DE620152C - Verfahren zur Herstellung reiner wasserloeslicher Citrate - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung reiner wasserlöslicher Citrate Nach den bisher üblichen Methoden zur Herstellung reiner Citrate ging man aus von reiner Citronensäure, welche mit kohlensauren Salzen oder Oxyden (Hydroxyden) der entsprechenden Basen neutralisiert wurde. So hat man z. B. zwecks Herstellung des Citrates des Natriums Citronensäure mit der berechneten stöchiometrischen Menge von Natriumcarbonat neutralisiert. Für die gemischten Citrate (z. B. Kalium-Natrium-Citrat) hat man das entsprechende Verhältnis der einzelnen Carbonate zur Neutralisation verwendet oder die fertigen Citrate im entsprechenden Verhältnis gemischt und die Mischung umkristallisiert.
• Die neue Arbeitsweise beschreibt die Herstellung dieser Citrate aus den zwei unlöslichen Citraten, die technisch in Betracht kommen, d. i. dem Blei- und Zinkcitrat, und die direkt aus dem Saft von Agrumen oder aus den Flüssigkeiten der Citronensäurefabrikation auf biologischem Wege (durch Fermentation von Kohlenhydraten) herstellbar sind.
• Die Herstellung dieser Citrate aus den Agrumensäften ist bekannt. Diese Citrate dienten als Zwischenprodukte für die Fabrikation der Citronensäure (Zn-Methode, Talada, Bosurgi, Pb-Methode Patane).
• Es ist auch schon vorgeschlagen worden, von Calciumcitrat ausgehend, Natriumcitrat herzustellen, und zwar in schwach ammoniakalischer Lösung. Gerade diese Calciumsalze sind jedoch ausgezeichnet durch ihre Löslichkeit in Citraten (eine Reaktion, die auch in der chemischen Analyse bei Phosphatbestimmungen Anwendung findet). Gerade für eines der wichtigsten löslichen Citrate, das Eisen-Bitrat, ist es nicht möglich, eine gute Umsetzungsreaktion zu finden, um, von Caleiumcitrat ausgehend, Eisencitrat herzustellen, da bei den Umsetzungen mit Eisensulfat das gebildete Calciumsulfat stark in Lösung geht und aus dieser schwer zu beseitigen ist, während bei der Verwendung von Bleicitrat das gebildete Bleisulfat. unverhältnismäßig weniger löslich ist und außerdem die kleinen, in Lösung gegangenen Anteile z. B. leicht mit Bariumsulfid auszubringen sind. Ebenso glatt verlaufen die Umsetzungen mit Sulfiden, die für Zinkcitrat, aber nicht für Calciumcitrat in Frage kommen, da das Calciumsulfid löslich ist.
• Man hat bei der Verwendung von Blei und Zinkcitrat insofern vorteilhaftere Verhältnisse, als man bei den Umsetzungen dieser Citrate zu Niederschlägen gelangt, die weniger löslich sind als die entsprechenden Calciumniederschläge; Bleisulfat; -carbonat, -phosphat usw. sind weniger löslich in den löslichen Citraten als die entsprechenden Kalkverbindungen, von denen eigentlich nur ,ras Carbonat wenig löslich ist, das Sulfat oder Phosphat aber schon ziemliche Löslichkeit besitzen. Und von diesen Umständen hängt ja die Reinheit der herzustellenden Produkte ab. Die Verwendung von Sulfiden, die bei Calciuancitrat z. B. unmöglich ist, schließt, z. B. bei Anwendung für Zinkcitrat oder Bleicitrat, den Vorteil in sich, daß das erhaltene Filtrat rein von sämtlichen Schwermetallen ist. Naturgemäß wird man Reaktionen wählen, welche ein Präzipitat liefern, das durch einfache Umsetzungen wieder in den Kreislauf zu bringen ist, so daß ständig dasselbe Blei oder Zink im Kreislauf verbleibt. Man kommt so zu vorteilhafteren Umsetzungsverhältnissen bzw. Löslichkeitsverhältnissen (besser gesagt Unlöslichkeitsverhältnissen.
• Was bisher nicht versucht wurde und nicht bekannt war, ist die Herstellung der löslichen Citrate aus den genannten unlöslichen. Trotzdem, :daß -die genannten Citrate, ,direkt aus dem Saft gewonnen, chemisch nicht sehr rein sind (selbst wenn man zweckmäßigerweise diese Säfte nach bekannten Methoden vorerst gereinigt, am besten auch der alkoholischen Fermentation unterworfen hat), ergeben dieselben nach der im folgenden beschriebenen Behandlung Lösungen von Citraten, welche nach Konzentrierung Kristalle von einer Reinheit liefern, wie dieselbe handelsüblich ist bzw., wo es sich um pharmazeutische Produkte handelt, den entsprechenden Vorschriften entspricht, indem die verwendeten Umsetzungsmittel die Begleitstoffe dieser technischen Qitrate nicht angreifen.
