DE1667490B1

DE1667490B1 - Verfahren zur herstellung von magnesium aluminiumsilicat fuer medizinische zwecke

Info

Publication number: DE1667490B1
Application number: DE19671667490
Authority: DE
Inventors: Matajiro Ohsaka; Minoru Okuda; Hidetaka Uoda
Original assignee: Fuji Chemical Industries Co Ltd
Current assignee: Fuji Chemical Industries Co Ltd
Priority date: 1967-02-10
Filing date: 1967-02-10
Publication date: 1971-07-01

Description

Diese Erfindung betrifft Magnesiumaluminiumsilicat, welches mit einer neuen, chemischen Struktur als Antacidum medizinisch verwendbar ist, und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Magnesiumaluminiumsilicat, das durch die Formel

MgO · Al₂O₃ ■ 2SiO · xH₂O

in seiner Zusammensetzung dargestellt wird, wird weitgehend für die Behandlung von Störungen der Verdauungsorgane als bestes, zur Zeit bekanntes Antacidum auf Grund der Tatsache verwendet, daß es sehr starke Säure neutralisierende Fähigkeiten und Pufferwirkung aufweist, außerdem seine Wirksamkeit aufrechterhält und nicht absorbiert wird, auch nicht Kohlendioxid bildet usw.

Nach dem Verfahren, das bereits bekannt ist als Verfahren zur Herstellung von Magnesiumaluminiumsilicat, das die gleiche Zusammensetzung wie oben erwähnt hat, wird Magnesiumsalz entweder mit Natriumaluminiumsilicat oder Natriumsilicat mit disaurem Magnesiumaluminat, wobei die chemischen Gleichungen nachfolgend aufgezeigt werden, umgesetzt:

Al₂(SOJ₃-8NaOH
► 2Na[AlO₃HJ + 3Na₂SO₄ + 2H₂O

2Na[AlO₃HJ + 2Na₂SiO₃ —r* 2Na[AlSiO₄] + 4NaOH

MgCl₂ + 2NaOH > Mg(OH)₂ + 2NaCl

2Na[AlSiO₄] + Mg(OH)₂
► Mg[AlSiOJ₂ + 2NaOH

Al₂(SOJ₃ + 8NaOH + MgCl₂

► Mg[AlO₃HJ₂ + 3Na₂SO₄

+ 2NaCl + 2H₂O

muß und das Verfahren zur Herstellung ebenso vereinfacht werden könnte. Hierdurch könnten die Schwierigkeiten des alten Verfahrens überwunden werden. Es wurde gefunden, daß ein Magnesiumaluminiumsilicat einer solchen Struktur erhalten werden kann, bei welchem die Aluminatbase zwischen den beiden Silicatbasen steht, während Magnesium mit den Silicat- und Aluminatbasen verbunden ist, während in der alten Struktur Magnesium mit den beiden Aluminiumsilicat-Komplex-Ionen verbunden ist.

MgO-SiO-O—AlO — SiO — O -AlO · xH₂0

30

35

40

Mg[AlO₃HJ₂ + 2Na₂SiO₃ > Mg[AlSiOJ₂ + 4NaOH

45

und die durch das oben beschriebene Verfahren erhaltenen Produkte sind insgesamt Magnesiumkomplexsalze von Aluminiumsilicat mit der nachfolgenden chemischen Struktur:

O = Si

Al + O + Mg+O+Al

Si=O

55

Im Hinblick auf die Tatsache, daß eine extrem lange Zeitdauer, ein sehr großes Wasservolumen und ein großer Anteil Arbeit erforderlich sind, um ebenso die Reaktion zu vervollständigen, wie das Endreaktionsgemisch zum Erhalten des Magnesiumaluminiumsilicats der bezeichneten chemischen Struktur zu reinigen, was ein erhebliches Hindernis für dessen Massenproduktion bedeutet. Die Erfinderin geht von der Annahme aus, daß selbst wenn die Atomanordnung von Aluminium, Magnesium und Silicium in der bezeichneten Struktur geändert würde, keineÄnderung der antaciden Wirksamkeit damit verbunden sein Das Verfahren der vorliegenden Erfindung besteht in der Umsetzung der Äquivalenten von frisch hergestelltem basischem Magnesiumnatriumsilicat und tetrabasischem Dialuminiumsilicat, unter Rühren mit oder ohne Erhitzen unter Umsetzen wäßriger Lösungen von Natriumhydroxid bzw. Natriumsilicat mit einer wäßrigen Lösung von wasserlöslichem Magnesiumsalz und mit einer wäßrigen Lösung von wasserlöslichem Aluminiumsalz und/oder unter Umsetzung der Äquivalente basischer Silicate der gleichen Zusammensetzung, die während des Reaktionsverfahrens hergestellt werden. Mit anderen Worten kann die dem basischen Magnesiumaluminiumsilicat entsprechende Schlämme erhalten werden durch Zugeben einer wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid unter Rühren zu einem wasserlöslichen Magnesiumsalz, äquivalent einem Mol MgO, z. B. der Lösung von Magnesiumsulfat oder Magnesiumchlorid usw., mit welcher danach eine wäßrige Lösung von Natriumsilicat, äquivalent 1 Mol SiO₂, umgesetzt wird, so daß die Summe des Na₂O, einschließlich Na₂O in dem Natriumsilicat, äquivalent 1 Mol SiO₂, 1,5 Mol wird.

