DE945924C

DE945924C - Process for the production of starch derivatives

Info

Publication number: DE945924C
Application number: DET7611A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr August Kottler; Heinz Scheffler
Original assignee: Dr Karl Thomae GmbH
Current assignee: Boehringer Ingelheim Pharma GmbH and Co KG
Priority date: 1953-03-24
Filing date: 1953-03-24
Publication date: 1956-07-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Stärkederivaten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer Stärkederivate mit intaktem Korn, die steril und biologisch resorbierbar sind, aus durch Behandlung von nativer Stärke mit Formaldehyd in saurem Medium in bekannter Weise erhaltener Formaldehydstärke.Process for the production of starch derivatives The invention relates to a process for making new starch derivatives with intact grain that are sterile and are bioabsorbable, made by treating native starch with formaldehyde formaldehyde starch obtained in an acidic medium in a known manner.

Die bisher in der Pharmazie und Kosmetik verwendeten Stäube- und Streupuder sind größtenteils auf mineralischen Grundlagen, z. B. Kieselsäure oder Talkum, aufgebaut. Hinsichtlich der von einem Stäube- und Streupuder geforderten physikalischen Eigenschaften, vor allem der Glättigkeit, des Fließvermögens und der Haftfähigkeit, haben sich diese Puder gut bewährt. Was jedoch die Verwendung von Pudern für spezielle Zwecke, besonders in der Wundbehandlung usw., betrifft, so ist der Gebrauch von mineralischen Stoffen mit erheblichen Gefahren verbunden, da diese unter phygiologischen Bedingungen chemisch indifferent sind und daher vom lebenden Gewebe nicht resorbiert werden. Die Folge davon ist unter anderem die Bildung von Gewebsverwachsungen. In der medizinischen Literatur (vgl. z. B. Deutsche Mediziuische Wochenschrift 76, S. 394 bis 397) wurde daher vor der Verwendung des Talks zum Einpudern chirurgischer Handschuhe gewarnt. The dust and Powders are mostly based on minerals, e.g. B. silica or Talc, built up. With regard to what is required of a dust and scattering powder physical properties, especially smoothness, fluidity and the adhesiveness, these powders have proven themselves well. However, what the use of powders for special purposes, especially in wound treatment, etc., the use of mineral substances is associated with considerable dangers, since these are chemically indifferent under physiological conditions and therefore dated living tissue cannot be reabsorbed. One of the consequences of this is education of tissue adhesions. In the medical literature (cf. B. Deutsche Mediziuische Wochenschrift 76, pp. 394 to 397) was therefore prior to use of the talk about powdering surgical gloves.

Für solche speziellen Zwecke der Puderbehandlung ist also neben den obenerwähnten physikalischen Eigenschaften noch die Bedingung der biologischen Resorbierbarkeit zu fordern. Des weiteren ist in diesen Fällen auch ein steriler Puder wünschenswert. Außerdem muß ein solcher Puder den Bedingungen der Heißdampfsterilisation standhalten. For such special purposes the powder treatment is next to the the above-mentioned physical properties nor the condition of biological absorbability to promote. A sterile powder is also desirable in these cases. In addition, such a powder must withstand the conditions of hot steam sterilization.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, brauchbare biologisch resorbierbare Puder zu finden. Von den in die engere Wahl gezogenen Substanzen gleicht vor allem die native Stärke hinsichtlich ihrer Haftfähigkeit und ihres Glättevermögens dem Talkum. There has been no lack of attempts to find useful bioabsorbable Find powder. Most of the shortlisted substances are the same the native starch in terms of its adhesiveness and its smoothness Talc.

Ihrer Verwendung steht jedoch das schlechte Fließvermögen, besonders aber ihre Fähigkeit, in heißem Wasser zu verkleistern, entgegen. Außerdem ist sie ein ausgezeichneter Nährboden für pathogene Mikroorganismen.Their use, however, stands out particularly because of their poor flowability but their ability to gelatinize in hot water is contrary. Besides, she is an excellent breeding ground for pathogenic microorganisms.

