calcium tartrate with loaded propionic acid 1:2 CaCit-HAc [2] Calcium citrate with loaded acetic acid 1:2 CaCit-HFo [2] Calcium citrate with loaded formic acid 1:2 CaGlu-HAc [4] Calcium glutamate with loaded acetic acid 1:4 CaCit-HAc [6] Calcium citrate with loaded acetic acid 1:6 CaCit-HAc [2] Calcium citrate with loaded acetic acid 1:2

Beispiel 1 - Der allgemeine Ex-post-VerfahrenExample 1 - The general ex post procedure

Ein typischer Prozess nach dem bevorzugten Ex-Post-Verfahren ist schematisch in 1 dargestellt.A typical process according to the preferred ex-post procedure is shown schematically in 1 shown.

Im Ex-post-Verfahren werden die Erdalkalibase, die sich in Tank T1.1 befindet, und die Trägercarbonsäure, die sich in Tank T1.2 befindet, unter leichtem Rühren in den Reaktor (R1) gegeben. Nach Beendigung der Reaktion wird das gebildete Trägercarbonsäuresalz z.B. mit Hilfe einer Vakuumtrocknungsanlage (VS1.1) unter weiterem Mischen vorgetrocknet. Das Produkt (Trägersalz) im Reaktor (R1) wird vorgesiebt (SM1.1) und in einen Zwischentank T1.3 geleitet.In the ex-post process, the alkaline earth base, which is in tank T1.1, and the carrier carboxylic acid, which is in tank T1.2, are added to the reactor (R1) with gentle stirring. After the reaction has ended, the carrier carboxylic acid salt formed is pre-dried, e.g. using a vacuum drying system (VS1.1) with further mixing. The product (carrier salt) in the reactor (R1) is pre-screened (SM1.1) and fed into an intermediate tank T1.3.

Das gesiebte Trägersalz aus dem Tank T1.3 und die zu ladende Carbonsäure aus dem Tank T1.4 werden unter schonendem Mischen in einen Mischer (M1.1) gegeben. Alternativ wird ein extern gewonnenes Trägersalz aus dem Tank T1.5 und die zu ladende Carbonsäure aus dem Tank T1.4 unter schonendem Mischen an einen Mischer (M1.1) abgegeben. Das erhaltene, mit Carbonsäure beladene Carbonsäuresalz-Trägerprodukt aus dem Mischer (M1.1) wird weiter getrocknet, während es noch gemischt wird, z.B. durch Überführung in dasselbe Vakuumtrocknungssystem (VS1.1), das im vorherigen Schritt verwendet wurde. Das getrocknete Produkt aus M1.1 wird anschließend in einer Mühle (C1.1) gemahlen, um eine ausreichende Partikelgröße zu gewährleisten. Nach dem Passieren eines Siebes (S1.1) wird das Produkt in der Packungseinheit (P1.1) verpackt.The sieved carrier salt from tank T1.3 and the carboxylic acid to be charged from tank T1.4 are placed in a mixer (M1.1) with gentle mixing. Alternatively, an externally obtained carrier salt from tank T1.5 and the carboxylic acid to be charged from tank T1.4 are delivered to a mixer (M1.1) with gentle mixing. The resulting carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt carrier product from the mixer (M1.1) is further dried while still being mixed, e.g. by transfer to the same vacuum drying system (VS1.1) used in the previous step. The dried product from M1.1 is then ground in a mill (C1.1) to ensure a sufficient particle size. After passing through a sieve (S1.1), the product is packaged in the packaging unit (P1.1).

In einer Ausführungsform des bevorzugten Verfahrens der Erfindung wird die Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0030
als Ausgangsmaterial gekauft, um mit der Carbonsäure R2COOH beladen zu werden. Es hat sich z.B. gezeigt, dass zugekauftes wasserfreies Calciumcitrat geeignet ist, die erfindungsgemäße Salzträgerstruktur zu erzeugen, indem es mit Essigsäure zu Calciumcitrat mit beladener Essigsäure (CaCit-HAc) vermischt wird. In dieser Ausführungsform fehlt jedoch der wesentliche Charakter der Erfindung und zeigt daher nicht so optimale Ergebnisse wie das Ex-post-Verfahren und/oder das In-situ-Verfahren.In one embodiment of the preferred process of the invention, the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0030
purchased as starting material to be loaded with the carboxylic acid R 2 COOH. It has been shown, for example, that purchased anhydrous calcium citrate is suitable for producing the salt carrier structure according to the invention by mixing it with acetic acid to form calcium citrate with loaded acetic acid (CaCit-HAc). In this embodiment, however, the essential character of the invention is missing and therefore does not show such optimal results as the ex post method and/or the in situ method.

Beispiel 2 - Das allgemeine In-situ-VerfahrenExample 2 - The general in situ method

Ein typischer Prozess nach dem bevorzugten In-situ-Verfahren ist schematisch in 2 dargestellt.A typical process according to the preferred in situ method is shown schematically in 2 shown.

Beim In-situ-Verfahren befindet sich die Erdalkalibase in Tank T1.1. Die Ligandensäure und die beladene/freie Säure werden aus dem Tank T1.2 bzw. aus dem Tank T1.3 freigegeben, um im Behälter (PM1.1) vorgemischt zu werden, bis ein homogenes Vorgemisch der Komponenten erhalten wird. Die Säurevormischung aus PM1.1 wird an den Reaktor (R1) abgegeben. Anschließend wird die Erdalkalibase aus dem Behälter T1.1 unter Rühren vorsichtig in R1 zugegeben.In the in-situ process, the alkaline earth base is in tank T1.1. The ligand acid and the loaded/free acid are released from tank T1.2 and tank T1.3, respectively, to be premixed in vessel (PM1.1) until a homogeneous premix of the components is obtained. The acid premix from PM1.1 is delivered to the reactor (R1). The alkaline earth metal base from container T1.1 is then carefully added to R1 while stirring.

Nach Beendigung der Reaktion wird das erhaltene Produkt z.B. mit Hilfe einer Vakuumtrocknungsanlage (VS1.1) getrocknet. Die Trocknung wird so durchgeführt, dass die beladene Carbonsäure nicht aus dem mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalz-Träger freigesetzt wird, z.B. durch Verdampfen. Der erhaltene, mit Carbonsäure beladene Carbonsäuresalzträger wird anschließend mit einer Mühle (C1.1) gemahlen, um eine ausreichende Partikelgröße zu gewährleisten. Nach Passieren des Siebes (S1.1) wird das Produkt verpackt (P1.1).After the reaction has ended, the product obtained is dried, e.g. using a vacuum drying system (VS1.1). The drying is carried out in such a way that the loaded carboxylic acid is not released from the carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt support, e.g. by evaporation. The resulting carboxylic acid salt carrier loaded with carboxylic acid is then ground using a mill (C1.1) in order to ensure a sufficient particle size. After passing through the sieve (S1.1), the product is packaged (P1.1).

Beispiele für erfindungsgemäße Verbindungen, die erfolgreich über das In-situ-Verfahren verarbeitet werden, umfassen verschiedene besonders bevorzugte erfindungsgemäße Verbindungen aus einer beladenen Carbonsäure(n) und einem Trägercarbonsäuresalz, wie Calciumcitrat mit beladener Ameisensäure mit dem Molverhältnis n=2 (CaCit-HFo [2]), Calciumtartrat mit beladener Milchsäure mit n=2 (CaT-HLac [2]), Magnesiumaspartat mit beladener Salicylsäure mit n=2 (MgAsp-Sal [2]), während höhere Säurebeladungen beispielsweise durch Calciumglutamat mit beladener Essigsäure mit n=4 (CaGlu-HAc [4]) oder Calciumcitrat mit beladener Essigsäure mit n=6 (CaCit-HAc [6]) gegeben sind.Examples of compounds according to the invention which are successfully processed via the in situ method include various particularly preferred compounds according to the invention from a loaded carboxylic acid(s) and a carrier carboxylic acid salt, such as calcium citrate with loaded formic acid with the molar ratio n=2 (CaCit-HFo [ 2]), calcium tartrate with loaded lactic acid with n=2 (CaT-HLac [2]), magnesium aspartate with loaded salicylic acid with n=2 (MgAsp-Sal [2]), while higher acid loadings for example calcium glutamate with loaded acetic acid with n=4 (CaGlu-HAc [4]) or calcium citrate with loaded acetic acid with n=6 (CaCit-HAc [6]).

Beispiel 3 - In-situ synthesis MgFo-HAcExample 3 - In situ synthesis MgFo-HAc

Dieses Beispiel stellt die Laborsynthese von Magnesiumformiat mit beladener Essigsäure, MgFo-HAc [2], über das bevorzugte erfindungsgemäße In-situ-Verfahren dar.This example represents the laboratory synthesis of magnesium formate with loaded acetic acid, MgFo-HAc [2], via the preferred in situ method of the present invention.

Als Ausgangsmaterialien für MgFo-HAc [2] wurden Magnesiumoxid (MgO) mit einer Reinheit von >97% und einer Partikelgröße von <0.03mm, Eisessig (CH3COOH) mit einer Reinheit von 99-100% und Ameisensäure (CH2O2) mit einer Reinheit von >96% verwendet.Magnesium oxide (MgO) with a purity of >97% and a particle size of <0.03mm, glacial acetic acid (CH 3 COOH) with a purity of 99-100% and formic acid (CH 2 O 2 ) with a purity of >96% is used.

Die chemische Gleichung beschreibt die Synthese von MgFo-HAc [2]: MgO + 2CH3COOH + 2CH2O2 → Mg(HCO2)2 * 2CH3COOH + ↑ H2O The chemical equation describes the synthesis of MgFo-HAc [2]: MgO + 2CH 3 COOH + 2CH 2 O 2 → Mg(HCO 2 ) 2 * 2CH 3 COOH + ↑ H 2 O

Eine Lösung von 41.55 g MgO, 120.10 g CH3COOH und 95.90 g CH2O2 wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur (23°C) in einem verschlossenen 5dl-Thermoglasbecher gerührt.A solution of 41.55 g MgO, 120.10 g CH 3 COOH and 95.90 g CH 2 O 2 was stirred for 30 minutes at room temperature (23°C) in a sealed 5dl thermo glass beaker.

Es wurde eine weiße Paste erhalten und bei 95°C für 45 min getrocknet, um ein weißes, festes, frei fließendes und staubfreies Produkt zu erhalten.A white paste was obtained and dried at 95°C for 45 min to obtain a white, solid, free-flowing and dust-free product.

PH-Messungen sind geeignet, um die Acidität des erhaltenen, mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalz-Trägers MgFo-HAc [2] zu bestimmen, die charakteristisch für die beladene, physisorbierte Essigsäure ist. Die saure Wirksamkeit der beladenen Essigsäure innerhalb der Magnesiumformiat-Trägerstruktur wurde durch den Vergleich der erhaltenen pH-Werte mit dem isolierten Magnesiumformiat als Referenzmaterial nachgewiesen. Der pH-Wert von MgFo-HAc [2] (pH 5.10 bei 0.1 M und bei r.t.) war deutlich niedriger als der pH-Wert des Referenzmaterials Magnesiumformiat (pH 7.90 bei 0.1 M und bei r.t.), woraus gefolgert wird, dass Magnesiumformiat als Carbonsäuresalz-Träger erfolgreich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt wurde und vorteilhaft eine Repositionsfunktion für überschüssige freie Essigsäure bietet.PH measurements are useful to determine the acidity of the obtained carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt carrier MgFo-HAc [2], which is characteristic of the loaded, physisorbed acetic acid. The acidic effectiveness of the loaded acetic acid within the magnesium formate support structure was verified by comparing the pH values obtained with the isolated magnesium formate as a reference material. The pH of MgFo-HAc [2] (pH 5.10 at 0.1 M and at r.t.) was significantly lower than the pH of the reference material magnesium formate (pH 7.90 at 0.1 M and at r.t.), suggesting that magnesium formate as Carboxylic acid salt carrier has been successfully generated by the process of the present invention and advantageously provides a repositioning function for excess free acetic acid.

Beispiel 4 - In-situ Synthese von CaT-HAc-HProp [1,1]Example 4 - In situ synthesis of CaT-HAc-HProp [1,1]

Dieses Beispiel stellt die Laborsynthese von Calciumtartrat mit beladener Essigsäure und Propionsäure, CaT-HAc-HProp [1,1], über das bevorzugte erfindungsgemäße In-situ-Verfahren dar.This example represents the laboratory synthesis of calcium tartrate with loaded acetic acid and propionic acid, CaT-HAc-HProp [1,1], via the preferred in situ method of the present invention.

Zur Herstellung von Calciumtartrat mit 2 molaren Äquivalenten von freier beladener Essigsäure und Propionsäure 1:1 (CaT-HAc-HProp [1,1]) wird Calciumhydroxid (Ca(OH)2) mit einer Reinheit von >98% und einer Partikelgröße von <0. 02mm, Eisessig (CH3COOH) mit einer Reinheit von 99-100%, Weinsäure (C4H6O6) mit einer Reinheit von >99% und Propionsäure (C2H5COOH) mit einer Reinheit >99,5% wurden verwendet.Calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) with a purity of >98% and a particle size of < 0 02mm, Glacial Acetic (CH 3 COOH) with a purity of 99-100%, Tartaric Acid (C 4 H 6 O 6 ) with a purity of >99% and Propionic Acid (C 2 H 5 COOH) with a purity of >99.5% were used.