• Beim Verfahren der deutschen Patentschrift 5oo 5z8 wurde z. B. durch Einwirkung von Schwefelwasserstoff auf direkt aus dem Citronensaft gewonnenes Zinkcitrat Citronensäure in einer viel größeren Reinheit hergestellt als - nach dem üblichen Scheele-Verfahren, einerseits wegen der gewöhnlich größeren Reinheit des Zinkcitrates gegenüber dem Calciumcitrat; anderseits weil Schwefelwasserstoff als mild wirkendes Mittel die Begleitstoffe der technischen Citrate, wie z. B. die aus dem @ technischen Säft adsorbierten Schleim-, Pektin-, Eiweißstoffe, organischen. Fasern usw., nicht angreift, wie es z. B. die Schwefelsäure bei dem Scheele-Verfahren tut. Deshalb war es ein überraschendes Resultat, daß ein solches direkt aus dem Citronenpreßsaft hergestelltes Zinkcitrat - mit dem stark alkalischen Natriumsulfid schon in der Kälte eine Umsetzung lieferte, die das Trinatriumcitrat in sehr reiner Form enthielt. Ein analogreines Produkt resultierte bei der Umsetzung des Bleicitrates. Selbstverständlich gilt diese Analogie auch bei Verwendung von Kaliumsulfid. Auch muß man in Betracht ziehen, daß man Umsetzungen wählt, die einen Niederschlag geben (Zn S, Pb Cog, Pb S04), der leicht umzusetzen und wieder in Reaktion zu bringen ist, also leicht wieder in Oxyd oder Carbonat umgewandelt werden kann, um in den Kreislauf zurückzukehren. Ein anderer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß man mit einer einzigen Operation lösliche Citrate gemischter Basen herstellen kann, z. B. K-?\Ta-Citrat, Eisen-Ammon-Citrat usw., indem man eben das unlösliche Citrat mit einem Gemisch der Salze der Basen des herzustellenden gemischten löslichen Citrates (im stöchiometrischen Verhältnis gemischt) umsetzt, also z. B. Bleicitrat mit K-Na-Sulfat-Gemischen.
• Die Verhältnisse sind jedoch ziemlich kompliziert wegen der bekannten Fähigkeit der Citronensäure und löslichen Citrate, Komplexsalze zu bilden und verschiedene an sich unlösliche Substanzen aufzulösen. Während z. B. eine Umsetzung des Calciumcitrates mit Trikaliumphosphat ein stark calciumhaltiges Produkt liefern würde, liefert eine analoge Umsetzung von Bleicitrat ziemlich reines Produkt. Während eine Umsetzung von Calciumcitrat mit Soda in einfacher Weise verläuft, gelingt eine analoge wider Erwarten mit Zinkcitrat nicht, ' indem das Zink ins Filtrat geht. Benutzt man dagegen neben Soda in diesem Falle auch etwas Natriumsulfid, so kommt man zum Ziele. Wenn Blei bei den Umsetzungen auch spurenweise gelöst wird, hat man die Möglichkeit, es mit Schwefelwasserstoff oder den entsprechenden Sulfiden vollkommen zu .entfernen: und so zu pharmacopoereinen Präparaten zu gelangen.
