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Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, sauren, esterartigen
Kondensationsprodukten Schmilzt man in bekannter Weise Mannit mit Citronensäure
oder Weinsäure, so entsteht eine Reihe von mehr oder weniger komplizierten, uneinheitlichen
Kondensationsprodukten. Es ist vielstündiges Erhitzen erforderlich, um eine Kondensation
zu erreichen, wobei Nebenreaktionen, besonders Abspaltung von Kohlensäure, nicht
zu vermeiden sind. Bei zu starkem Erhitzen entstehen wasserunlösliche Produkte.
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Es wurde nun gefunden, daß man die Kondensation von Citronensäure
oder Weinsäure mit mehrwertigen Alkoholen mit mindestens drei Hydroxylgruppen, wie
Mannit, Sorbit, Glycerin u. a., unter Bildung in Wasser leicht löslicher, zur Salzbildung
befähigter esterartiger, saurer Produkte sehr beschleunigen und erleichtern kann
unter weitgehender Vermeidung der Bildung von Nebenprodukten, wenn man dafür sorgt,
daß das frei werdende Wasser durch Arbeiten unter vermindertem Druck fortdauernd
schnell entfernt wird. Die infolge des verminderten Drucks kräftig entweichenden
Wasserdampfblasen halten das Schmelzgut in Bewegung, so daß sich im allgemeinen
sein Durchrühren der Reaktionsmischung erübrigt. Die Höhe des angewandten Druckes
richtet sich im allgemeinen nach den verfügbaren Vorrichtungen; zweckmäßig wird
bei einem Druck unterhalb roo mm, am besten zwischen etwa ro bis 6o mm Quecksilbersäule
gearbeitet, um eine möglichst schnelle Entfernung des Wassers zu erreichen.
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Die Kondensation ist an die Verwendung bestimmter molekularer Mengen
der Reaktionsteilnehmer nicht gebunden. Wesentlich ist nur, daß die Wasserabspaltung
derart geleitet wird, daß saure, zur Salzbildung befähigte, wasserlösliche, esterartige
Kondensationsprodukte erhalten werden. Man kann z. B. mit molekularen Mengen arbeiten
und die Kondensation so leiten, daß man zu Produkten kommt, in denen praktisch nur
eine Carboxylgruppe verestert ist, demnach praktisch noch eine (Weinsäure) bzw:
zwei (Citronensäure) Carboxylgruppen frei sind. Die aus solchen Estersäuren hergestellten
Salze haben etwa die Zusammensetzung von Salzen der Monoestersäuren. Saure, zur
Salzbildung befähigte wasserlösliche, esterartige Kondensationsprodukte werden aber
auch z. B. bei Verwendung von mehr als z Mol Säure und erhöhter Abspaltung von Wasser
erhalten.
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Leicht lösliche Salze erhält man durch Behandeln der Kondensationsprodukte
mit Alkalien, Magnesia, Erdalkalien, Ammoniak oder Aminen. So lassen sich z. B.
durch Behandeln der Schmelze mit Wasser und Calciumcarbonat leicht lösliche Kalksalze
herstellen, die z. B. zur peroralen Kalkmedikation gut geeignet sind.
Beispiel
i Ein gepulvertes-- Gemisch von g2 g Mannit und io5 g kristallisierter Citronensäure
wird in einem, -evakuierbaren Gefäß geschmolzen; dann wird das Gefäß mit einer Pumpew@@-banden
und die Schmelze bei etwa 18-uin. Druck etwa i Stunde auf etwa i2o° Innentemperaturgehalten.
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Man erhält eine sirupöse Schmelze, die beim Erkalten erstarrt und
leicht in Wasser löslich ist.
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Zur Überführung in das Calciiunsalz löst man in wenig Wasser, sättigt
unter Umi~fihren mit Calciumcarbonat, filtriert und fällt aus dem Filtrat das gebildete
mannitcitronensaure Calcium aus. Nach dem Abtrennen und Trocknen erhält man in einer
Ausbeute von über Zoo g ein leicht in Wasser lösliches, fast geschmackloses, farbloses
Pulver mit einem Gehalt von 8,5 °1o bis 9°/o Calcium. Man kann zur Salzbildung auch
Calciumhydroxyd verwenden.