Die chemische Gleichung beschreibt die Synthese von CaT-HAc-HProp [1,1]: Ca(OH)2 + CH3COOH + C2H5COOH + C4H6O6 → C4H4CaO6 * [CH3COOH; C2H5COOH]+↑ 2H2O The chemical equation describes the synthesis of CaT-HAc-HProp [1,1]: Ca(OH) 2 + CH 3 COOH + C 2 H 5 COOH + C 4 H 6 O 6 → C 4 H 4 CaO 6 * [CH 3 COOH; C2H5COOH ] +2H2O

Dazu wurden 23.29g Ca(OH)2, 18.5g CH3COOH, 46.46g C4H6O6 und 22.93g C2H5COOH in einem verschlossenen 5-dl-Thermoglasbecher 30 Minuten lang bei Raumtemperatur (23 °C) gemischt. Es wurde eine weiße, hydratisierte Paste erhalten, und das Wasser-Nebenprodukt wurde bei 95°C für 5 min eingedampft, um ein graues, festes, frei fließendes und staubfreies Produkt zu erhalten.For this purpose, 23.29 g Ca(OH) 2 , 18.5 g CH 3 COOH, 46.46 g C 4 H 6 O 6 and 22.93 g C 2 H 5 COOH were placed in a closed 5 dl thermo glass beaker for 30 minutes at room temperature (23 °C). mixed. A white, hydrated paste was obtained and the water by-product was evaporated at 95°C for 5 min to obtain a grey, solid, free-flowing and dust-free product.

Der Nachweis für die erfolgreiche Beladung mit Propionsäure und Essigsäure und die saure Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindung wurde durch den Vergleich von CaT-HAc-HProp [1,1] mit der Acidität zu isoliertem Calciumtartrat erbracht. Der pH-Wert von CaT-HAc-HProp [1,1] (pH 3.63 at 0.1 M and at r.t.) war deutlich niedriger als der pH-Wert des Referenzmaterials Calciumtartrat (pH 7.33 at 0.1 M and at r.t.), woraus gefolgert wird, dass Calciumtartrat mit beladener Essigsäure und Propionsäure erfolgreich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt wurde, wobei vorteilhaft eine Speicherfunktion für überschüssige freie Essigsäure bereitgestellt wird.Evidence of the successful loading with propionic acid and acetic acid and the acidic activity of the compound according to the invention was provided by comparing CaT-HAc-HProp [1,1] with the acidity of isolated calcium tartrate. The pH of CaT-HAc-HProp[1,1] (pH 3.63 at 0.1 M and at r.t.) was significantly lower than the pH of the reference material calcium tartrate (pH 7.33 at 0.1 M and at r.t.), from which it is concluded that calcium tartrate loaded with acetic acid and propionic acid was successfully produced by the process of the invention, advantageously providing a storage function for excess free acetic acid.

Beispiel 5 - Vergleich zwischen In-situ-Verfahren und Ex-post-VerfahrenExample 5 - Comparison between in situ methods and ex post methods

Dieses Beispiel zeigt den Vergleich zwischen dem In-situ-Verfahren und dem Ex-post-Verfahren zur Erzeugung von Calciumtartrat mit beladener Essigsäure mit 2 molaren Äquivalenten der beladenen Säure (CaT-HAc [2]) als ein Beispiel für die erfindungsgemäße Verbindung.This example shows the comparison between the in situ method and the ex post method for generating calcium tartrate with acetic acid loaded with 2 molar equivalents of the loaded acid (CaT-HAc [2]) as an example of the compound of the invention.

In-situ-Verfahren: In diesem Beispiel wird die Laborsynthese eines mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalzträgers CaT-HAc [2] sowohl mit dem Ex-post-Verfahren der Erfindung als auch mit dem erfindungsgemäß bevorzugten In-situ-Verfahren dargestellt.In-situ method: This example shows the laboratory synthesis of a carboxylic acid-loaded carboxylic acid salt support CaT-HAc [2] using both the ex-post method of the invention and the in-situ method preferred according to the invention.

Für die Herstellung von CaT-HAc [2] wurden Calciumhydroxid (Ca(OH)2) mit einer Reinheit von >98% und einer Partikelgröße von <0,02mm, Eisessig (CH3COOH) mit einer Reinheit von 99-100% und Weinsäure (C4H6O6) mit einer Reinheit von >99% verwendet.For the production of CaT-HAc [2], calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) with a purity of >98% and a particle size of <0.02mm, glacial acetic acid (CH 3 COOH) with a purity of 99-100% and Tartaric acid (C 4 H 6 O 6 ) with a purity of >99% is used.

Die folgende Gleichung beschreibt die Synthese von CaT-HAc [2]: Ca(OH)2 + 2CH3COOH + C4H6O6 -> C4H4CaO6 * 2CH3COOH + ↑ 2H2O The following equation describes the synthesis of CaT-HAc [2]: Ca(OH) 2 + 2CH 3 COOH + C 4 H 6 O 6 -> C 4 H 4 CaO 6 * 2CH 3 COOH + ↑ 2H 2 O

Für die In-situ-Synthese wurden 24.37g Ca(OH)2, 38.71g CH3COOH und 48.62g C4H6O6 für 30 Minuten bei Raumtemperatur (23 °C) in einem verschlossenen 5-dl-Thermoglasbecher gemischt, um die Verdunstung von Reaktionswasser und Säure zu verhindern. Der niedrigere pKa-Wert der Weinsäure (C4H6O6) von 2.89 im Vergleich zum pKa-Wert der Essigsäure von 4.76 ermöglichte die gleichzeitige Zugabe aller drei Substanzen, wobei die Bildung der C4H4CaO6-Trägerstruktur mit eingelagerter freier Essigsäure sichergestellt wurde.For the in situ synthesis, 24.37 g Ca(OH) 2 , 38.71 g CH 3 COOH and 48.62 g C 4 H 6 O 6 were mixed for 30 minutes at room temperature (23 °C) in a sealed 5 dl thermo glass beaker. to prevent the evaporation of reaction water and acid. The lower pK a value of tartaric acid (C 4 H 6 O 6 ) of 2.89 compared to the pK a value of acetic acid of 4.76 allowed the simultaneous addition of all three substances with the formation of the C 4 H 4 CaO 6 support structure stored free acetic acid was ensured.

Es wurde eine weiße, hydratisierte Paste erhalten und das wässrige Nebenprodukt wurde bei 95°C für 5 min eingedampft, um das wässrige Nebenprodukt zu verdampfen und gleichzeitig die Verdampfung der Essigsäure zu vermeiden. Nach dem Trocknen erhielt man ein weißes, festes, frei fließendes und staubfreies Produkt.A white hydrated paste was obtained and the aqueous by-product was evaporated at 95°C for 5 min to evaporate the aqueous by-product while avoiding the evaporation of the acetic acid. After drying, a white, solid, free-flowing and dust-free product was obtained.

Zum Nachweis, dass überschüssige Essigsäure in die Calciumtartrat-Trägerstruktur beladen wurde und die erfindungsgemäße Verbindung, die für die erfindungsgemäße Verbindung erwarteten sauren Eigenschaften besitzt, wurde der pH-Wert von Calciumtartrat-Essigsäure CaT-HAc [2] mit dem pH-Wert von isoliertem Calciumtartrat verglichen.To demonstrate that excess acetic acid was loaded into the calcium tartrate support structure and that the compound of the invention possesses the acidic properties expected for the compound of the invention, the pH of calcium tartrate acetic acid CaT-HAc [2] was compared with the pH of isolated compared to calcium tartrate.

Als Ergebnis war der pH-Wert von CaT-HAc [2] (pH 3.56 bei 0.1 M und bei r.t.) deutlich niedriger als der pH-Wert des Referenzmaterials Calciumtartrat (pH 7.33 bei 0.1 M und bei r.t.), woraus geschlossen wird, dass Calciumtartrat mit beladener Essigsäure erfolgreich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt wurde, was vorteilhaft eine Speicherfunktion für überschüssige freie Essigsäure bereitstellt.As a result, the pH of CaT-HAc [2] (pH 3.56 at 0.1 M and at r.t.) was significantly lower than the pH of the reference material calcium tartrate (pH 7.33 at 0.1 M and at r.t.), suggesting that Calcium tartrate with loaded acetic acid has been successfully produced by the process of the invention, which advantageously provides a storage function for excess free acetic acid.

Ex-post-Verfahren: Dieses Beispiel zeigt die Laborsynthese eines mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalz-Trägers CaT-HAc [2] nach dem bevorzugten Ex-post-Verfahren der Erfindung im Gegensatz zum bevorzugteren In-situ-Verfahren der Erfindung.Ex post procedure: This example demonstrates the laboratory synthesis of a carboxylic acid loaded carboxylic acid salt support CaT-HAc [2] according to the preferred ex post procedure of the invention as opposed to the more preferred in situ procedure of the invention.

Für die Synthese von CaT-HAc [2] nach dem Ex-post-Verfahren wurden Calciumhydroxid [Ca(OH)2] mit einer Reinheit von >98% und einer Partikelgröße von <0.02mm, Eisessig (CH3COOH) mit einer Reinheit von 99-100% und Weinsäure (C4H6O6) mit einer Reinheit von >99% verwendet.For the synthesis of CaT-HAc [2] according to the ex-post method, calcium hydroxide [Ca(OH) 2 ] with a purity of >98% and a particle size of <0.02mm, glacial acetic acid (CH 3 COOH) with a purity of 99-100% and tartaric acid (C 4 H 6 O 6 ) with a purity of >99% are used.

Die folgenden chemischen Gleichungen beschreiben die Synthese von CaT-HAc [2] über einen Ex-post-Verfahren als zweistufigen Ansatz: Ca(OH)2 + C4H6O6 → C4H4CaO6 + 2H2O C4H4CaO6 + 2H2O + 2CH3COOH → C4H4CaO6 · 2CH3COOH + ↑ 2H2O The following chemical equations describe the synthesis of CaT-HAc[2] via an ex-post method as a two-step approach: Ca(OH) 2 + C 4 H 6 O 6 → C 4 H 4 CaO 6 + 2H 2 O C4H4CaO6 + 2H2O + 2CH3COOH C4H4CaO6 2CH3COOH + 2H2O

Für die Ex-post-Synthese von CaT-HAc [2] wurden zunächst CaT-HAc [2], 24.37g Ca(OH)2 und 48.62g C4H6O6 in einem verschlossenen 5-dl-Thermoglasbecher 30 Minuten lang bei Raumtemperatur (23°C) gerührt. Es wurde ein weißes hydratisiertes Pulver erhalten und anschließend wurden 38.71 g CH_3 COOH zugegeben. Die Mischung der drei Komponenten wurde anschließend 10 Minuten lang bei Raumtemperatur (23°C) in einem verschlossenen 5-dl-Thermoglasbecher gerührt.For the ex post synthesis of CaT-HAc [2], first CaT-HAc [2], 24.37 g Ca(OH) 2 and 48.62 g C 4 H 6 O 6 were smelted in a sealed 5 dl thermo glass beaker for 30 minutes stirred at room temperature (23°C). A white hydrated powder was obtained and then 38.71 g CH_3 COOH was added. The mixture of the three components was then stirred for 10 minutes at room temperature (23°C) in a sealed 5 dl thermos glass beaker.

Es wurde eine weiße, hydratisierte Paste erhalten, und das Wasserseitenprodukt wurde bei 95°C für 10 min eingedampft, um das Wasserseitenprodukt zu verdampfen und gleichzeitig die Verdampfung der Essigsäure zu vermeiden. Nach dem Trocknen wurde ein weißes, festes, frei fließendes und staubfreies Produkt erhalten.A white hydrated paste was obtained and the water side product was evaporated at 95°C for 10 min to evaporate the water side product while avoiding evaporation of the acetic acid. After drying, a white, solid, free-flowing and dust-free product was obtained.

Im Ergebnis war der pH-Wert von CaT-HAc [2] (pH 2.89 at 0.1 M and at r.t.) deutlich niedriger als der pH-Wert des Referenzmaterials Calciumtartrat (pH 7.33 at 0.1 M and at r.t.), woraus gefolgert wird, dass Calciumtartrat mit beladener Essigsäure erfolgreich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt wurde, was vorteilhaft eine Speicherfunktion für überschüssige freie Essigsäure darstellt.As a result, the pH of CaT-HAc [2] (pH 2.89 at 0.1 M and at r.t.) was significantly lower than the pH of the reference material calcium tartrate (pH 7.33 at 0.1 M and at r.t.), from which it is concluded that Calcium tartrate loaded with acetic acid has been successfully produced by the process of the invention, which advantageously represents a storage function for excess free acetic acid.

Verglichen wurden die Verbindungen CaT-HAc [2], aufbereitet nach dem in-situ- und dem Ex-post-Verfahren. Sowohl das In-situ-Verfahren als auch das Ex-post-Verfahren ermöglichen die Herstellung von CaT-HAc [2] mit einer Speicherfunktion für überschüssige freie Säure. Der pH-Wert von CaT-HAc [2] über den Ex-post-Verfahren (pH 2.89 at 0.1 M and at r.t.) und über den In-situ-Verfahren (pH 3.56 at 0.1 M and at r.t.) sind vergleichbar. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit kann jedoch gefolgert werden, dass das In-situ-Verfahren aufgrund der erheblichen Verkürzung sowohl der Reaktions- als auch der Trocknungszeit vorzuziehen ist.The compounds CaT-HAc [2], prepared according to the in situ and the ex post method, were compared. Both the in situ method and the ex post method allow the production of CaT-HAc [2] with a storage function for excess free acid. The pH of CaT-HAc [2] via the ex post methods (pH 2.89 at 0.1 M and at r.t.) and about the in situ methods (pH 3.56 at 0.1 M and at r.t.) are comparable. However, for reasons of economy, it can be concluded that the in situ method is preferable due to the significant reduction in both reaction and drying time.

Beispiel 6 - Säurehaltevermögen der erfindungsgemäßen VerbindungExample 6 - Acid Holding Capacity of the Compound of the Invention

Dieses Beispiel zeigt das Säurehaltevermögen für sehr hohe Carbonsäurebeladungen (n=4), stellvertretend demonstriert für Calciumtartrat mit beladener Essigsäure mit 4 Moläquivalenten beladener Säure (CaT-HAc [4]).This example shows the acid holding capacity for very high carboxylic acid loadings (n=4), representatively demonstrated for calcium tartrate with acetic acid loaded with 4 molar equivalents of loaded acid (CaT-HAc [4]).