Gemäß dem Verfahren der deutschen Patentschrift I79 590 kann man zwar die Verkleisterungsfähigkeit der Stärke durch Formaldehydbehandlung in alkalischem Medium unter Erhaltung der physikalischen Struktur mehr oder weniger aufheben. Die auf diese Weise erhaltenen Produkte zeigen jedoch beim Kochen mit Wasser immer noch eine starke Quellung der Einzelteilchen, die zu Verklebungen führen kann. According to the method of German Patent 179590 one can although the gelatinization ability of starch by formaldehyde treatment in alkaline More or less cancel the medium while maintaining the physical structure. the however, products obtained in this way still show when boiled with water a strong swelling of the individual particles, which can lead to sticking.

Nach der USA.-Patentschrift -2500 950 erhält man stark in ihrer Verkieisterungsfähigkeit gehemmte Stärkeprodukte in der Weise, daß man native Stärke in alkalischer Lösung mit einem polyfunktionellen Verätherungsmittel behandelt. According to the USA patent specification -2500 950 one obtains strong in their ability to encapsulate Inhibited starch products in such a way that you can get native starch in an alkaline solution treated with a polyfunctional etherification agent.

Nach der erwähnten Patentschrift kann zwar der Grad der Verkleisterungshemmung durch Variation der Menge an polyfunktionellem Verätherungsmittel beeinflußt werden; jedoch sind auch die hochverätherten Produkte nicht gegenüber überhitztem Wasserdampf beständig.According to the patent mentioned, although the degree of gelatinization inhibition be influenced by varying the amount of polyfunctional etherifying agent; however, the highly etherified products are not resistant to superheated steam either resistant.

Die USA.-Patentschrift 2 588 463 betrifft die Herstellung von Stärkederivaten durch Umsetzung einer Lösung von Alkalimetallstärke mit einem Jerätherungsmittel, z. B. Monochloressigsäure, Propylenoxyd, Acrylnitril, Diäthylsulfat oder Dichlordiäthyläther. So hergestellte Stärkeäther sind wegen ihrer Löslichkeit in Wasser als Streupudergrundlagen ebenfalls ungeeignet. U.S. Patent 2,588,463 relates to the manufacture of starch derivatives by reacting a solution of alkali metal starch with an ethereal agent, z. B. monochloroacetic acid, propylene oxide, acrylonitrile, diethyl sulfate or dichlorodiethyl ether. Starch ethers produced in this way are used as a powder base because of their solubility in water also unsuitable.

Die Hersltellung von Formaldehydstärke in saurem Medium ist in der deutschen Patentschrift zog 436 und in der USA.-Patentschrift 2417611 beschrieben. Gemäß den- Verfahren dieser Patentschriften wird Stärke in wäßriger Suspension mit Säure und Formaldehyd umgesetzt und auf diese Weise ein unlösliches Stärkederivat gewonnen, bei dem das der Stärke eigene Stärkekorn erhalten bleibt und das beim Kochen mit Wasser nicht mehr wesentlich quillt. The production of formaldehyde starch in an acidic medium is in the German patent specification drew 436 and described in USA patent specification 2417611. According to the method of these patents, starch is in aqueous suspension with Acid and formaldehyde converted and in this way an insoluble starch derivative won, in which the starch grains inherent to the starch are retained and that with Boiling with water no longer swells significantly.

Hinsichtlich des Fließvermögens genügen jedoch weder die Formaldehydstärken der deutschen Patentschriften I79 590 Und zur436 sowie der USA.-Patentschrift 2 4I7 6II, noch die verätherten Stärken der USA.-Patentschrift 2 500 950 den an einen Stäubepuder zu stellenden Ansprüchen. In terms of flowability, however, neither the formaldehyde strengths are sufficient of the German patents I79 590 And zur436 as well as the USA.-Patent 2 417 6II, nor the etherified strengths of the United States patent specification 2,500,950 to one Dust powder claims to be made.