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Zu entsprechenden Ergebnissen gelangt man, wenn man für die Kondensation
an Stelle von Mannit z. B. Dulcit oder Erythrit verwendet.-Beispiel e Ein gepulvertes
Gemisch von 380 g Sorbit :.:und 42o g kristallisierter Citronensäure wird
--ixt = einem evakuierbaren Gefäß geschmolzen. ;'Den wird mit einer Pumpe verbunden
und _b2 einer Außentemperatur von i2o° etwa `2 Stunden bei etwa 15 mm Druck
erhitzt. Die Gewichtsabnahme in dieser Zeit beträgt etwa go bis 95 g. Man
erhält eine sirupöse Masse, die beim Erkalten erstarrt.
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Zur Überführung in das Calciumsalz löst man die Schmelze in Wasser
unter Auffüllung auf etwa 21 auf. Die Titration mit normaler INTatronlauge ergibt,
daß praktisch noch zwei Carboxylgruppen frei sind. Man sättigt die Lösung unter
Rühren mit Calciumcarbonat. Die Lösung wird filtriert und das gebildete Calciumsalz
durch Einrühren der Lösung in etwa q.1- Methylalkohol ausgefällt. Nach dem Abtrennen
und Trocknen erhält man ein weißes, leicht in Wasser lösliches, fast geschmackloses
Pulver in einer Ausbeute von etwa 84.o bis 88o g mit einem Calciumgehalt von etwa
8,5°,ö. Das Produkt entspricht nahezu der vermutlichen. Formel
Arbeitet man verdünnter, z. B. in 41 wäßriger Lösung, dann benötigt man zur Ausfällung
des Calciumsalzes etwa 81 Methylalkohol und erhält dann ein Produkt mit etwa 91/o
Calciumgehalt.
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In ähnlicher Weise kann man die Schmelze z: B. mit Bariumcarbonat,
Magnesiumoxyd, Ammoniak, Diäthylamin usw. neutralisieren und so zu den entsprechenden
Salzen gelangen.-Beispiel 3 Eine nach Beispiel 2 hergestellte Schmelze wird- wie
dort in --Wasser aufgenommen und durch Zugabe von Magnesiumcarbonat unter Rühren
neutralisiert. Man filtriert und fällt durch Einrühren in Methylalkohol aus. Nach
dem Abtrennen und Trocknen erhält man in guter Ausbeute ein weißes, leicht hn Wasser
lösliches, fast geschmackloses Pulver mit etwa 5,5 °/o Magnesium.
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An Stelle von Magnesiumcarbonatkann zur Salzbildung auch Mägnesiumoxyd
Verwendung finden. -Man kann die Schmelze auch z. B. bei i oo mm Druck ausführen,
braucht jedoch dann über a Stunden. Ebenso ist bei einer Herabsetzung der Temperatur
auf etwa i i o° eine Verlängerung des Erhitzens erforderlich, während Erhöhung auf
13o` eine Abkürzung mit sich bringt.
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Beispiel q.
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Man verfährt wie in Beispiel 3, nimmt die Neutralisation jedoch mit
Bariumcarbonat vor. Man erhält in guter Ausbeute ein leicht in Wasser lösliches
Pulver mit etwa :22010 Barium.
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In ähnlicher Weise läßt sich z. B, ein Strontiumsalz herstellen.
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Beispiel 5 Ein gepulvertes Gemisch von g5 g Sorbit und 75 g Weinsäure
wird geschmolzen, dann bei einer Außentemperatur von i2o° bei etwa 15 mm Druck erhitzt,
bis die Gewichtsabnahme etwa io bis 12 g beträgt, was in etwa einer Stunde
erreicht ist, Die erkaltete Schmelze wird in Wasser aufgenommen. Die Titration mit
normaler Natronlauge ergibt, daß noch°eine Carboxylgruppe frei ist. Man sättigt
mit Calciumcarbonat; filtriert und fällt durch Einrühren in Alkohol. Nach dem Abtrennen
und Trocknen erhält man ein weißes, leicht- in Wasser lösliches Pulver mit etwa
5 °1o Calcium.