Dem Fachmann ist bekannt, dass bei Bereitstellung von mindestens zwei Ausgangsstoffen im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens die Ausgangsstoffe in stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Verhältnissen zueinander gewählt werden können. Zur Veranschaulichung der Säurekapazitätsleistung eines vorgestellten Trägers wurde Calciumtartrat mit beladener 4-molarer äquivalenter Essigsäure, CaT-HAc [4], nach dem erfindungsgemäßen In-situ-Verfahren synthetisiert und hinsichtlich der Säurestärken der erfindungsgemäßen Verbindung analysiert.The person skilled in the art knows that when at least two starting materials are provided in the first step of the process according to the invention, the starting materials can be selected in stoichiometric or substoichiometric ratios to one another. To illustrate the acid capacity performance of a presented support, calcium tartrate loaded with 4 molar equivalent acetic acid, CaT-HAc [4], was synthesized by the in situ method of the invention and analyzed for the acid strengths of the compound of the invention.

Für die Synthese von Calciumtartrat mit beladener Essigsäure CaT-HAc [4] wurden Calciumhydroxid (Ca(OH)2) mit einer Reinheit von >98% und einer Partikelgröße von <0,02mm, Eisessig (CH3COOH) mit einer Reinheit von 99-100% und Weinsäure (C4H6O6) mit einer Reinheit von >99% verwendet. Die folgende chemische Gleichung beschreibt die Synthese von CaT-HAc [4]: Ca(OH)2 + 4CH3COOH + C4H6O6 → C4H4CaO6 * 4CH3COOH + ↑ 2H2O For the synthesis of calcium tartrate with loaded acetic acid CaT-HAc [4], calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) with a purity of >98% and a particle size of <0.02mm, glacial acetic acid (CH 3 COOH) with a purity of 99 -100% and tartaric acid (C 4 H 6 O 6 ) with a purity of >99%. The following chemical equation describes the synthesis of CaT-HAc [4]: Ca(OH) 2 + 4CH 3 COOH + C 4 H 6 O 6 → C 4 H 4 CaO 6 * 4CH 3 COOH + ↑ 2H 2 O

Für den In-situ-Verfahren von CaT-HAc [4] wurden 17.57g Ca(OH)2, 55.81g CH3COOH und 35.05g C4H6O6 in einem verschlossenen 5-dl-Thermoglasbecher bei Raumtemperatur (23 °C) 30 Minuten lang gemischt. Es wurde eine graue Paste erhalten und bei 95°C für 6 min getrocknet, um ein weißes, festes, frei fließendes und staubfreies Produkt zu erhalten.For the in situ procedure of CaT-HAc [4], 17.57 g Ca(OH) 2 , 55.81 g CH 3 COOH and 35.05 g C 4 H 6 O 6 were placed in a sealed 5 dl thermo glass beaker at room temperature (23 ° C) Mixed for 30 minutes. A gray paste was obtained and dried at 95°C for 6 min to obtain a white, solid, free-flowing and dust-free product.

Der pH-Wert von CaT-HAc [4], pH 3.33 at 0.1 M and at r.t.) war deutlich niedriger als der pH-Wert des Referenzmaterials Calciumtartrat (pH 7.33 at 0.1 M and at r.t.) und zeigt damit die hohe Säureeffizienz, die direkt mit einer sehr hohen Beladungskapazität der erfindungsgemäßen Verbindung CaT-HAc [4] korreliert ist. Die erfolgreiche Erzeugung von sehr hoch mit Carbonsäure(n) beladenen Verbindungen über das am meisten bevorzugte In-situ-Verfahren der Erfindung wird verifiziert, was vorteilhaft eine hochdosierte Speicherfunktion für überschüssige flüssige Säuren bietet.The pH value of CaT-HAc [4], pH 3.33 at 0.1 M and at rt.) was significantly lower than the pH value of the reference material calcium tartrate (pH 7.33 at 0.1 M and at rt.) and thus shows the high acid efficiency that is directly correlated with a very high loading capacity of the compound CaT-HAc [4] according to the invention. The successful generation of very highly loaded carboxylic acid(s) compounds via the most preferred in situ method of the invention is verified, which advantageously offers a high dose storage function for excess liquid acids.

Beispiel 7 - Acidität der erfindungsgemäßen VerbindungExample 7 - Acidity of the compound of the invention

In diesem Beispiel wird die Säurestärke mehrerer repräsentativer erfindungsgemäßer Verbindungen gezeigt, die über pH-Messungen quantifiziert wird.This example shows the acidity of several representative compounds of the invention, which is quantified via pH measurements.

Für die pH-Messungen wurde ein Seven2Go Hand-pH-Meter S2 (pH-Messbereich: 2 bis 20; Auflösung: 0.01) mit einer InLab Ultra Micro-ISM Elektrode (Messbereich: pH 1 bis pH 11; Niedertemperatur-Membran-Glas-Typ; Keramik-Diaphragma; Referenzsystem mit Ag+-Ionenfalle von argenthal) sowie mit einer In-Lab-Routine-pH-Elektrode (Messbereich: pH 0 bis pH 14; Keramik-Diaphragma; Referenzsystem mit Ag+-Ionenfalle von Argenthal) von Mettler-Toledo AG (Analytical, Schweiz) verwendet.A Seven2Go handheld pH meter S2 (pH measuring range: 2 to 20; resolution: 0.01) with an InLab Ultra Micro-ISM electrode (measuring range: pH 1 to pH 11; low-temperature membrane glass type; ceramic diaphragm; reference system with Ag+ ion trap from Argenthal) and with an in-lab routine pH electrode (measuring range: pH 0 to pH 14; ceramic diaphragm; reference system with Ag + ion trap from Argenthal) from Mettler -Toledo AG (Analytical, Switzerland) used.

Die Acidität mehrerer repräsentativer erfindungsgemäßer Verbindungen wird durch den Vergleich der pH-Werte der erfindungsgemäßen Verbindung mit der unbelasteten Carbonsäure R2COOH bzw. mit dem Trägercarbonsäuresalz M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) ,

Figure DE102021115047A1_0031
unter vergleichbaren Bedingungen wie dem Lösungsmittel, der Konzentration, der Temperatur für alle Proben nachgewiesen.The acidity of several representative compounds according to the invention is determined by comparing the pH values of the compound according to the invention with the unstressed carboxylic acid R 2 COOH or with the carrier carboxylic acid salt M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) ,
Figure DE102021115047A1_0031
detected under comparable conditions such as solvent, concentration, temperature for all samples.

Aus Gründen der Vergleichbarkeit wurden für diese Analyse Verbindungen mit dem gleichen Beladungsverhältnis n=2, also 2:1 der beladenen Carbonsäure zur Trägercarbonsäure, ausgewählt. Weitere Beispiele für andere Beladungsverhältnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt. Die für diese pH-Charakterisierung verwendeten Komponenten waren trocken, fest, frei fließend und wiesen eine vollständige Löslichkeit auf, wie sie auch die Referenzsalze selbst aufwiesen. Die Analyten wurden in Millipore-Wasser gelöst, 5 Minuten in einem luftdicht verschlossenen Fläschchen gerührt, um danach die pH-Messungen bei r.t. durchzuführen. Alle Messungen wurden bei 0.1 molarer (M) Konzentration der Proben durchgeführt, was 0.1 mol pro Liter (mol/L) entspricht.For reasons of comparability, compounds with the same loading ratio n=2, i.e. 2:1 of the loaded carboxylic acid to the carrier carboxylic acid, were selected for this analysis. Further examples for other loading ratios are listed in Table 5. The components used for this pH characterization were dry, solid, free-flowing and exhibited complete solubility as exhibited by the reference salts themselves. Analytes were dissolved in Millipore water, stirred for 5 minutes in a hermetically sealed vial, after which pH measurements at r.t. to perform. All measurements were performed at 0.1 molar (M) concentration of the samples, which corresponds to 0.1 mol per liter (mol/L).

Aus Gründen der Vergleichbarkeit wurden für diese Analyse Verbindungen mit dem gleichen Beladungsverhältnis n=2, also 2:1 der beladenen Carbonsäure in Bezug auf die Trägercarbonsäure, ausgewählt. Weitere Beispiele für andere Beladungsverhältnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt. Die für diese pH-Charakterisierung verwendeten Komponenten waren trocken, fest, frei fließend und wiesen eine vollständige Löslichkeit auf, wie sie auch die Referenzsalze selbst aufwiesen. Die Analyten wurden in Millipore-Wasser gelöst, 5 Minuten in einem luftdicht verschlossenen Fläschchen gerührt, um danach die pH-Messungen bei r.t. durchzuführen. Alle Messungen wurden bei 0.1 molarer (M) Konzentration der Proben durchgeführt, was 0.1 mol pro Liter (mol/L) entspricht.For reasons of comparability, compounds with the same loading ratio n=2, i.e. 2:1 of the loaded carboxylic acid in relation to the carrier carboxylic acid, were selected for this analysis. Further examples for other loading ratios are listed in Table 5. The components used for this pH characterization were dry, solid, free-flowing and exhibited complete solubility as exhibited by the reference salts themselves. Analytes were dissolved in Millipore water, stirred for 5 minutes in a hermetically sealed vial, after which pH measurements at r.t. to perform. All measurements were performed at 0.1 molar (M) concentration of the samples, which corresponds to 0.1 mol per liter (mol/L).

Aus Gründen der Zuverlässigkeit ist jedes angegebene Ergebnis der Durchschnitt von mindestens drei Einzelmessungen. Die folgende Tabelle 5 fasst die Ergebnisse der pH-Analyse für die erfindungsgemäße Verbindung (dritte Zeile), die entsprechende Trägercarbonsäure (vierte Zeile) und die beladene Carbonsäure (fünfte Zeile) zusammen, bezogen auf die entsprechenden Abkürzungen (zweite Zeile) und Nummern (erste Zeile). Die Zahlen 1 - 73 (Nr., erste Reihe) dienen als Zuordnung für die 73 Paare, bestehend aus der erfindungsgemäßen Verbindung (dritte Reihe), der entsprechenden Trägercarbonsäure (vierte Reihe) und der beladenen Carbonsäure (fünfte Reihe), wie sie in der 6 verwendet werden.For reasons of reliability, each result given is the average of at least three individual measurements. The following Table 5 summarizes the results of the pH analysis for the compound according to the invention (third line), the corresponding carrier carboxylic acid (fourth line) and the loaded carboxylic acid (fifth line), based on the corresponding abbreviations (second line) and numbers (first Line). The numbers 1-73 (number, first row) serve as assignment for the 73 pairs, consisting of the compound according to the invention (third row), the corresponding carrier carboxylic acid (fourth row) and the loaded carboxylic acid (fifth row), as in the 6 be used.