Gegenstand der Erfindung ist eine Pudergrundlage, die eine gute Haftfestigkeit und hohe Glätteigenschaften, die selbst Talkum übertreffen, aufweist. Die Pudergrundlage zeigt außerdem ein tließvermögen, das demjenigen von Flüssigkeiten nahekommt. Sie ist steril, biologisch resorbierbar und widersteht den Einwirkungen der Heißdampfsterilisation, ohne daß sie verkleistert. The invention relates to a powder base which has good adhesive strength and has high smoothness properties that even surpass talc. The powder base also shows a fluidity that comes close to that of liquids. she is sterile, bioabsorbable and withstands the effects of superheated steam sterilization, without them sticking together.

Gemäß der Erfindung wird zur Herstellung von Stärkederivaten mit intaktem Korn, die als sterile, biologisch resorbierbare Stäube- und Streupudergrundlagen Verwendung finden, eine durch. Umsetzung von nativer Stärke mit Formaldehyd in saurer Suspension nach bekanntem Verfahren erhaltene Formaldehydstärke nach ihrer Isolierung in an sich bekannter Weise in Gegenwart von überschüssigem - Alkali mit einem Halogenhydrin, z. B. mit Monochlorhydrin, Epichlorhydrin, ,B-ChLoräthylalkohol od. dgl., und anschließend in alkalischem Medium, und zwar zweckmäßig in wäßriger Suspension, mit der Lösung eines Metallsalzes der 2. oder 3. Gruppe des Periodischen Systems behandelt. Besonders zweckmäßig ist es dabei, den bei der alkalischen Halogenhydrinbehandlung verbleibenden Alkaliüberschuß auszunutzen, so daß man die Zwischenprodukte vorher nicht zu isolieren braucht. Das Metallsalz wird gegenüber dem Alkali im tberschuß angewandt. According to the invention, for the production of starch derivatives with intact grain, which is used as a sterile, bio-absorbable dust and powder base Find use, one by. Conversion of native starch with formaldehyde into acidic Suspension of formaldehyde starch obtained by a known process after its isolation in a manner known per se in the presence of excess - alkali with a halohydrin, z. B. with monochlorohydrin, epichlorohydrin,, B-chloroethyl alcohol. Like., And then in an alkaline medium, expediently in an aqueous suspension, with the solution of a metal salt of the 2nd or 3rd group of the periodic table. Particularly It is advantageous to use the remaining after the alkaline halohydrin treatment Take advantage of excess alkali so that one does not have to isolate the intermediate products beforehand needs. The metal salt is used in excess over the alkali.

Die Behandlung mit Halogenhydrinen erfolgt entweder in wäßriger oder wäßrig-alkoholischer Suspension. The treatment with halohydrins is carried out either in aqueous or aqueous-alcoholic suspension.

Sowohl die bekannte . Umsetzung mit Formaldehyd als auch die Behandlung mit Halogenhydrinen wird vorteilhaft in an sich bekannter Weise in Gegenwart eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels vorgenommen. Man genießt dabei den Vorteil, auch bei höheren Temperaturen arbeiten zu können, ohne dabei eine vorzeitige Verkleisterung der Stärke bzw. der Formaldehydstärke unter der Alkali- oder Formaldehydwirkung in Kauf nehmen zu müssen. Both the well-known. Implementation with formaldehyde as well as treatment with halohydrins is advantageous in a known manner in the presence of a made with water-miscible organic solvent. You enjoy it the advantage of being able to work at higher temperatures without doing premature work Gelatinization of starch or formaldehyde starch under the action of alkali or formaldehyde to have to accept.

Sowohl die bekannte Umsetzung mit Formaldehyd als auch die Halogenhydrinbehandiung kann stufenweise vorgenommen werden, wie in dem einen der Ausführungsbeispiele näher erläutert ist. Both the known reaction with formaldehyde and the halohydrin treatment can be carried out in stages, as in one of the exemplary embodiments is explained.