MgCl₂ + NaOH + Na₂SiO₃

> Mg(OH)SiO₃ · Na + 2NaCl

Ebenso kann die einer Zubereitung von tetrabasischem Dialuminiumsilicat entsprechende Schlämme leicht hergestellt werden durch Zugeben einer wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid zu einem wasserlöslichen Aluminiumsalz, das äquivalent 1 Mol Al₂O₃ ist; z. B. einer wäßrigen Lösung von Aluminiumsulfat oder Aluminiumchlorid unter Rühren und nachfolgender Umsetzung mit einer wäßrigen Lösung von Natriumsilicat, äquivalent 1 Mol SiO₂, so daß die Summe der Na₂O 3 Mol ist, einschließlich Na₂O, das in dem Natriumsilicat entsprechend 1 Mol SiO₂ enthalten ist.

Al₂(S 0₄)₃ + 4NaOH + Na₂SiO₃

»· Al(OH)₂ · SiO₃ -Al(OH)₂ + 3NaSO₄

Dann wird, wenn die beiden Schlämmen der so hergestellten basischen Silicate gemischt und miteinander unter Rühren, mit oder ohne Erhitzen, umgesetzt werden, ein Hydrat des neuen Magnesiumaluminiumsilicats, das hier Gegenstand der Erfindung ist, synthetisiert.

Mg(OH) · SiO₃Na + Al(OH)₂ · SiO₃ · Al(OH)₂
► Mg(OH); SiO₃ -Al(OH) ■ SiO₃Al(OH)₂ + NaOH

In der Zwischenzeit, durch Zugabe einer wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid unter Rühren zu dem wäßrigen Gemisch von Magnesium und Aluminiumsalzen, wie oben angegeben, entsprechend 1 Mol MgO und Al₂O₃, so daß die Summe von Na₂O auf 4 Mol ansteigt, einschließlich des Na₂O in dem. Natriumsilicat, äquivalent 2 Mol SiO₂ und nachfolgende Zugabe einer wäßrigen Lösung von Natriumsilicat, entsprechend 2 Mol SiO₂, können inzwischen Schlämmen, die die Zusammensetzungen entsprechend dem basischen Natriummagnesiumsilicat bzw. dem tetrabasischen Dialuminiumsilicat haben, gleichzeitig hergestellt und beide dann für die Reaktion sofort kondensiert werden.

15 MgCl₂ + Al₂(SOJ₃ + 4NaOH + 2Na₂SiO₃ > Mg(OH) · SiO₃ · Al(OH) · SiO₃ · Al(OH)₂

+ 3Na₂SO₄ + 2NaCl

Demgemäß wird das Arbeitsverfahren einfach und leicht, und weiterhin können, weil das in der letzten Stufe der Kondensation als Nebenprodukt hergestellte Natriumhydroxid für die Neutralisierung in dem ersten Teil der Reaktion verwendet wird, die Materialkosten wesentlich verringert werden, wodurch ein Vorteil bei der industriellen Herstellung erreicht wird.

In diesem Falle kann die Beendigung der Reaktion leicht durch die flüssige Phase des Reaktionsgemisches beurteilt werden, und in der Zwischenzeit ist die Reaktionsgeschwindigkeit extrem schnell und die Reaktion in wenigen Stunden sogar bei Normaltemperatur beendet, wobei sie weiterhin durch Erhitzen verkürzt werden kann.

Wenn jedoch zu hoch erhitzt wird, wird das Produkt von schwerer Qualität und wird hart, und die Säure neutralisierende Fähigkeit wird ebenso verringert.