Tabelle 5. Zusammengefasste experimentelle pH-Werte von beispielhaft genannten erfindungsgemäßen Verbindungen (dritte Spalte), daneben ihre zeilenweise korrespondierende Trägercarbonsäure (vierte Spalte) und die beladene Carbonsäure (fünfte Spalte). Die Aufzählung (Nr.) der korrespondierenden Paare ist konsistent mit der 6. Nr. Abkürzung (Verbindung) Verbindung pH-Werte Trägercarbonsäure beladene Carbonsäure 1 CaAc-HAc [2] 5.05 8.57 2.88 2 CaAc-HAc [3,5] 4.59 8.57 2.88 3 CaAc-HAc [3] 4.62 8.57 2.88 4 CaAc-HProp [2] 5.16 8.57 2.94 5 CaAsc-HAc [2] 4.42 8.28 2.88 6 CaAsc-HAc [3] 4.22 8.28 2.88 7 CaAsc-HAc [4] 4.22 8.28 2.88 8 CaAsc-HAc [5] 4.15 8.28 2.88 9 CaAsc-HAc [6] 4.12 8.28 2.88 10 CaAsc-HProp [2] 4.88 8.28 2.94 11 CaAsp-HAc [2] 4.42 8.15 2.88 12 CaAsp-HGly [2] 3.88 8.15 2.41 13 CaBen-HAc [2] 4.46 8.29 2.88 14 CaBen-HProp [2] 4.64 8.29 2.94 15 CaCit-HAc [2] 4.77 7.76 2.88 16 CaCit-HAc [5] 4.31 7.76 2.88 17 CaCit-HAc [6] 4.15 7.76 2.88 18 CaCit-HFo [2] 3.77 7.76 2.38 19 CaCit-HLac [2] 4.27 7.76 2.44 20 CaCit-HLac [4] 4.16 7.76 2.44 21 CaCit-HProp [2] 4.50 7.76 2.94 22 CaFo-HAc [2] 4.74 8.24 2.88 23 CaFo-HFo [2] 5.19 8.24 2.38 24 CaFo-HProp [2] 5.79 8.24 2.94 25 CaFum-HAc [2] 4.17 8.11 2.88 26 CaFum-HFo [2] 3.58 8.11 2.38 27 CaFum-HLac [2] 3.68 8.11 2.44 28 CaFum-HProp [2] 4.27 8.11 2.94 29 CaGlu-HAc [2] 4.52 7.24 2.88 30 CaGlu-HAc [4] 4.35 7.24 2.88 31 CaGlu-HLac [4] 3.60 7.24 2.44 32 CaGly-HProp [2] 4.63 7.24 2.94 33 CaLac-HAc [2] 4.58 8.28 2.88 34 CaLac-HLac [2] 3.45 8.28 2.44 35 CaLac-HLac [3] 3.38 8.28 2.44 36 CaLac-HLac [4] 3.30 8.28 2.44 37 CaMa-HAc [2] 4.53 7.45 2.88 38 CaM-HAc-HProp [1,1] 4.47 7.45 2.91 39 CaMa-HAc-HProp-HLac [1,1,1] 4.97 7.45 2.75 40 CaM-HProp [2] 4.45 7.45 2.94 41 CaSal-HLac [2] 3.43 7.59 2.44 42 CaSuc-HAc [2] 4.69 7.95 2.88 43 CaSuc-HProp [2] 5.01 7.95 2.94 44 CaT-HAc [2] 3.52 7.33 2.88 45 CaT-HAc [4] 3.33 7.33 2.88 46 CaT-HAc [5] 3.84 7.33 2.88 47 CaT-HAc-HProp [1,1] 3.63 7.33 2.91 48 CaT-HAc-HPro-HLac [1,1,1] 3.33 7.33 2.75 49 CaT-HLac [2] 3.27 7.33 2.44 50 CaT-HProp [2] 3.71 7.33 2.94 51 MgAc-HAc [2] 5.06 8.57 2.88 52 MgAc-HProp [2] 5.51 8.57 2.94 53 MgAsc-HAc [2] 4.34 8.28 2.88 54 MgAsp-Sal [2] 3.79 8.15 2.11 55 MgCit-HAc [2] 4.19 7.76 2.88 56 MgCit-HFo [2] 3.82 7.76 2.38 57 MgCit-HLac [2] 3.96 7.76 2.44 58 MgCit-HProp [2] 4.48 7.76 2.94 59 MgFo-HAc [2] 5.10 7.90 2.88 60 MgFo-HFo [2] 6.54 7.90 2.38 61 MgFo-HLac [2] 3.72 7.90 2.44 62 MgFo-HProp [2] 4.84 7.90 2.94 63 MgFum-HAc [2] 4.13 8.11 2.88 64 MgFum-HFo [2] 3.76 8.11 2.38 65 MgFum-HLac [2] 3.69 8.11 2.44 66 MgFum-HProp [2] 4.24 8.11 2.94 67 MgGlu-HLac [2] 4.00 7.24 2.44 68 MgLac-HAc [2] 4.43 7.94 2.88 69 MgLac-HAc-H Prop [1,1] 4.48 7.94 2.63 70 MgLac-HLac [2] 3.31 7.94 2.44 71 MgLac-HProp [2] 4.45 7.94 2.94 72 MgSuc-HAc [2] 4.69 7.95 2.88 73 MgSuc-HProp [2] 5.18 7.95 2.94 Table 5. Summarized experimental pH values of compounds according to the invention mentioned by way of example (third column), alongside their corresponding carrier carboxylic acid line by line (fourth column) and the loaded carboxylic acid (fifth column). The enumeration (no.) of the corresponding pairs is consistent with the 6 . No. abbreviation (connection) connection pH values carrier carboxylic acid loaded carboxylic acid 1 CaAc-HAc [2] 5.05 8.57 2.88 2 CaAc-HAc [3.5] 4.59 8.57 2.88 3 CaAc-HAc [3] 4.62 8.57 2.88 4 CaAc-HProp [2] 5.16 8.57 2.94 5 CaAsc-HAc [2] 4.42 8.28 2.88 6 CaAsc-HAc [3] 4.22 8.28 2.88 7 CaAsc-HAc [4] 4.22 8.28 2.88 8th CaAsc-HAc [5] 4.15 8.28 2.88 9 CaAsc-HAc [6] 4.12 8.28 2.88 10 CaAsc-HProp [2] 4.88 8.28 2.94 11 CaAsp-HAc [2] 4.42 8.15 2.88 12 CaAsp-HGly [2] 3.88 8.15 2.41 13 CaBen-HAc [2] 4.46 8.29 2.88 14 CaBen-HProp [2] 4.64 8.29 2.94 15 CaCit-HAc [2] 4.77 7.76 2.88 16 CaCit-HAc [5] 4.31 7.76 2.88 17 CaCit-HAc [6] 4.15 7.76 2.88 18 CaCit-HFo [2] 3.77 7.76 2.38 19 CaCit-HLac [2] 4.27 7.76 2.44 20 CaCit-HLac [4] 4.16 7.76 2.44 21 CaCit-HProp [2] 4.50 7.76 2.94 22 CaFo-HAc [2] 4.74 8.24 2.88 23 CaFo-HFo [2] 5.19 8.24 2.38 24 CaFo HProp [2] 5.79 8.24 2.94 25 CaFum-HAc [2] 4.17 8.11 2.88 26 CaFum-HFo [2] 3.58 8.11 2.38 27 CaFum-HLac [2] 3.68 8.11 2.44 28 CaFum HProp [2] 4.27 8.11 2.94 29 CaGlu-HAc [2] 4.52 7.24 2.88 30 CaGlu-HAc [4] 4.35 7.24 2.88 31 CaGlu-HLac [4] 3.60 7.24 2.44 32 CaGly-HProp [2] 4.63 7.24 2.94 33 CaLac-HAc [2] 4.58 8.28 2.88 34 CaLac-HLac [2] 3.45 8.28 2.44 35 CaLac-HLac [3] 3.38 8.28 2.44 36 CaLac-HLac [4] 3.30 8.28 2.44 37 CaMa-HAc [2] 4.53 7.45 2.88 38 CaM-HAc-HProp [1,1] 4.47 7.45 2.91 39 CaMa-HAc-HProp-HLac [1,1,1] 4.97 7.45 2.75 40 CaM-HProp [2] 4.45 7.45 2.94 41 CaSal-HLac [2] 3.43 7.59 2.44 42 CaSuc-HAc [2] 4.69 7.95 2.88 43 CaSuc-HProp [2] 5.01 7.95 2.94 44 CaT-HAc [2] 3.52 7.33 2.88 45 CaT-HAc [4] 3.33 7.33 2.88 46 CaT-HAc [5] 3.84 7.33 2.88 47 CaT-HAc-HProp [1,1] 3.63 7.33 2.91 48 CaT-HAc-HPro-HLac [1,1,1] 3.33 7.33 2.75 49 CaT-HLac [2] 3.27 7.33 2.44 50 CaT-HProp [2] 3.71 7.33 2.94 51 MgAc-HAc [2] 5.06 8.57 2.88 52 MgAc-HProp [2] 5.51 8.57 2.94 53 MgAsc-HAc [2] 4.34 8.28 2.88 54 MgAsp-Sal [2] 3.79 8.15 2.11 55 MgCit-HAc [2] 4.19 7.76 2.88 56 MgCit-HFo [2] 3.82 7.76 2.38 57 MgCit-HLac [2] 3.96 7.76 2.44 58 MgCit-HProp [2] 4.48 7.76 2.94 59 MgFo-HAc [2] 5.10 7.90 2.88 60 MgFo-HFo [2] 6.54 7.90 2.38 61 MgFo-HLac [2] 3.72 7.90 2.44 62 MgFo HProp [2] 4.84 7.90 2.94 63 MgFum-HAc [2] 4.13 8.11 2.88 64 MgFum-HFo [2] 3.76 8.11 2.38 65 MgFum-HLac [2] 3.69 8.11 2.44 66 MgFum HProp [2] 4.24 8.11 2.94 67 MgGlu HLac [2] 4.00 7.24 2.44 68 MgLac-HAc [2] 4.43 7.94 2.88 69 MgLac-HAc-H Prop [1,1] 4.48 7.94 2.63 70 MgLac-HLac [2] 3.31 7.94 2.44 71 MgLac-HProp [2] 4.45 7.94 2.94 72 MgSuc-HAc [2] 4.69 7.95 2.88 73 MgSuc-HProp [2] 5.18 7.95 2.94

Die Ergebnisse aus Tabelle 5 sind in 6 schematisch dargestellt, wobei entlang der vertikalen Achse die pH-Werte der erfindungsgemäßen Verbindungen mit den Paring-Komponenten verglichen sind.The results from Table 5 are in 6 shown schematically, with the pH values of the compounds according to the invention being compared with the paring components along the vertical axis.

Die signifikanten Unterschiede der pH-Werte der erfindungsgemäßen Verbindungen im Vergleich zum pH-Wert des entsprechenden Trägercarbonsäuresalzes M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0032
bzw. der entsprechenden unbelasteten Carbonsäure R2COOH weisen auf die saure Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen sowie die Stabilität der Trägerkomponenten hin.The significant differences in the pH values of the compounds according to the invention compared to the pH value of the corresponding carrier carboxylic acid salt M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0032
or the corresponding uncontaminated carboxylic acid R 2 COOH indicate the acidic activity of the compounds according to the invention and the stability of the carrier components.

Zunächst wird die Stabilität des Trägercarbonsäuresalzes M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )

Figure DE102021115047A1_0033
für alle Proben bestätigt, da sie pH-Werte im Bereich 7,2 < pH < 8,6 aufweisen (6, Kreuze). Diese fehlende saure Aktivität ist ein weiterer Beleg für die Vollständigkeit der Umsalzungsreaktion, also der Synthese nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Der Träger wirkt also vorteilhafterweise wie vorgesehen als nicht reaktive Trägerverbindung und ermöglicht die Einstellung der Acidität ausschließlich über die beladene Carbonsäure R2COOH.First, the stability of the carrier carboxylic acid salt M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0033
confirmed for all samples as they have pH values in the range 7.2 < pH < 8.6 ( 6 , crosses). This lack of acidic activity is further proof of the completeness of the resalting reaction, ie the synthesis according to the process according to the invention. The carrier thus advantageously acts as intended as a non-reactive carrier compound and enables the acidity to be adjusted exclusively via the charged carboxylic acid R 2 COOH.

Im Gegensatz zum Trägercarbonsäuresalz weisen die erfindungsgemäßen Verbindungen eine signifikante Acidität auf (3.3 <pH< 6.5, Rechtecke), vergleichbar mit der Acidität der entsprechenden isolierten Carbonsäure R2COOH (6, Kreise). Diese Beobachtung zeigt die Säurestärke der physiosorbierten Carbonsäure R2COOH. Die Säurestärke bei Solvatisierung der erfindungsgemäßen Verbindungen demonstriert die kontrollierte Säurefreisetzung in Lösung, wobei sich die erfindungsgemäßen Verbindungen als vorteilhaft stabil gegenüber einer alternativen Freisetzung z.B. durch thermische Desorption der beladenen Säuren erwiesen haben (der Leser wird auf die Beispiele 8 und 9 verwiesen).In contrast to the carrier carboxylic acid salt, the compounds according to the invention have a significant acidity (3.3<pH<6.5, rectangles), comparable to the acidity of the corresponding isolated carboxylic acid R 2 COOH ( 6 , circles). This observation shows the acid strength of the physiosorbed carboxylic acid R 2 COOH. The acid strength upon solvation of the compounds of the invention demonstrates the controlled acid release in solution, the compounds of the invention having been found to be advantageously stable to alternative release eg by thermal desorption of the loaded acids (the reader is referred to Examples 8 and 9).

Als repräsentatives Beispiel für eine hochbeladene erfindungsgemäße Verbindung zeigte Calciumtartrat mit beladener Milchsäure CaT-HLac [2] den pH-Wert 3.27 (c=0.1 M), der deutlich unter dem pH-Wert von Calciumtartrat mit pH 7.33 (c=0.1 M) liegt und damit die Endlagerfunktion auch für einen molaren Überschuss an beladener freier Essigsäure (n=2) deutlich zeigt, was die technische Eignung des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter bestätigt.As a representative example of a highly loaded compound according to the invention, calcium tartrate with loaded lactic acid CaT-HLac [2] showed a pH value of 3.27 (c=0.1 M), which is well below the pH value of calcium tartrate with pH 7.33 (c=0.1 M). and thus clearly shows the repository function even for a molar excess of loaded free acetic acid (n=2), which further confirms the technical suitability of the method according to the invention.

Alle Lösungen, die die erfindungsgemäße Verbindung in Wasser enthalten, sind jedoch durch einen deutlich sauren pH-Wert gekennzeichnet, verglichen mit dem neutralen bis leicht alkalischen Charakter der nicht beladenen entsprechenden Trägercarbonsalze.However, all solutions containing the compound according to the invention in water are characterized by a distinctly acidic pH, compared with the neutral to slightly alkaline character of the unloaded corresponding carrier carbon salts.

Beispiel 8 - Thermische Analyse einer trockenen VerbindungExample 8 - Thermal Analysis of a Dry Joint

Dieses Beispiel demonstriert die thermische Analyse, bestehend aus Thermogravimetrie (TGA) und Differentialthermoanalyse (DTA) für eine repräsentative Verbindung der Erfindung MgFo-HProp [2] im trockenen Zustand, die Informationen über die Freisetzung der beladenen Säure(n) und die Stabilität der Trägerstruktur gibt.This example demonstrates the thermal analysis consisting of thermogravimetry (TGA) and differential thermal analysis (DTA) for a representative compound of the invention MgFo-HProp [2] in the dry state, information on the release of the loaded acid(s) and the stability of the support structure are.

Die thermische Analyse wurde mit einem Linseis STA 1600 Simultan-Thermoanalysator zur Bestimmung der gleichzeitigen Gewichtsänderungen (TGA-Signal) und kalorisch messbaren Umwandlungen (DTA-Signal) in einem Temperaturbereich zwischen r.t. und 300°C durchgeführt. Die erfindungsgemäße Verbindung (100 mg) wurde auf einen Probenhalter des Messgerätes gegeben und in einem Gasfluss von 50 ml/min Stickstoff bei einer Heizrate von 2 Kelvin pro Minute auf 300°C erhitzt.Thermal analysis was performed with a Linseis STA 1600 Simultaneous Thermal Analyzer to determine simultaneous weight changes (TGA signal) and calorically measurable conversions (DTA signal) over a temperature range between r.t. and 300°C. The compound according to the invention (100 mg) was placed on a sample holder of the measuring device and heated to 300° C. in a gas flow of 50 ml/min of nitrogen at a heating rate of 2 Kelvin per minute.

Die Ergebnisse der thermischen Charakterisierung der Probe MgFo-HProp [2] im trockenen Zustand sind in 4 dargestellt.The results of the thermal characterization of the sample MgFo-HProp [2] in the dry state are in 4 shown.