In entsprechender Weise kann man z. B. die gleiche
Menge Sorbit mit 150 g Weinsäure kondensieren. Bei entsprechend höherem Wasserverlust
erhält man ein Produkt, das nach Umwandlung in das- Calciumsalz einen höheren Calciumgehalt
aufweist. Beispiel 6 Ein Gemenge von 4g g Glycerin und 105 g kristallisierter
Citronensäure wird bei einer Außentemperatur von i2o° und einem Druck von etwa 15
mm gehalten. Nach etwa 112 Stunden wird ein Gewichtsverlust von etwa 18 bis 2o g
erreicht. Die erkaltete Schmelze wird in Wasser aufgenommen und mit Calciurncarbonat
neutralisiert. Nach dem Filtrieren wird durch Einrühren in Methylalkohol ausgefällt.
Nach dem Abtrennen erhält man in einer Ausbeute von über i4og ein weißes, leicht
in Wasser lösliches Pulver mit einem Calciumgehalt von etwa i i bis 11,5 01,-In
entsprechender Weise kann man z. B. 48 g Glycerin mit 21o g kristallisierter Citronensäure
kondensieren. Man erhält nach einem Wasserverlust von etwa 3.7 g ein Produkt, das
nach der Umwandlung in das Calciumsalz ein Produkt mit höheeem Calciumgehalt liefert.
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Beispiel 7 Ein gepulvertes Gemisch von 947 g Sorbit und 96o g wasserfreier
Citronensäure wird geschmolzen, dann bei einer Außentemperatur von 12o° bei etwa
15 mm Druck erhitzt. Man kann durch eine Rührvorrichtung für das Durcharbeiten der
Schmelze sorgen, doch genügen im allgemeinen die infolge des Unterdrucks fortwährend
aufsteigenden Wasserdampfblasen für eine genügende Durchmischung des Schmelzgutes.
Nach etwa 1'/2 Stunden beträgt der Verlust etwa 132 g. Man unterbricht und arbeitet
wie in Beispiel 2 auf. Man erhält etwa 2ioo g eines farblosen Produktes von den
gleichen Eigenschaften wie in Beispiel 2. Man kann auch zum Beispiel durch nicht
vollständige Absättigung mit Calciumcarbonat ein schwachsaures, wasserlösliches
Calciumsalz erhalten.
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Man kann im obigen Beispiel auch z. B. igoo g Sorbit verwenden und
bei entsprechend erhöhtem Wasserverlust zu einem Ester gelangen, der ein lösliches
Calciumsalz mit geringerem Calciumgehalt liefert. -Beispiel 8 75 g gepulverte Weinsäure
werden unter Zusatz von 48g Glycerin geschmolzen. Die Schmelze wird bei einer Außentemperatur
von i2o° und einem Druck von 5o bis 6o mm Oüecksilbersäuleerhitzt. Nach etwa l2
Stunde beträgt der Gewichtsverlust etwa 9: g. Man bricht ab, löst die Schmelze in
Wasser, versetzt mit Calciumcarbonat, filtriert und fällt das gebildete Calciumsalz
durch Einrühren in Methyl- oder Äthylalkohol aus. Man erhält nach dem Abtrennen
und Trocknen ein farbloses, leicht in Wasser lösliches Pulver mit etwa 7/, Calcium.
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Beispiel 9 Ein gepulvertes Gemisch von 9#5g Sorbit und 2io g kristallisierter
Citronensäure wird geschmolzen und bei i2o° Außentemperatur einem Druck von 15 mm
ausgesetzt. Nach etwa i3j4 Stunden ist ein Wasserverlust von etwa 41 g erreicht.
Man löst die Schmelze in Wasser. Von den drei eingebrachten Carboxylgruppen sind
laut Titration noch zwei Carboxylgruppen frei. Man verdünnt die Schmel2e auf etwa
8oo ccm, sättigt mit Calciumcarbonat, filtriert und fällt das Filtrat durch Einrühren
in Methylalkohol aus. Nach dem Abtrennen und Trocknen an der Luft erhält man etwa
350 g eines farblosen, leicht in Wasser löslichen Produktes mit etwa
11,501, Calcium.
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Man kann auch z. B. 9,5 g Sorbit mit 157 g kristallisierter Citronensäure
kondensieren und bei einem Wasserverlust von etwa 33 g zu einem Produkt gelangen,
das nach Umwandlung in das Calciumsalz einen etwas niedrigeren Calciumgehalt aufweist.
Es entspricht einem Gemisch von mono- und diestersaurem Salz.