Die bei der Verätherung erfindungsgemäß verwendete Halogenhydrinmenge soll vorzugsweise etwa 4 bis I0 Molprozent und die bei der Behandlung mit dem Metallsalz verwendete Alkalimenge vorzugsweise etwa 0,I bis 0,5 Molprozent, beide bezogen auf die Stärkeeinheit, betragen. The amount of halohydrin used in the etherification according to the invention should preferably be about 4 to 10 mole percent and that in the treatment with the metal salt amount of alkali used preferably about 0.1 to 0.5 mole percent, both based on the unit of strength.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden salzartigeAddukte aus der durch die Formaldehyd-und Halogenhydrinbehandlung modifizierten Stärke und Metallhydroxyden erhalten, wodurch den neuen Pudergrundlagen ihre besonderen Fließeigenschaften verliehen werden. In the method according to the invention, salt-like adducts are made the starch and metal hydroxides modified by the formaldehyde and halohydrin treatment which gave the new powder bases their special flow properties will.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen neuen Produkte spalten, besonders beim Zusammenbringen mit Wasser, trotz der in alkalischem Medium durchgeführten Behandlung mit Halogenhydrinen bzw. Metallsalzen der 2. oder 3. Gruppe des Periodischen Systems überraschenderweise noch so viel Formaldehyd ab, daß sie steril sind. Diese Formaldehydabspattung kann mittels Schiffs Reagens nachgewiesen werden. The new products obtained by the process according to the invention split, especially at Bringing together with water, in spite of the in alkaline medium carried out treatment with halohydrins or metal salts surprisingly as much as the 2nd or 3rd group of the periodic table Formaldehyde to ensure that they are sterile. This formaldehyde sparing can be done by means of a ship Reagent can be detected.

Mikroskopisch unterscheiden sich die neuen Produkte hinsichtlich der Korngröße und der Doppelbrechung zwischen gekreuzten Nicols nicht von nativer Stärke. Durch Kochen mit Wasser quellen die Einzelteilcben nur sehr wenig und verlieren dabei ihre Fähigkeit der Doppelbrechung.Microscopically, the new products differ with regard to the Grain size and birefringence between crossed Nicols not of native strength. By boiling with water, the individual parts swell very little and lose thereby their ability of birefringence.

Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden daher die erhaltenen Umsetzungsprodukte mit Wasser so lange gekocht, bis die Doppelbrechung verschwindet. In a particular embodiment of the method according to the invention the reaction products obtained are therefore boiled with water until the birefringence disappears.

Schließlich kann man die erfindungsgemäß erhaltenen Produkte gewünschtenfalls noch einer Nachbehandlung mit Formaldehyd unterwerfen. Finally, the products obtained according to the invention can, if desired, be used subject to post-treatment with formaldehyde.

Die Isolierung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Stoffe erfolgt nach üblichen Verfahren, z. B. durch Filtration. Anschließend trocknet man sie bei mäßiger Temperatur. The isolation of the obtained by the process of the invention Substances are made according to the usual methods, e.g. B. by filtration. Then dries one at a moderate temperature.

Im folgenden soll die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand einiger Susführungsbeispiele näher erläutert werden; als Ausgangsmaterial wurde dabei eine Formaldehydstärke benutzt, die in bekannter Weise folgendermaßen hergestellt wurde-: In 2 1 7o0/oigem Methylalkohol wird 1 kg gewöhnliche Maisstärke suspendiert, und zu der Suspension werden' 600 ccm 300/obiger Formaldehyd und 50 ccm Io°/Fige Salzsäure gegeben. Nach 30stündigem Rühren bei 400 wird filtriert, mit Wasser nachgewaschen und bei mäßiger Temperatur getrocknet. Die Ausbeute beträgt 850 bis goo g. The following is intended to carry out the process according to the invention are explained in more detail using some examples of susuctions; as starting material a formaldehyde starch was used, which in a known manner as follows was produced: 1 kg of ordinary corn starch is used in 2 1 7o0 /% methyl alcohol suspended, and to the suspension are '600 ccm 300 / above formaldehyde and 50 ccm Io ° / Fig. hydrochloric acid. After stirring for 30 hours at 400, it is filtered, washed with water and dried at moderate temperature. The yield is 850 to goo g.