Die 4(A) zeigt die aus der thermogravimetrischen Analyse (TGA) der getrockneten Probe MgFo-HProp [2] gewonnene Kurve der Gewichtsänderung in Abhängigkeit von steigender Temperatur bei konstanter Heizrate. Man erhält einen einzelnen Phasenübergang zweiter Ordnung um den Wendepunkt Tx. Die Probe MgFo-HProp [2] zeigt einen Gesamtgewichtsverlust von 2.,4-Gew.-% bei Erwärmung im Bereich von 125°C bis 200°C. Der Gewichtsverlust korreliert mit der Desorption der physiosorbierten Carbonsäure, da die Temperatur des Gewichtsverlustes um Tx mit dem Siedepunkt der beladenen Propionsäure (Siedepunkt Tb = 141) übereinstimmt.the 4(A) shows the curve of the change in weight as a function of increasing temperature at a constant heating rate obtained from the thermogravimetric analysis (TGA) of the dried sample MgFo-HProp [2]. A single second-order phase transition is obtained around the inflection point T x . The sample MgFo-HProp [2] shows a total weight loss of 2.4 wt% when heated in the range of 125°C to 200°C. The weight loss correlates with the desorption of the physiosorbed carboxylic acid since the temperature of the weight loss around Tx coincides with the boiling point of the loaded propionic acid (bp Tb = 141).

Einerseits ist der wasserfreie Charakter der Probe belegt, da keine weitere Gewichtsveränderung beobachtet wird, insbesondere nicht im Bereich des Siedepunktes von Wasser (100°C), was die Effizienz des Trocknungsschrittes im Zuge des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens bestätigt. Andererseits ist die thermische Stabilität des Trägercarbonsäuresalzes MgFo-HProp [2] in einem Temperaturbereich r.t. und 300°C eindeutig validiert, da bei beschleunigten Temperaturen im Bereich von 200°C >T> 300°C kein weiterer Gewichtsverlust beobachtet wird.On the one hand, the anhydrous character of the sample is proven, since no further weight change is observed, especially not in the range of the boiling point of water (100° C.), which confirms the efficiency of the drying step in the course of the production process according to the invention. On the other hand, the thermal stability of the carrier carboxylic acid salt MgFo-HProp [2] in a temperature range r.t. and 300°C, since no further weight loss is observed at accelerated temperatures in the range of 200°C >T> 300°C.

Die Lage des Wendepunktes Tx gibt einen Hinweis auf die Stärke der Physisorption der erfindungsgemäßen Einschlussverbindung, da für die Verdampfung der beladenen Propionsäure im Vergleich zur Verdampfung von Propionsäure (Ts = 141°C) mehr Energie benötigt wird, was die Stabilität der erfindungsgemäßen Verbindung bestätigt.The position of the turning point T x gives an indication of the strength of the physisorption of the inclusion compound according to the invention, since more energy is required for the evaporation of the loaded propionic acid compared to the evaporation of propionic acid (T s = 141° C.), which increases the stability of the compound according to the invention approved.

Weiterhin deutet die flache Form der Gewichtsverlustkurve um den Tx im Bereich von 125°C bis 200°C auf eine sanfte Freisetzung der beladenen Carbonsäureverbindung hin, was auf die gewünschte Kontrolle der Säurefreisetzung hinweist. Eine solche kontrollierte Freisetzung verhindert vorteilhaft eine unerwünschte „Burst-Freisetzung“ der beladenen Carbonsäure. Der Gewichtsverlust, wenn er nur auf die Desorption der beladenen Säure zurückzuführen ist, kann vorteilhaft für quantitative Informationen über die Beladungskapazität der erfindungsgemäßen Verbindung genutzt werden.Furthermore, the flat shape of the weight loss curve around the Tx in the range 125° C to 200°C indicates a smooth release of the loaded carboxylic acid compound, indicating the desired control of the acid release. Such a controlled release advantageously prevents undesired “burst release” of the loaded carboxylic acid. The weight loss, if it is only due to the desorption of the loaded acid, can advantageously be used for quantitative information about the loading capacity of the compound according to the invention.

In 4(B) ist das DTA-Signal der Differentialthermoanalyse (DTA) der getrockneten Probe MgFo-HProp [2] dargestellt, das die kalorischen Erscheinungen als Funktion der steigenden Temperatur (bei konstanter Heizrate) zeigt. Eine einzige signifikante kalorische Änderung der Probe MgFo-HProp [2] wird zwischen 125°C und 200°C festgestellt. In Übereinstimmung mit dem Temperaturbereich des größten Gewichtsverlustes, der durch das TGA-Signal aufgezeichnet wurde, zeigt das DTA-Signal eine endotherme Reaktion in diesem Temperaturbereich, was auf die Desorption der physiosorbierten beladenen Carbonsäure vom Carboxylträgereinschluss hinweist. Die Lage des absoluten Minimums Tx gibt Hinweise auf die Stärke der Physisorption der erfindungsgemäßen Einschlussverbindung, da für die Verdampfung der beladenen Propionsäure mehr Energie benötigt wird als für die Verdampfung von Propionsäure (Ts = 141°C), was die Stabilität der erfindungsgemäßen Verbindung bestätigt.In 4(B) the DTA signal of the differential thermal analysis (DTA) of the dried sample MgFo-HProp [2] is shown, showing the caloric phenomena as a function of increasing temperature (at constant heating rate). A single significant caloric change of the sample MgFo-HProp [2] is observed between 125°C and 200°C. Consistent with the temperature range of greatest weight loss recorded by the TGA signal, the DTA signal shows an endothermic reaction in this temperature range, indicating desorption of the physiosorbed loaded carboxylic acid from the carboxyl carrier inclusion. The position of the absolute minimum T x gives indications of the strength of the physisorption of the inclusion compound according to the invention, since more energy is required for the evaporation of the loaded propionic acid than for the evaporation of propionic acid (T s = 141° C.), which increases the stability of the compound according to the invention approved.

Das Zusammentreffen von TGA- und DTA-Kurven in 4 demonstriert halbquantitativ die Freisetzung von Propionsäure und die Reinheit des erfindungsgemäßen Produkts sowie die thermische Stabilität des Trägercarbonsäuresalzes MgFo-HProp [2] bis 300°C.The meeting of TGA and DTA curves in 4 demonstrates semi-quantitatively the release of propionic acid and the purity of the product according to the invention as well as the thermal stability of the carrier carboxylic acid salt MgFo-HProp [2] up to 300°C.

Beispiel 9 - Thermische Analyse vor der TrocknungExample 9 - Thermal analysis before drying

Dieses Beispiel zeigt die thermische Analyse, bestehend aus Thermogravimetrie (TGA) und Differentialthermoanalyse (DTA) für CaAc-HAc [2] vor dem Trocknungsschritt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, die Aufschluss über den Wassergehalt vor der Trocknung, die Effizienz der thermischen Reinigung beim Trocknen, die Freisetzung der beladenen Säure und die Stabilität der Trägerstruktur gibt.This example shows the thermal analysis consisting of thermogravimetry (TGA) and differential thermal analysis (DTA) for CaAc-HAc [2] before the drying step according to the method of the invention, the information about the water content before drying, the efficiency of the thermal cleaning during drying, the release of the loaded acid and the stability of the support structure.

Die thermische Analyse wurde gemäß Beispiel 8 durchgeführt.The thermal analysis was carried out according to Example 8.

Die 5(A) zeigt den Verlauf der thermogravimetrischen Analyse (TGA) der teilhydratisierten Probe CaAc-HAc [2] vor der Trocknung im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens und stellt den Gewichtsverlust in Abhängigkeit von steigender Temperatur bei konstanter Heizrate dar. Die Ergebniskurve zeigt zwei deutliche Stufen des Gewichtsverlustes. Der erste signifikante Gewichtsverlust (-7.0 Gew.-% des Gesamtgewichts) findet zwischen 25-135°C statt und in der zweiten Stufe des Gewichtsverlusts (11.7 Gew.-% des Gesamtgewichts) kann in einem Bereich von 135-300°C beobachtet werden. Der Gesamtgewichtsverlust der teilhydratisierten Probe CaAc-HAc [2] bei einer konstanten Heizrate zwischen r.t. und 300°C beträgt 18.74%.the 5(A) shows the course of the thermogravimetric analysis (TGA) of the partially hydrated sample CaAc-HAc [2] before drying in the course of the method according to the invention and represents the weight loss as a function of increasing temperature at a constant heating rate. The result curve shows two distinct stages of weight loss. The first significant weight loss (-7.0 wt% of total weight) takes place between 25-135°C and the second stage of weight loss (11.7 wt% of total weight) can be observed in a range of 135-300°C . The total weight loss of the partially hydrated sample CaAc-HAc [2] at a constant heating rate between rt and 300°C is 18.74%.

Zwei deutliche Phasenübergänge zweiter Ordnung deuten auf die erwarteten physikalischen Phänomene der Verdampfung des Seitenprodukts Wasser beim Trocknen und der Desorption der beladenen Carbonsäure hin. Die Verdampfung des Wassers wird durch den ersten Wendepunkt T1 der TGA-Kurve angezeigt, da er mit dem Siedepunkt des Wassers (100°C) zusammenfällt, während die Desorption der beladenen Carbonsäure mit dem zweiten Wendepunkt der TGA-Kurve Tx zusammenhängt, da Tx mit dem Siedepunkt der beladenen Essigsäure (118°C) in Verbindung gebracht werden kann.Two distinct second-order phase transitions indicate the expected physical phenomena of evaporation of the side product water during drying and desorption of the loaded carboxylic acid. The evaporation of the water is indicated by the first inflection point T1 of the TGA curve, since it coincides with the boiling point of water (100°C), while the desorption of the loaded carboxylic acid is related to the second inflection point of the TGA curve Tx , since T x can be related to the boiling point of the loaded acetic acid (118°C).

Die Verdampfung des Wassers findet um T1 herum statt und ist bei einer deutlich niedrigeren Temperatur abgeschlossen als in dem Temperaturbereich, in dem die Verdampfung der beladenen Essigsäure stattfindet (um Tx). Diese exemplarischen Ergebnisse der repräsentativen Probe der erfindungsgemäßen Verbindung, CaAc-HAc [2], für die TGA-Analyse zeigen somit die erfolgreiche Trocknung der erfindungsgemäßen Verbindung.The evaporation of the water takes place around T 1 and is completed at a significantly lower temperature than in the temperature range in which the evaporation of the loaded acetic acid takes place (around T x ). These exemplary results of the representative sample of the compound according to the invention, CaAc-HAc [2], for the TGA analysis thus show the successful drying of the compound according to the invention.

Auch wenn die TGA-Analyse keine absoluten qualitativen Informationen liefert, sind Informationen über das freigesetzte Material möglich, wenn man sich auf die kalorischen Informationen der DTA-Kurven bezieht, wie in 5(B) gezeigt.Even if the TGA analysis does not provide absolute qualitative information, information about the material released is possible by referring to the caloric information of the DTA curves, as in 5(B) shown.

Die 5(B) zeigt den Verlauf der Differentialthermoanalyse (DTA) der teilhydratisierten Probe CaAc-HAc [2] vor der Trocknung im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens und demonstriert die kalorischen Phänomene als Funktion der steigenden Temperatur bei konstanter Heizrate. Die DTA-Signale zeigen zwei unterschiedliche endotherme physikalischchemische Phänomene durch zwei Minima des DTA-Signals, die die Trocknung der Probe aus dem Wasser (T1) und die Desorption der physiosorbierten beladenen Carbonsäure aus dem Carboxylträgereinschluss (Tx) bestätigen.the 5(B) shows the course of the differential thermal analysis (DTA) of the partially hydrated sample CaAc-HAc [2] before drying in the course of the method according to the invention and demonstrates the caloric phenomena as a function of the increasing temperature at a constant heating rate. The DTA signals show two different endothermic physicochemical phenomena by two minima of the DTA signal confirming the drying of the sample from the water (T 1 ) and the desorption of the physiosorbed loaded carboxylic acid from the carboxyl carrier inclusion (T x ).

Die Lage des absoluten Minimums Tx gibt jedoch Hinweise auf die Stärke der Physisorption der erfindungsgemäßen Einschlussverbindung, da für die Verdampfung der beladenen Essigsäure im Vergleich zur Verdampfung von Essigsäure (Siedepunkt Tb = 118°C) mehr Energie benötigt wird, was die Stabilität der erfindungsgemäßen Verbindung bestätigt. Die vergleichsweise erhöhte thermische Energie, die benötigt wird, um die beladene Carbonsäure aus der Trägerstruktur freizusetzen, deutet auf eine Überlagerung der Energie, die für die Verdampfung benötigt wird, die im Allgemeinen für die isolierte Carbonsäure benötigt wird, und der Energie, die benötigt wird, um die Anziehungskräfte der Physisorption von der beladenen Carbonsäure auf die erfindungsgemäße Einschlussverbindung zu überwinden.However, the position of the absolute minimum T x gives indications of the strength of the physisorption of the inclusion compound according to the invention, since more energy is required for the evaporation of the loaded acetic acid compared to the evaporation of acetic acid (boiling point T b = 118 ° C), which the stability of the compound of the invention confirmed. The comparatively increased thermal energy required to liberate the loaded carboxylic acid from the support structure indicates a superposition of the energy required for vaporization, which is generally required for the isolated carboxylic acid, and the energy required to overcome the attractive forces of physisorption of the loaded carboxylic acid on the inclusion compound of the invention.

Da keine weiteren Veränderungen des TGA- und DTA-Signals beobachtet werden, ist die Reinheit der erfindungsgemäßen Verbindung hinsichtlich niedermolekularer Verunreinigungen nachgewiesen. Weiterhin wird die thermische Stabilität der Trägercarbonsäuresalzprobe CaAc-HAc [2] in einem Temperaturbereich zwischen r.t. und 300°C validiert.Since no further changes in the TGA and DTA signals are observed, the purity of the compound according to the invention with regard to low-molecular impurities is proven. Furthermore, the thermal stability of the support carboxylic acid salt sample CaAc-HAc [2] in a temperature range between r.t. and 300°C validated.

Die Trocknung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise die thermische Reinigung des mit Carbonsäure beladenen Carbonsäuresalz-Trägers vom Hauptseitenprodukt Wasser, da sich der Siedepunkt von und der beladenen Säure(n) vom Siedepunkt des Seitenprodukts unterscheidet.Drying by the process according to the invention advantageously enables the thermal purification of the carboxylic acid salt carrier laden with carboxylic acid from the main side product water, since the boiling point of and of the laden acid(s) differs from the boiling point of the side product.