• Wenn auch die beschriebenen Wechselwirkungen zum Teil bekannt sind, das, was nicht bekannt war, ist die Tatsache, daß die Anwendung dieser Reaktionen auf die Rohprodukte, die direkt aus den Abrumensäften erhältlich sind, in einer sehr einfachen Weise die Herstellung verschiedener Citrate ermöglicht, welche- bisher nur aus vorher isolierter reiner Citronensäure bereitet wurden. Die Vereinfachung der Arbeitsweise und der damit verbundenen viel geringeren Arbeitskosten dieser neuen Methode im Vergleich mit den bisher angewandten Methoden ist einleuchtend. -BeispielE i. 5oo kg Zinkcitrat aus dem entsprechen gereinigten Citronensaft, durch Zinkoxyd ge fällt, mit einem Gehalt von 61010 Citronen. säure (Gesamtgehalt somit 305 kg Citronen säure) wurden mit iooo 1 Wasser angerührt und eine Lösung von 350 g Natrium sulfid kristallisiert (Na, S # g H2 O) ir 1500 1 Wasser langsam unter andauernden Rühren in ider Kälte zufließen gelassen Diese Menge Natriumsulfid stellt einen ganz kleinen Überschuß dar. Es wird noch i bi; a Stunden weitergerührt und dann über eine Filterpresse geschickt. Der Inhalt der Filterpresse wird mit Wasser, dem man einer kleinen Zusatz von Natriumsulfid zugesetzt hat (etwa 2 kg auf iooo 1), gewaschen, wobei die ersten Waschwässer (etwa 2ooo 1) zu dem ersten Filtrat zugesetzt, die folgenden gesondert aufgefangen werden, um für die nächsten Operationen als Aufschwemmflüssigkeit für das Zinkcitrat, der Überschuß gegebenenfalls zum Auflösen von Natriumsulfid Verwendung zu finden. Die vereinigten Filtrate, die eine etwa 12- bis 15 °1oige Lösung von Natriumcitrat darstellen, werden mit wenig Citronensäure ganz schwach angesäuert, um den kleinen Überschuß an Natriumsulfid zu zerstören, und am besten im Vakuum eingedickt. Diese Arbeitsweise ist schon deshalb empfehlenswert, weil hierbei besser die letzten Spuren Schwefelwasserstoff entfernt werden. Es wird in Kristallisiergefäfle abgelassen, wo der größte Teil des Citrats auskristallisiert wird. Die Kristalle werden gut geschleudert, mit wenig kaltem Wasser in der Zentrifuge ausgewaschen und auf Hürden bei gewöhnlicher Temperatur getrocknet. Die Mutterlaugen können für sich oder mit dem Filtrat der nächsten Operation vereinigt werden. Die Gesamtausbeute beträgt etwa 971/20 o der Theorie (5o6 kg Natriumcitrat mit 512 M01-Kristallwasser aus dem .genannten Ansatz). Fast die gesamte Ausbeute wird durch direkte Kristallisation erhalten. Ein ganz kleiner Teil der letzten Mutterlaugen, der keine Neigung mehr zur Kristallisation besitzt, wird am einfachsten mit Calciumchlorid als Calciumcitrat gefällt und auf Citronensäure verarbeitet, die auch zu Citrat umgesetzt werden kann. Das erhaltene Trinatriumcitrat ist absolut zinkfrei und entspricht allen vorgeschriebenen Reinheitsproben (s. Hager, Handbuch der pharmazeutischen Praxis, Bd.1, 1925, S. i46). 1 g verbrannt und die Asche titriert verbrauchte 8,25 ccm n H Cl, was einem Gehalt von 98,:z0/0 reinem Trinatriumcitrat entspricht (Hager schreibt 8,2 ccm vor). Die fehlenden 1,8°/o erwiesen sich als Luftfeuchtigkeit. Das gebildete Zinksulfid kann nach verschiedenen bekannten Methoden wieder .in Oxyd, Carbonat oder Metall zurückverwandelt werden, um. so erneut zur Säftefällung verwendet zu werden.
• 2. Ebenfalls in der Kälte erfolgt die Umsetzung des Bleichrates mit Ferrisulfat, wobei ,auf einfache Weise eine sehr reine Lösung von Ferricitrat resultiert. Diese kann mit den üblichen Vorsichtsmaßnahmen eingedampft werden, wie dies für die bisher durch Lösung von Ferrihydroxyd in- Citronensäure hergestellte Lösung geübt wird. Insbesondere für dieses Citrat, welches das Ausgangsprodukt für die Herstellung verschiedener anderer zusammengesetzter Citrate bildet, wie solche mit Ammoniak, Chinin usw., welche sowohl für- industrielle (Cyanotypie) als auch für pharmazeutische Zwecke dienen, besitzt die neue Methode wichtige Vorteile, denn schon die Bereitung des reinen Eisenhydroxydes an und für sich ist eine ziemlich kostspielige Operation, welche hierbei entfällt. In analoger Weise gelingt bei Verwendung von gemischten Carbonaten, Phosphaten, Sulfaten die Herstellung gemischter Citrate.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung reiner wasserlöslicher Citrate, dadurch gekennzeichnet, daß man die unlöslichen technischen Citrate des Zinks oder Bleis, wie sie aus Agrumensäften oder Flüssigkeiten der biologischen Citronensäuregewinnung direkt herstellbar sind, mit solchen löslichen Alkali-, Ammonium- oder Eisensalzen, sei es einzeln oder gemischt, umsetzt, die mit den Basen der unlöslichen Citrate unlösliche Salze, wie Carbonate, Phosphate, Sulfate, Sulfide o. dgl., bilden.