Es ist daher wünschenswert, daß die Erhitzungstemperatur 70° C nicht überschreitet. Das Reaktionsgemisch wird dann filtriert, mit Wasser zur Entfernung der als Nebenprodukt gebildeten Verunreinigungen gewaschen, bei 105 bis 110⁰C getrocknet und pulverisiert. Auf diese Weise wird das Magnesiumaluminiumsilicat entsprechend einer Zubereitung von

MgO · Al₂O₃ · 2 SiO₂ ·χΗ₂0
als weißes amorphes Pulver erhalten.
Mg(OH) · SiO₃ · Al(OH) · SiO₃ · Al(OH)₂

> Mg · SiO₃ ■ Al · SiO₃AlO · xH₂0

Das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Magnesiumaluminiumsilicat ist eine Verbindung mit neuer chemischer Struktur, wobei sie an eine völlig unterschiedliche Atomkombination gegenüber dem Magnesiumaluminiumsilicat hat, wie dieses bisher nach dem Reaktionsverfahren bekannt war, und weiterhin wird dieses Silicat nahezu in 0,1 N Salzsäure gelöst und hat eine ausgezeichnete Säure neutralisierende Fähigkeit und eine überragende Pufferwirkung, die identisch ist dem Produkt, das nach dem alten Verfahren erhalten wurde.

Die nachfolgende Tabelle zeigt den Vergleich zwischen den beiden Produkten (a) hinsichtlich der Säure bildenden Kraft von 1 g von jedem der Produkte und (b) die Ergebnisse des Fuchs-Tests.

(a) Säure bindende Kraft

Neues Produkt 240 ml

Altes Produkt 235 ml

	(b) Fuchs-Test (pH-Wert)	1	3	5	Z 10	eit (Min 20	uten) 30	40	50	60	70
	3,4 3,3	3,55 3,5	3,55 3,6	3,6 3,5	3,4 3,4	3,2 3,2	3,1 3,1	3,0 3,0	2,7 2,9	1,7 1,9
w Neues Produkt, pH
Altes Produkt, pH ...

Auf diese Weise wird das Produkt mit genau den gleichen Eigenschaften wie das alte Produkt durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten, jedoch werden in Vergleich zu dem alten Verfahren die Kosten der Rohmaterialien bemerkenswert verringert, die zur Beendigung der Reaktion erforderliche Zeit weitgehend verkürzt, die Reinigung wird einfach und leicht, die Ausbeute wird weiterhin verbessert, und es wird keine Veränderung der Zubereitung des Endproduktes verursacht. Aus diesem Grund ist das erfindungsgemäße Verfahren in eindrucksvoller Weise ausgezeichnet und vom Gesichtspunkt der Qualitätskontrolle, neben der Senkung der Herstellungskosten, vorteilhaft.

Das heißt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Natriumhydroxidmenge, die erforderlich ist, um 1 Mol Magnesiumaluminiumsilicat von dem als Rohmaterial verwendeten Aluminiumsalz zu erhalten, 4 Mol ist, während sie bei dem alten Verfahren, wie in den oben angegebenen Reaktionsgleichungen aufgezeigt, 8 Mol ist, d. h., daß die Natriumhydroxidmenge, die an erster Stelle, hinsichtlich der Kosten der Rohmaterialien bei der Herstellung der Verbindung steht, bei der Einleitung auf die Hälfte der beim alten Verfahren erforderlichen Menge reduziert werden kann, wodurch die Kosten der Rohmaterialien bemerkenswert verringert werden. Weiterhin wird die Reaktion bei dem alten Verfahren immer in dem alkalischen Medium durchgeführt, und es wird eine große Menge an Natriumhydroxid, das als Nebenprodukt im Verlauf des Fortschreitens der Reaktion gebildet wird, und welches 4 Mol pro Mol Endprodukt beträgt, fortlaufend mit Wasser ausgewaschen, so daß das Natriumhydroxid vollständig aus dem Reaktionsverfahren entfernt wird, bevor die Reaktion abgeschlossen ist. Da jedoch das Magnesiumaluminiumsilicat als An-Sammlung eines Niederschlags von feinsten Partikeln nur sehr langsam sedimentiert und daneben eine sehr starke adsorptive Kraft hat, adsorbiert es und schließt es die während des Reaktionsverfahrens hergestellten

Nebenprodukte, besonders das Natriumhydroxid, ein, die nicht leicht freigegeben werden. Daher ist ein sehr hohes Wasservolumen und sind viele Stunden erforderlich, um sowohl die Reaktion zu beenden als auch das Reaktionsprodukt zu reinigen. Andererseits werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die gesamten Rohmaterialien in stöchiometrischen Mengen verwendet, und die Reaktionsgeschwindigkeit ist dann groß. Weiterhin kann, da die sich ergebende Lösung neutral ist, wenn die Reaktion beendet ist und kein freies Natriumhydroxid als Verunreinigung enthält, die Reinigung sehr leicht durchgeführt werden. Darüber hinaus sollte nach dem alten Verfahren die Reaktionslösung von Alkalinität wiederholt mit Wasser freigewaschen werden, bis sie neutral wird, um die Reaktion zu beschleunigen und das Reaktionsgemisch zu reinigen, wobei Kieselsäure und Aluminium in großen Mengen weggewaschen werden, wobei die Abnahme der Ausbeute und die Änderung der Zubereitung die notwendige Folge ist, während nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, weil der Reaktionsablauf vollständig unterschiedlich ist und die Bestandteile nicht mehr weggewaschen werden, die Ausbeute nicht nur vergrößert wird, sondern ebenso die Zubereitung konstant gehalten werden kann, wodurch die Kontrolle der Qualität wesentlich erleichtert wird.