Beispiel 10 - Partikelgröße und PartikelgrößenverteilungenExample 10 - Particle Size and Particle Size Distributions

Dieses Beispiel demonstriert die Pulverqualität, z.B. Fließfähigkeit und Nicht-AerosolEigenschaften, von repräsentativen Verbindungen der Erfindung, wie sie mittels Beugungsgranulometrie nachgewiesen werden.This example demonstrates the powder quality, e.g., flowability and non-aerosol properties, of representative compounds of the invention as detected by diffraction granulometry.

Die Pulverpartikelgröße und Größenverteilungen wurden mit einem Laserbeugungsgranulometer Cilas 920 der Firma Quantachrome (Wellenlänge des einfallenden Laserstrahls: 830 nm) bestimmt, das Partikelgrößenverteilungen im Größenbereich von 0.2 bis 500 µm von nassen Dispersionen oder trockenen Pulvern misst. Alle optischen Komponenten sind fest auf einer gusseisernen Grundplatte montiert, wodurch der Analysator immer ausgerichtet ist, die Probenzirkulation wurde durch zwei peristaltische Pumpen erreicht. Die Datenanalyse der aufgenommenen Beugungsmuster wurde auf der Grundlage der Fraunhofer-Mie-Beugungstheorien durchgeführt.The powder particle size and size distributions were determined using a Cilas 920 laser diffraction granulometer from Quantachrome (wavelength of the incident laser beam: 830 nm), which measures particle size distributions in the size range from 0.2 to 500 μm of wet dispersions or dry powders. All optical components are rigidly mounted on a cast-iron base plate, keeping the analyzer always level, sample circulation was achieved by two peristaltic pumps. The data analysis of the recorded diffraction patterns was carried out on the basis of the Fraunhofer-Mie diffraction theories.

Die Ergebnisse der repräsentativen Proben werden durch die Verteilungskurven in 3 wiedergegeben, in denen das kumulative Volumen (kum. Volumen) gegen den Partikeldurchmesser aufgetragen ist. Die Verteilungskurve der Probe Magnesiumglutamat mit beladener Milchsäure MgGlu-HLac [2] ist in 4(A) dargestellt, während die Ergebnisse von Calciumacetat mit beladener Essigsäure CaAc-HAc [2] in 4(B) und die Ergebnisse von Calciumtartrat mit beladener Essig- und Propionsäure CaT-HAc-HProp [1,1] in 4(C) dargestellt sind.The results of the representative samples are represented by the distribution curves in 3 are reproduced in which the cumulative volume (cumulative volume) is plotted against the particle diameter. The distribution curve of the magnesium glutamate sample loaded with lactic acid MgGlu-HLac [2] is in 4(A) shown, while the results of calcium acetate with loaded acetic acid CaAc-HAc [2] in 4(B) and the results of calcium tartrate with loaded acetic and propionic acid CaT-HAc-HProp [1,1] in 4(c) are shown.

Die Analyse der Form der Verteilungskurven ermöglicht die Auswertung der mittleren Partikeldurchmesser (dav, d50, d90 wie oben eingeführt). Die charakteristischen mittleren Partikeldurchmesser (dav d50, d90) der Partikelgrößenverteilung sind in der folgenden Tabelle 6 angegeben.Analysis of the shape of the distribution curves allows evaluation of the mean particle diameters (d av , d 50 , d 90 as introduced above). The characteristic mean particle diameters (d av d 50 , d 90 ) of the particle size distribution are given in Table 6 below.

Tabelle 6. Die charakteristischen mittleren Partikeldurchmesser (dav d50 d90) von beispielhaften erfindungsgemäßen Verbindungen, basierend auf der Analyse der Partikelgrößenverteilungskurve in 4. Name der Verbindung d av / µm d 50 / µm d 90 / µm MgGlu-HLac [2] 99 68 233 CaAc-HAc [2] 221 208 400 CaT-HAc-HProp [1,1] 220 209 400 Table 6. The characteristic mean particle diameters (d av d 50 d 90 ) of exemplary compounds according to the invention based on the analysis of the particle size distribution curve in FIG 4 . name of the connection dav / µm d 50 / µm d 90 / µm MgGlu HLac [2] 99 68 233 CaAc-HAc [2] 221 208 400 CaT-HAc-HProp [1,1] 220 209 400

Die Partikelgrößenverteilungen der Proben CaAc-HAc [2] und CaT-HAc-HProp [1,1] zeigen vergleichbare mittlere Partikeldurchmesser dav von ca. 220 µm, was im erfindungsgemäß bevorzugten Partikelgrößenbereich liegt und die Fließfähigkeit vorteilhaft unterstützt. The particle size distributions of the samples CaAc-HAc [2] and CaT-HAc-HProp [1,1] show comparable average particle diameters d av of about 220 μm, which is in the preferred particle size range according to the invention and advantageously supports flowability.

Weiterhin ist die Form der Verteilungskurven der Proben CaAc-HAc [2] und CaT-HAc-HProp [1,1] (siehe 4(B) und 4(C)) ähnlich, was darauf hinweist, dass das erfindungsgemäße Verfahren für eine Vielzahl von Proben mit möglicherweise unterschiedlichen Granulationseigenschaften geeignet ist. Die mittleren Partikeldurchmesser (d50, d90) bestätigen den einheitlichen bzw. homogenen Charakter der Partikelgrößen von CaAc-HAc [2] und CaT-HAc-HProp [1,1]. Die Größenverteilungskurven dieser repräsentativen Proben zeigen die Eignung des erfindungsgemäßen Compounds für beliebige pulververarbeitende Herstellungsverfahren, z.B. für die gewichtsgenaue Abfüllung, die Schwerkraftdosierung und die gleichmäßige und präzise Pulverdosierung im gewerblichen Maßstab.Furthermore, the shape of the distribution curves of the samples CaAc-HAc [2] and CaT-HAc-HProp [1,1] (see 4(B) and 4(c) ) similar, indicating that the method of the invention is applicable to a variety of samples with potentially different granulation properties. The mean particle diameters (d 50 , d 90 ) confirm the uniform or homogeneous character of the particle sizes of CaAc-HAc [2] and CaT-HAc-HProp [1,1]. The size distribution curves of these representative samples show the suitability of the compound according to the invention for any powder-processing manufacturing process, for example for weight-accurate filling, gravity dosing and uniform and precise powder dosing on a commercial scale.

Im Gegensatz dazu umfasst die in 4(A) gezeigte Probe MgGlu-HLac [2] kleinere Partikel mit einer mittleren Partikelgröße dav von etwa 99 µm (siehe Tabelle 6). Die breitere Verteilung der Probe MgGlu-HLac [2] ist an der abgeflachten Form der Verteilungskurve von 4(A) und dem Unterschied der mittleren Partikeldurchmesser dav und d50 erkennbar. Auch wenn die Einheit der Partikelgrößenverteilung und der Partikelgröße für die Probe MgGlu-HLac [2] kleiner ist als für die Proben CaAc-HAc [2] und CaT-HAc-HProp [1,1], so sind vorteilhafterweise keine Aerosoleigenschaften erkennbar. Durch die für die erfindungsgemäße Verbindung zutreffenden bevorzugten Größenbereiche ist keine Inhalation über die Lunge oder eine schädliche Veratmung der Partikel zu erwarten. Daher muss der Kontakt mit Lebewesen bei der Verarbeitung und Handhabung nicht unbedingt strikt vermieden werden, was im Sinne einer sicheren Handhabung vorteilhaft ist.In contrast, the in 4(A) shown sample MgGlu-HLac [2] smaller particles with an average particle size d av of about 99 µm (see Table 6). The broader distribution of the sample MgGlu-HLac[2] is due to the flattened shape of the distribution curve of 4(A) and the difference in the mean particle diameters d av and d 50 can be seen. Even if the unit of the particle size distribution and the particle size for the sample MgGlu-HLac [2] is smaller than for the samples CaAc-HAc [2] and CaT-HAc-HProp [1,1], no aerosol properties are advantageously recognizable. Due to the preferred size ranges applicable to the compound according to the invention, no inhalation via the lungs or harmful respiration of the particles is to be expected. Therefore, contact with living beings during processing and Handling must not be strictly avoided, which is advantageous in terms of safe handling.

Beispiel 11 - Verwendung als Konservierungsmittel in BackwarenExample 11 - Use as a preservative in baked goods

Dieses Beispiel demonstriert die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Verbindung für den Einsatz als Konservierungsmittel in Backwaren.This example demonstrates the applicability of the compound of the invention for use as a preservative in baked goods.

Eine Vielzahl von Verbindungen der Erfindung wurde als Konservierungsmittel für Backwaren als Testobjekte, French Style Bread (FSB) und Mexican Style Tortilla (MST), eingesetzt. Die in diesem Test verwendeten Verbindungen wurden ausgewählt, da sie als GRAS-Lebensmittelzusatzstoffe in Bezug auf die FDA und die EFSA (Food Additives Database und Substances Added to Food Database, 2021) zugelassen sind und daher für die Anwendung bei Backwaren geeignet sind.A variety of compounds of the invention have been used as a preservative for test baked goods, French Style Bread (FSB) and Mexican Style Tortilla (MST). The compounds used in this test were chosen because they are approved as GRAS food additives in relation to the FDA and EFSA (Food Additives Database and Substances Added to Food Database, 2021) and are therefore suitable for application to baked goods.

Die Zubereitung des Brotes nach französischer Art erfolgte gemäß den Zutaten der Tabelle 7. Der Backvorgang wurde mit dem Princess Brotbackautomaten 152006 (Einstellung: P1; 1,5 Ib Laibgröße; mittlere Farbe) mit einer Gesamtbackzeit von 2:53 Stunden durchgeführt. Anschließend wurde das Brot auf 21°C heruntergekühlt und in 20 mm dicke Scheiben geschnitten.The preparation of the French-style bread was carried out according to the ingredients in Table 7. The baking process was carried out using the Princess Breadmaker 152006 (setting: P1; 1.5 lb loaf size; medium colour) with a total baking time of 2:53 hours. The bread was then cooled down to 21°C and cut into 20 mm thick slices.

Alle Zutaten wurden zu einem Teig vermischt und flache, Tortilla-förmige Proben wurden geformt. Alle Proben wurden insgesamt 3 Minuten pro Seite auf einer Herdplatte bei ca. 300°C gebacken. Anschließend wurden die Tortilla-Proben auf 21 °C abgekühlt.All of the ingredients were mixed into a dough and flat, tortilla-shaped samples were formed. All samples were baked on a hotplate at approximately 300°C for a total of 3 minutes per side. The tortilla samples were then cooled to 21°C.

Tabelle 7. Rezepte des French Style Bread (FSB) und Mexican Style Tortilla (MST). Zutaten FSB / g MST/g Mehl 350 320.0 Wasser 190 6.0 Rapsöl 15 2.0 Zucker 15 63.8 Salz 5 237.0 Trockenhefe 7 320.0 Table 7. French Style Bread (FSB) and Mexican Style Tortilla (MST) Recipes. ingredients FSB / g MST/g flour 350 320.0 water 190 6.0 rapeseed oil 15 2.0 sugar 15 63.8 Salt 5 237.0 dry yeast 7 320.0

Die Proben wurden den erfindungsgemäßen Verbindungen entsprechend der in Tabelle 7 angegebenen Dosierung bzw. dem Mehlgewicht ausgesetzt, mit Ausnahme der Blindproben ohne Exposition mit der erfindungsgemäßen Verbindung. Anschließend wurden die Einzelproben jeweils in einem Polyethylen-Zip-Lock-Beutel luftdicht verschlossen und unter vergleichbaren Bedingungen (r.t., im Dunkeln) für 30 Tage gelagert. Es ist bekannt, dass die Definition der Haltbarkeit eines Lebensmittels eine schwierige Aufgabe ist und ein Gebiet intensiver Forschung für Wissenschaftler der Lebensmittelproduktentwicklung, einschließlich Lebensmitteltechnologen, Mikrobiologen, Verpackungsexperten wie Gabric und weiteren ist, daher wurde die Konservierungswirksamkeit durch visuelle und olfaktorische Erkennung des anfänglichen Schimmelbefalls festgestellt. Die Ergebnisse des Konservierungstests sind in Tabelle 8 zusammengefasst.The samples were exposed to the compounds of the invention according to the dosage or flour weight indicated in Table 7, with the exception of the blank samples without exposure to the compound of the invention. The individual samples were then sealed airtight in a polyethylene zip-lock bag and stored under comparable conditions (red, in the dark) for 30 days. It is well known that defining the shelf life of a food is a difficult task and is an area of intense research for food product development scientists including food technologists, microbiologists, packaging experts such as Gabric and more, therefore preservative effectiveness was established through visual and olfactory detection of initial mold infestation . The results of the preservation test are summarized in Table 8.

Tabelle 8. Ergebnisse zur Konservierungsfähigkeit von Additiven in Bäckereiprodukten Konservierung / Tage Additive dosing object <7 7-14 15-21 22-30 >30 keine (Blank) - MST x CaAc-HProp [2] 0.3% MST x keine (Blank) - FSB x CaAc-HProp [2] 0.2% FSB x CaAc-HAc [2] 0.3% FSB x CaT-HAc [3] 0.3% FSB x Table 8. Results on the preservability of additives in bakery products preservation / days additives dosing objects <7 7-14 15-21 22-30 >30 none (blank) - MST x CaAc-HProp [2] 0.3% MST x none (blank) - FSB x CaAc-HProp [2] 0.2% FSB x CaAc-HAc [2] 0.3% FSB x CaT-HAc [3] 0.3% FSB x

Die chemischen kinetischen Prinzipien der Verbindung der Erfindung ermöglicht eine signifikante Erhöhung Erhaltung von mindestens 7 Tage für alle Proben ohne einen Verlust der Lebensmittelqualität. Eine Erhöhung von 0.2 Gew.-% der Verbindung der Erfindung ist wirksam, um die Konservierungszeit bis zu 30 Tage zu erhöhen. Eine erhöhte Haltbarkeit bei Einwirkung selbst geringer Dosen der erfindungsgemäßen Verbindung eröffnet einen Weg für neue Lebensmittelverpackungen. Dabei übertreffen die Konservierungseigenschaften der erfindungsgemäßen Verbindung herkömmliche Konservierungsmittel in vergleichbaren Industrien aufgrund ihrer geringen Kosten und gesundheitlichen Vorteile. Insbesondere für Produkte, die zum sofortigen Verzehr bestimmt sind, wie z.B. frische Backwaren, bei denen die Anforderungen an die Verpackung oft minimal sind, verhindert die erfindungsgemäße Verbindung effektiv einen Qualitätsverlust der Lebensmittel.The chemical kinetic principles of the compound of the invention allow for a significant increase in preservation of at least 7 days for all samples without loss of food quality. An increase of 0.2% by weight of the compound of the invention is effective to increase the preservation time up to 30 days. Increased shelf life upon exposure to even low doses of the compound of the invention opens avenue for new food packaging. The preservative properties of the compound of the present invention surpass conventional preservatives in comparable industries due to their low cost and health benefits. In particular for products intended for immediate consumption, such as fresh baked goods, where packaging requirements are often minimal, the compound of the present invention effectively prevents food degradation.

Beispiel 12 - Einsatz zur Volumensteigerung und Teigkonditionierung in Backwaren Die folgenden Versuche demonstrieren die brotverbessernde und teigkonditionierende Wirkung mehrerer beispielhafter erfindungsgemäßer Verbindungen. Als Testobjekt wurde French Style Bread (FSB) verwendet.Example 12 - Use for increasing volume and conditioning dough in baked goods The following experiments demonstrate the bread-improving and dough-conditioning effect of several exemplary compounds according to the invention. French Style Bread (FSB) was used as the test object.

Alle Zusatzstoffe wurden so dosiert, dass jede Probe 200 ppm Ascorbat enthielt, wie typischerweise als aktiver Inhaltsstoff in Industriestandard-Brotverbesserern verwendet. Eine Probe wurde keinem Zusatzstoff ausgesetzt (Blank), eine Referenz wurde Ascorbinsäure (200 ppm) und eine weitere Referenz wurde Calciumascorbat (220 ppm) ausgesetzt, und zwei Proben wurden erfindungsgemäßen Verbindungen ausgesetzt, die Calciumascorbat mit beladener Essigsäure (CaAsc-HAc [2], 280 ppm) und Calciumascorbat mit beladener Essigsäure (CaAsc-HProp [2], 300 ppm) umfassen.All ingredients were dosed so that each sample contained 200 ppm ascorbate, typically used as the active ingredient in industry standard bread improvers. One sample was exposed to no additive (Blank), one reference was exposed to ascorbic acid (200 ppm) and another reference was exposed to calcium ascorbate (220 ppm), and two samples were exposed to compounds of the invention containing calcium ascorbate with loaded acetic acid (CaAsc-HAc [2] , 280 ppm) and calcium ascorbate with loaded acetic acid (CaAsc-HProp [2], 300 ppm).

Der volumenverbessernde Effekt wurde durch volumetrische Messungen festgestellt. Die Ergebnisse der durchgeführten Versuche sind in der 7(A) zu finden und zeigen, dass die Zusatzstoffe zu einer Volumenvergrößerung des Brotes gegenüber der Blindprobe führen. Die volumenvergrößernde Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen übertrifft bei gleicher Dosierung des Wirkstoffs Ascorbinsäure und/oder Ascorbat den branchenüblichen Brotverbesserungszusatz, was die Eignung der erfindungsgemäßen Verbindung als volumenvergrößernder Zusatz für Teige von Backwaren belegt. 7(B) zeigt den Querschnitt verschiedener Proben, die vorteilhaft eine gleichmäßige Volumenexpansion entsprechend den optischen Anforderungen in der Backwarenindustrie aufweisen.The volume-enhancing effect was determined by volumetric measurements. The results of the tests carried out are in the 7(A) to find and show that the additives lead to an increase in volume of the bread compared to the blank sample. The volume-increasing effect of the compounds according to the invention exceeds the bread improver additive customary in the industry at the same dosage of the active ingredient ascorbic acid and/or ascorbate, which demonstrates the suitability of the compound according to the invention as a volume-increasing additive for doughs of baked goods. 7(B) shows the cross-section of various samples, which advantageously have a uniform volume expansion in accordance with the optical requirements in the bakery industry.

Beispiel 13 - Verwendung zur Farberhaltung in FleischproduktenExample 13 - Use for color retention in meat products

Die folgenden Versuche skizzieren die Farberhaltungsfunktion der erfindungsgemäßen Verbindung für die exemplarische Probe Calciumascorbat mit beladener Essigsäure (CaAsc-HAc [2]). Als Testobjekte wurden Proben von grasgefüttertem, grasgefinishtem Rinder-Chuck-Steak verwendet. Alle Tests wurden unter gleichen Bedingungen bei 20°C durchgeführt. Die erfindungsgemäße Verbindung CaAsc-HAc [2] erfüllt die Anforderungen an GRAS-Lebensmittelzusatzstoffe im Hinblick auf die Vorschriften der FDA und EFSA. Der Zusatzstoff wurde mit 0.2 Gew.-% dosiert und oberflächlich auf die Probe aufgetragen.The following experiments outline the color retention function of the compound according to the invention for the exemplary sample calcium ascorbate with loaded acetic acid (CaAsc-HAc [2]). Samples of grass-fed, grass-finished beef chuck steak were used as test objects. All tests were carried out under the same conditions at 20°C. The compound CaAsc-HAc [2] according to the invention meets the requirements for GRAS food additives with regard to the regulations of the FDA and EFSA. The additive was dosed at 0.2% by weight and applied to the surface of the sample.

Die Effektivität der Farberhaltung wurde mit der Methode des k-Means Clustering und einer ex-post Analyse der mittleren RGB:R-Verschiebung ermittelt. Die Farben geben einen Hinweis auf den Zustand des Myoglobins im Fleisch, ob es desoxygeniert, oxygeniert, methioniert oder im Zustand von Carboxy-Myoglobin vorliegt. Die 8 zeigt eine deutliche Farbveränderung für die Blindprobe (gestrichelte Linie) im Vergleich zu der mit CaAsc-HAc [2] behandelten Probe (durchgezogene Linie).The effectiveness of color preservation was determined using the method of k-means clustering and an ex-post analysis of the mean RGB:R shift. The colors give an indication of the state of the myoglobin in the meat, whether it is deoxygenated, oxygenated, methionated or in the carboxy-myoglobin state. the 8th shows a clear color change for the blank sample (dashed line) compared to the sample treated with CaAsc-HAc [2] (solid line).

Die Methode des k-Means Clustering und die Ex-post-Analyse der mittleren RGB:R-Verschiebung ergab eine quantitativere Sicht auf die zuvor erwähnte Farbverschiebung. Der zeitliche Verlauf der Farbveränderung zeigt bereits nach 24 Stunden einen signifikanten Unterschied für die Blindprobe im Vergleich zu der mit CaAsc-HAc [2] behandelten Probe, wie in 8(B) dargestellt.The method of k-means clustering and the ex-post analysis of the mean RGB:R shift gave a more quantitative view of the aforementioned color shift. The course of the color change over time already shows a significant difference for the blank sample compared to the sample treated with CaAsc-HAc [2] after 24 hours, as in 8(B) shown.

Dies deutet darauf hin, dass die Blindprobe ihre charakteristische rote Farbe früher verliert als die behandelte Probe über den Zeitrahmen von 72 Stunden (siehe 8(B)). Daraus lässt sich schließen, dass CaAsc-HAc [2] eine effektive Farberhaltung von Fleischprodukten ermöglicht.This indicates that the blank loses its characteristic red color earlier than the treated sample over the 72 hour time frame (see Fig 8(B) ). From this it can be concluded that CaAsc-HAc [2] enables effective color retention of meat products.

Beispiel 14 - Verwendung als Konservierungsmittel in FleischproduktenExample 14 - Use as a preservative in meat products

In der folgenden Testreihe werden die Konservierungsfunktionen von Calciumascorbat mit beladener Essigsäure (CaAsc-HAc [2]) stellvertretend für die erfindungsgemäßen Verbindungen dargestellt. Als Testobjekte wurden Proben von grasgefüttertem, grasgefinishtem Rinderchucksteak verwendet. Alle Tests wurden unter gleichen Bedingungen durchgeführt. Die erfindungsgemäße Verbindung CaAsc-HAc [2] erfüllt die Anforderungen an GRAS-Lebensmittelzusatzstoffe im Hinblick auf die Vorschriften der FDA und EFSA. Der Zusatzstoff wurde mit 0.2 Gew.-% dosiert und topisch auf die Probe aufgetragen. Die Tests wurden bei 4°C und 20°C durchgeführt. Die Wirksamkeit der Konservierung wurde durch den Test auf die Gesamtkeimzahl und die Hefe-/Pilzzählung ermittelt. Der Test für die Gesamtkeimzahl (siehe 9(A)) zeigt, dass die behandelten Proben sowohl bei 4°C als auch bei 20°C einen geringeren Bakterienbefall im Vergleich zu ihren Blindversuchen aufwiesen. Der Test für die Hefezahl (siehe 9(B)) zeigt, dass die behandelten Proben leicht besser abschneiden als ihre leeren Gegenversuche.In the following series of tests, the preservation functions of calcium ascorbate with loaded acetic acid (CaAsc-HAc [2]) are shown as representative of the compounds according to the invention. Samples of grass-fed, grass-finished beef chuck steak were used as test objects. All tests were carried out under the same conditions. The compound CaAsc-HAc [2] according to the invention meets the requirements for GRAS food additives with regard to the regulations of the FDA and EFSA. The additive was dosed at 0.2% by weight and applied topically to the sample. The tests were carried out at 4°C and 20°C. The effectiveness of the preservation was determined by testing for total plate count and yeast/fungus count. The test for the total plate count (see 9(A) ) shows that the treated samples showed less bacterial contamination compared to their blank experiments at both 4°C and 20°C. The yeast count test (see 9(B) ) shows that the treated samples perform slightly better than their blank counterparts.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Verbindung ermöglicht eine effektive Reduktion der Gesamtkeimzahl und der Hefebildung in den ersten 164 Stunden nach der Bebrütung. Daher ist die erfindungsgemäße Verbindung CaAsc-HAc [2] vorteilhaft als Konservierungsmittel in Fleischprodukten einsetzbar.The use of the compound according to the invention enables an effective reduction in the total number of germs and in yeast formation in the first 164 hours after incubation. The compound CaAsc-HAc [2] according to the invention can therefore be used advantageously as a preservative in meat products.

Beispiel 15 - Verwendung als Konservierungsmittel in der SilageExample 15 - Use as a preservative in silage

In der folgenden Versuchsreihe werden die Silagekonservierungsfunktionen von Calciumformiat mit beladener Ameisensäure (CaFo-HFo [2]), Calciumformiat mit beladener Propionsäure (CaFo-HProp [2]) als Vertreter der erfindungsgemäßen Verbindungen dargestellt. Als Versuchsobjekte wurden Futterproben verwendet, die aus ca. 90 % Weidegras und 10 % Grünroggen mit einem TS-Gehalt von 30,75 % bestanden. Alle Versuche wurden unter gleichen Bedingungen durchgeführt. Die erfindungsgemäßen Verbindungen CaFo-HProp [2] und CaFo-HFo [2] erfüllen die Anforderungen an GRAS-Lebensmittelzusatzstoffe basierend auf den Bestimmungen der FDA und EFSA. Die Additive wurden mit 0.5 Gew.-% dosiert und topisch auf die Proben aufgetragen. Die Tests wurden unter r.t. in einem Zeitrahmen von 31 Tagen durchgeführt. Die Konservierungseffektivität wurde durch die Prüfung der Gesamtkeimzahl (TBC), der Hefe-/Pilzzahl und der Enterobakterien/β-Glucoronidase-positiven-Enterobakterien (E/β) ermittelt. Die Testergebnisse zeigen, dass sowohl CaFo-HProp [2] als auch CaFo-HFo [2] bei einer Dosierung von 0.5 Gew.-% in der Lage waren, die TBC (siehe 10(A)), die Hefezahl (siehe 10(B)) und die E/β-Zahl (siehe 10(C)) drastisch zu reduzieren. In the following test series, the silage preservation functions of calcium formate with loaded formic acid (CaFo-HFo [2]), calcium formate with loaded propionic acid (CaFo-HProp [2]) are shown as representatives of the compounds according to the invention. Feed samples consisting of approx. 90% pasture grass and 10% green rye with a DM content of 30.75% were used as test objects. All tests were carried out under the same conditions. The compounds CaFo-HProp [2] and CaFo-HFo [2] according to the invention meet the requirements for GRAS food additives based on the regulations of the FDA and EFSA. The additives were dosed at 0.5% by weight and applied topically to the samples. The tests were conducted under rt in a time frame of 31 days. Preservation effectiveness was determined by examining total bacterial count (TBC), yeast/fungus count and enterobacteria/β-glucuronidase-positive enterobacteria (E/β). The test results show that both CaFo-HProp [2] and CaFo-HFo [2] at a dosage of 0.5 wt% were able to reduce the TBC (see 10(A) ), the yeast number (see 10(B) ) and the E/β number (see 10(c) ) to be drastically reduced.

Insbesondere CaFo-HProp [2] war in der Lage, das Wachstum von Hefen und β-Glucoronidase-positiven-Enterobakterien (vor allem E. coli), die in der Silagefermentation besonders unerwünscht sind, vollständig zu hemmen (10).In particular, CaFo-HProp [2] was able to completely inhibit the growth of yeasts and β-glucuronidase-positive enterobacteria (especially E. coli), which are particularly undesirable in silage fermentation ( 10 ).

Daraus lässt sich schließen, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen in der Lage sind, die Gesamtkeimzahl, die Hefebildung und die Bildung von Enterobakterien in den ersten 744 Stunden nach der Bebrütung besser zu reduzieren als der Blindversuch.From this it can be concluded that the compounds according to the invention are able to reduce the total bacterial count, the formation of yeast and the formation of enterobacteria better than the blind test in the first 744 hours after incubation.