Wie bereits festgestellt, kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das Magnesiumaluminiumsilicat der neuen Struktur, das genau die gleiche Zusammen-Setzung und Wirkungen wie das alte Produkt hat, sehr leicht und wirtschaftlich hergestellt werden, und demgemäß ist die hier offenbarte Erfindung als Verfahren zur Herstellung von Magnesiumaluminiumsilicat für medizinische Zwecke sehr brauchbar.

Beispiel 1

203 g Magnesiumchlorid, zur Beschickung vorgesehen, mit dem Gehalt, von 46% MgCl₂ wird in 600 ml Wasser gelöst, zu welchem 96 g Natriumhydroxid, gelöst in 250 ml Wasser, unter Rühren zugegeben werden, und weiterhin wird eine Lösung, die 50 ml Wasser mit 207 g Natriumsilicat enthält, zugegeben und dann kräftig gerührt, um basisches Natriummagnesiumsilicat (das als Schlämme A bezeichnet wird) herzustellen. Daneben werden 593 g Aluminiumsuifat, das 17,2% Al₂O₃ enthält und in 1700 ml Wasser gelöst war, vorsichtig unter Rühren zu 216 g Natriumhydroxid, gelöst in 600 ml Wasser, zugegeben. Hierzu werden 50 ml Wasser, dem 207 g Natriumsilicat (Na₂O 9%, SiO₂ 29%) zugegeben waren, langsam zugegeben und dann kräftig gerührt, um das tetrabasische Dialuminiumsilicat (das als Schlämme B bezeichnet wird) herzustellen. Dann wird die Schlämme A mit der Schlämme B gemischt und 3 Stunden bei normaler Temperatur kräftig gerührt. ■Die so erhaltene, weiße gelartige Ausfällung wird durch Dekantieren gewaschen, um das freie Alkali, Mirabilit (Natriumsulfat), Natriumchlorid usw., die als Reaktionsnebenprodukte hergestellt wurden, zu entfernen. Der Rückstand wird filtriert und bei 105 bis 110° C getrocknet, und es werden 340 g weißes Pulver feiner Partikelgröße als Endprodukt erhalten. Die Molarverhältnisse von MgO zu Al₂O₃ zu SiO₂ in diesem Produkt waren ungefähr 1:1:2.

Beispiel 2

203 g Magnesiumchlorid, das als Beschickung verwendet wird, welches 46% MgCl₂ enthielt und 593 g Aluminiumsulfat, welches 17,2% Al₂O₃ enthielt, werden in 2300 ml Wasser gelöst, zu welchem unter Rühren langsam eine Lösung von 272 g Natriumhydroxid mit 800 ml Wasser zugegeben wurde. Danach wird eine Lösung, die aus 414 g Natriumsilicat (Na₂O 9%, SiO₂.29%) mit 100 ml Wasser besteht, hineingegossen, erhitzt und das Rühren 5 Stunden fortgesetzt, wobei die Temperatur bei 6O⁰C gehalten wird. Wenn das Reaktionsgemisch neutral wird, läßt man abkühlen und stehen, zieht die überstehende Flüssigkeit ab, und die weiße, gelartige Ausfällung wird durch Dekantieren gewaschen, um die Verunreinigungen zu entfernen, und bei 105 bis 110° C getrocknet, und es werden 350 g weißes Pulver feiner Partikelgröße als Endprodukt erhalten.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Magnesiumaluminiumsilicat, insbesondere für medizinische Zwecke, aus Natriumhydroxid, Natriumsilicat, einem Aluminium- und einem Magnesiumsalz, dadurch gekennzeichnet, daß man Aufschlämmungen äquivalenter Mengen von frisch zubereitetem basischem Natriummagnesiumsilicat ifhd tetrabasischem Dialuminiumsilicat unter Rühren zur Umsetzung bringt, wobei die Reaktionspartner durch Umsetzung von wäßrigen Lösungen von Natriumhydroxid, Natriumsilicat und wasserlöslichem Magnesium- bzw. Aluminiumsalz oder in situ durch Zugabe äquivalenter Mengen Natriumsilicat zu die "anderen Bestandteile in entsprechender Menge enthaltenden wäßrigen Zubereitungen gebildet werden. ,