Beispiel 16 - Verwendung für kosmetische AnwendungenExample 16 - Use for cosmetic applications

Dieses Beispiel demonstriert die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindung für kosmetische Anwendungen, hier gezeigt an der Anwendbarkeit als Zusatz für eine Rasierseife.This example demonstrates the use of the compound according to the invention for cosmetic applications, shown here as an additive for a shaving soap.

Es wurden flüssige Rasierseifen hergestellt, die keine Zusätze enthielten (Blank), wobei 1 Gew.-% Apfelsäure, 1 Gew.-% Calciumcitrat, 2 Gew.-% Calciumsalicylat mit beladener Milchsäure (CaSal-HLac [2]) und 1 Gew.-% Calciumcitrat mit beladener Essigsäure (CaCit-HAc [2]) zugesetzt wurden. Eine Übersicht über die Proben finden Sie in Tabelle 9.Liquid shaving soaps containing no additives (blank) were prepared, using 1% by weight of malic acid, 1% by weight of calcium citrate, 2% by weight of calcium salicylate with loaded lactic acid (CaSal-HLac [2]) and 1% by weight of -% calcium citrate with loaded acetic acid (CaCit-HAc [2]) were added. An overview of the samples can be found in Table 9.

Tabelle 9. Proben und Ergebnisse der Anwendung in Rasierseife. Nr. Additive Gew.-% Verdickung Stabilität (> 24h) 1 Blank 0 - nein 2 malic acid 1 + nein 3 calcium citrate 1 - ja 4 CaSal-HLac [2] 2 ++ ja 5 CaCit-HAc [2] 1 +++ ja Table 9. Samples and results of application in shaving soap. no . additives wt% thickening Stability (> 24h) 1 Blank 0 - no 2 malic acid 1 + no 3 calcium citrate 1 - Yes 4 CaSal-HLac [2] 2 ++ Yes 5 CaCit-HAc [2] 1 +++ Yes

Jede Probe der arabischen Seife nach Aleppo-Art, bestehend aus 16 % Natriumhydroxid, 71.4 % Olivenöl und 12.6 % Lorbeeröl, wurde in 22 g Probengrößen geschnitten und in eine Schüssel gegeben, zu der 22 g Wasser hinzugefügt wurden. Die Mischung wurde mit ungelösten Hartseifenstücken verrührt und für 50 Sekunden bei 600 W in einen Mikrowellenofen gestellt. Danach wurden die jeweiligen Zusatzstoffe in der vorgenannten Dosierung mit 44 g Wasser zugegeben, was zum Auflösen der restlichen Hartseifenstücke führte. Zusätzlich konnte eine Veränderung der Farbe und Konsistenz beobachtet werden, da die Mischung zu einer weißen und cremigen Substanz wurde. Die Mischung wurde für 80 Sekunden in eine Mikrowelle bei 600 W gestellt. Danach wurde die entstandene Mischung von Hand gemischt und in ein Glas zur Prüfung und Lagerung abgefüllt. In Tabelle 9 sind die Ergebnisse der Verdickung und Stabilität aufgeführt.Each sample of Aleppo-style Arabic soap, consisting of 16% sodium hydroxide, 71.4% olive oil and 12.6% laurel oil, was cut into 22 g sample sizes and placed in a bowl to which 22g of water was added. The mixture was stirred with undissolved pieces of hard soap and placed in a microwave oven at 600 W for 50 seconds. Thereafter, the respective additives were added in the aforementioned dosage with 44 g of water, which led to the dissolution of the remaining pieces of hard soap. In addition, a change in color and consistency could be observed as the mixture turned into a white and creamy substance. The mixture was placed in a microwave at 600 W for 80 seconds. Thereafter, the resulting mixture was mixed by hand and poured into a jar for testing and storage. Table 9 shows the thickening and stability results.

All in all, the mix of the acid-loaded carrier substances with the hard aleppo-style arabic soap and water yielded a thick-foamy, yet liquid soap which turned out to be stable. This results in a product suitable as a shaving soap as the flow properties display a gliding effect when shaving, enabling a smoother and closer shave whilst employing acids with the potential to clean out the skin's impurities whilst simultaneously disinfecting razor burns.All in all, the mix of the acid-loaded carrier substances with the hard aleppo-style arabic soap and water yielded a thick-foamy, yet liquid soap which turned out to be stable. This results in a product suitable as a shaving soap as the flow properties display a gliding effect when shaving, enabling a smoother and closer shave whilst employing acids with the potential to clean out the skin's troubles whilst simultaneously disinfecting razor burns.

Insgesamt ergab die Mischung der säurebeladenen Trägersubstanzen mit der harten arabischen Seife nach Aleppo-Art und Wasser eine dickschaumige, aber flüssige Seife, die sich als stabil erwies. Daraus ergibt sich ein Produkt, das sich als Rasierseife eignet, da die Fließeigenschaften beim Rasieren einen Gleiteffekt aufweisen, der eine glattere und gründlichere Rasur ermöglicht, während die Säuren das Potenzial haben, die Haut von Unreinheiten zu befreien und gleichzeitig Rasurbrand zu desinfizieren.Overall, the mixture of the acid-loaded vehicles with the Aleppo-style hard Arabic soap and water yielded a thick-lathering but liquid soap that was found to be stable. This results in a product that is suitable as a shaving soap as the flow properties provide a lubricating effect when shaving allowing for a smoother and closer shave whilst the acids have the potential to rid the skin of impurities whilst disinfecting razor burn.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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Claims (18)

Feste Verbindung, hergestellt als ein Pulver, das eine gute Fließfähigkeit aufweist, umfassend die folgende Struktur, M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) n R 2 COOH
Figure DE102021115047A1_0034
ein Carboxylsäure-Trägersalz M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0035
wobei M2+ ein Erdalkalimetallion ist, vorzugsweise Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Barium (Ba) oder ein zweiwertiges Metallion, ausgewählt aus Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Mangan (Mn), Zinn (Sn) oder einer Mischung davon, R1 eine gegebenenfalls substituierte C1-C10-Alkylgruppe oder eine gegebenenfalls substituierte Arylgruppe ist, wobei die Substituenten ausgewählt sind aus einer Carbonylgruppe (=O), einer Aminogruppe (NH2), einer Hydroxygruppe (OH), einem Halogen, einer Cyanogruppe (CN) oder einer Mischung davon, und wobei m 0 bis 2 ist, eine beladene Carbonsäure R2COOH, wobei R2 eine gegebenenfalls substituierte C1-C10-Alkylgruppe ist, wobei die Substituenten ausgewählt sind aus Carbonylgruppe (=O), Aminogruppe (NH2), Hydroxygruppe (OH), Halogen oder Cyanogruppe (CN) oder einer Mischung davon, wobei 1 < n ≤ 6; dadurch gekennzeichnet, dass der pKa1 der entsprechenden Carboxylsäure der Trägercarbonsäure ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0036
≤ pKa1 der beladenen Carbonsäure(n) R2COOH, wobei die beladene(n) Carbonsäure(n) R2COOH innerhalb der Struktur des Trägercarbonsäuresalzes M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0037
physisorbiert ist (sind).
A solid compound prepared as a powder having good flowability comprising the following structure, M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 ) No 2 COOH
Figure DE102021115047A1_0034
a carboxylic acid carrier salt M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0035
where M 2+ is an alkaline earth metal ion, preferably calcium (Ca), magnesium (Mg), barium (Ba) or a divalent metal ion selected from iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), manganese (Mn), tin (Sn) or a mixture thereof, R 1 is an optionally substituted C 1 -C 10 alkyl group or an optionally substituted aryl group, the substituents being selected from a carbonyl group (=O), an amino group (NH 2 ), a hydroxy group (OH), a halogen, a cyano group (CN) or a mixture thereof, and where m is 0 to 2, a charged carboxylic acid R 2 COOH, where R 2 is an optionally substituted C 1 -C 10 alkyl group, the substituents are selected from carbonyl group (=O), amino group (NH 2 ), hydroxy group (OH), halogen or cyano group (CN) or a mixture thereof, where 1 < n ≤ 6; characterized in that the pK a1 of the corresponding carboxylic acid of the carrier carboxylic acid ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0036
≤ pK a1 of the loaded carboxylic acid(s) R 2 COOH, the loaded carboxylic acid(s) R 2 COOH within the structure of the carrier carboxylic acid salt M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0037
is (are) physisorbed.
Feste Verbindung nach Anspruch 1, wobei R2COOH eine kurzkettige Carbonsäure oder eine Mischung aus Ameisen-, Essig-, Glykol-, Propion-, Milch- und/oder Buttersäure(n) ist. Solid connection to claim 1 , where R 2 COOH is a short chain carboxylic acid or a mixture of formic, acetic, glycolic, propionic, lactic and/or butyric acid(s). Feste Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, wobei M2+ Calcium (Ca) oder Magnesium (Mg) ist.Solid connection to claim 1 or 2 , where M 2+ is calcium (Ca) or magnesium (Mg). Feste Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0038
Formiat, Acetat, Glykolat, Propionat, Lactat, Butyrat, Succinat, Fumarat oder Maleikat, Adipat, Malat, Malonat, Citrat, Tartrat, Aspartat, Glutamat, Benzoat, Salicylat oder Ascorbat umfasst.
Fixed connection according to one of the preceding claims, wherein ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0038
formate, acetate, glycolate, propionate, lactate, butyrate, succinate, fumarate or maleicate, adipate, malate, malonate, citrate, tartrate, aspartate, glutamate, benzoate, salicylate or ascorbate.
Feste Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mittlere Teilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 250 µm liegt.A solid compound according to any one of the preceding claims, wherein the mean particle diameter is in the range of 50 to 250 µm. Feste Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung weniger als 10.0 Gew% Wasser umfasst.A solid composition according to any one of the preceding claims, wherein the composition comprises less than 10.0% by weight water. Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Trägerstruktur erhalten wird durch a) Vormischen der ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0039
und der R2COOH Carbonsäuren, b) Zugeben einer Erdalkalimetallbase, umfassend das M2+ Kation, zu Schritt (a), c) Rühren der Mischung aus Schritt (b) unterhalb des Siedepunkts der flüchtigsten vorhandenen Säure, d) Trocknen der in Schritt (c) erhaltenen Mischung.
Process for preparing the compound according to any one of Claims 1 until 5 , wherein the support structure is obtained by a) premixing the ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0039
and the R 2 COOH carboxylic acids, b) adding an alkaline earth metal base comprising the M 2+ cation to step (a), c) stirring the mixture from step (b) below the boiling point of the most volatile acid present, d) drying the in step (c) mixture obtained.
Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Trägerstruktur erhalten wird durch a) Vormischen der Erdalkalimetallbase, die das M2+-Kation enthält, mit der ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0040
Säure, b) Rühren der Mischung aus Schritt (a) unterhalb des Siedepunkts der vorhandenen Säure, c) Trocknen der in Schritt (b) erhaltenen Mischung, d) Zugeben der R2COOH Säuren zu dem M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0041
Salz aus Schritt (c), e) Rühren der Mischung aus Schritt (d) unterhalb des Siedepunkts der flüchtigsten vorhandenen Säure, f) Trocknen der in Schritt (e) erhaltenen Mischung.
Process for preparing the compound according to any one of Claims 1 until 5 , wherein the support structure is obtained by a) premixing the alkaline earth metal base containing the M 2+ cation with the ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0040
Acid, b) stirring the mixture from step (a) below the boiling point of the acid present, c) drying the mixture obtained in step (b), d) adding the R 2 COOH acids to the M 2 + ( R 1 COO ) 2 m ( m+1 )
Figure DE102021115047A1_0041
salt from step (c), e) stirring the mixture from step (d) below the boiling point of the most volatile acid present, f) drying the mixture obtained in step (e).
Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Verbindung bei Temperaturen unterhalb des Siedepunkts aller Komponenten für weniger als 50 Minuten gerührt wird.Method of making the connection claim 6 or 7 , wherein the compound is stirred at temperatures below the boiling point of all components for less than 50 minutes. Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei das Nebenprodukt entfernt wird, wobei die Verbindung getrocknet wird und weniger als 10.0 Gew.-% des Nebenprodukts enthält.Method of making the connection claim 6 or claim 7 wherein the by-product is removed, the compound being dried and containing less than 10.0% by weight of the by-product. Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei das Reaktionsgemisch auf eine Temperatur unter 60°C abgekühlt wird, um das Endprodukt ohne weitere Reinigung zu verpacken.Method of making the connection claim 6 or claim 7 , wherein the reaction mixture is cooled to a temperature below 60°C in order to package the final product without further purification. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Säureregulierung und/oder als Puffersubstanz in Kosmetik-, Pharmazeutik-, Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen.Using a connection according to any of the Claims 1 until 10 for acidity control and/or as a buffering agent in cosmetic, pharmaceutical, food and feed applications. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als ein antimikrobielles Konservierungsmittel in Kosmetik-, Pharmazeutik-, Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen.Using a connection according to any of the Claims 1 until 10 as an antimicrobial preservative in cosmetic, pharmaceutical, food and feed applications. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Geschmacks- und Schmackhafmachungsmittel in Pharmazeutik-, Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen.Using a connection according to any of the Claims 1 until 10 as flavoring and flavoring agents in pharmaceutical, food and feed applications. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Farbretentionsmittel in Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen.Using a connection according to any of the Claims 1 until 10 as a color retention agent in food and feed applications. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als zootechnischer Zusatzstoff in der Tierernährung, wie z.B. als Magen-Darm-Trakt-Säuerungsmittel oder nicht-antibiotischer Wachstumsförderer.Using a connection according to any of the Claims 1 until 10 as a zootechnical additive in animal nutrition, such as a gastrointestinal acidifier or non-antibiotic growth promoter. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Nahrungsergänzungsmittel in der Nahrungsergänzung für Mensch und Tier.Using a connection according to any of the Claims 1 until 10 as a dietary supplement in the dietary supplement for humans and animals. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Wirkstoff in Kosmetik- und Pharmazeutikanwendungen.Using a connection according to any of the Claims 1 until 10 as an active ingredient in cosmetic and pharmaceutical applications.
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