Beispiel I Behandlung der Formaldehydstärke mit Monochlorhydrin und Metallsalz in alkalischer Suspension I0,9 g Natriumhydroxyd werden in 500 ccm 800/obigem Alkohol gelöst und 100 g Formaldehydstärke, die wie oben beschrieben gewonnen wurde, sowie I5 g Monochlorhydrin zugegeben. Unter Kochen am Rückfluß wird das Gemisch 7 bis 10 Stunden gerührt. Anschließend läßt man es zu einer Lösung von 35,5 g Mg S 04- 7 H2 0 oder 30 g A12(S O4)3 I8H20 fließen. Man filtriert ab, wäscht mit Wasser nach und trocknet bei mäßiger Temperatur. Ausbeute 100 bis 105 g eines leicht fließenden und stäubenden Puders mit hohem Glättevermögen. Die Probe mit Schiffs Reagens ist positiv. Beim längeren Kochen mit Wasser erfolgt keine Verkleisterung. Example I Treatment of formaldehyde starch with monochlorohydrin and Metal salt in alkaline suspension. 0.9 g of sodium hydroxide are dissolved in 500 cc of 800 / above Alcohol dissolved and 100 g formaldehyde starch, which was obtained as described above, and 15 g of monochlorohydrin were added. The mixture is refluxed Stirred for 7 to 10 hours. It is then added to a solution of 35.5 g of Mg S 04- 7 H2 0 or 30 g A12 (S O4) 3 I8H20 flow. It is filtered off and washed with water gradually and dries at a moderate temperature. Yield 100-105 g of an easy flowing one and powdery powder with high smoothness. The sample with Schiff's reagent is positive. When boiling with water for a long time, there is no gelatinization.

Beispiel 2 Behandlung der Formaldehydstärke mit ß-Chloräthylalkohol und Metallsalz in alkalischer Suspension 11,4 g Natriumhydroxyd werden in 500 ccm 80§/obigem Methanol gelöst und zu der Lösung 100 g Formaldehydstärke, die wie oben beschrieben hergestellt wurde, und 15 g fl--Chloräthylallohol gegeben. Unter Rühren wird das Gemisch 8 bis IO Stunden am Rückfluß gekocht und der Ansatz nach der im Beispiel 1 gegebenen Methode aufgearbeitet. Ausbeute: IOO g eines leicht stäubenden und fließenden Puders. Mit Wasser gekocht, erfolgt keine Verkleisterung. Die Probe mit Schiffs Reagens ist positiv. Example 2 Treatment of formaldehyde starch with β-chloroethyl alcohol and metal salt in alkaline suspension 11.4 g of sodium hydroxide are in 500 ccm 80§ / above methanol and to the solution 100 g of formaldehyde starch, as above was prepared, and 15 g of fl - given chloroethylallohol. While stirring the mixture is refluxed for 8 to IO hours and the batch after the im Example 1 given method worked up. Yield: 100 g of a slightly dusty and flowing powder. Boiled with water, there is no gelatinization. The sample with Schiff's reagent is positive.

Beispiel 3 Stufenweise Behandlung der Formaldehydstärke mit Epichlorhydrin und Metallsalz in alkalischer Suspension I,2 kg Formaldehydstärke, wie oben beschrieben hergestellt, werden in 2,4 1 Wasser suspendiert und der Suspension unter Rühren bei Zimmertemperatur im Laufe von IO Stunden 24 g Epichlorhydrin und 31,2 g Natriumhydroxyd, die in 300 com Wasser gelöst sind, portionsweise zugesetzt. Man rührt noch 14 Stunden nach und läßt dann eine wäßrige Lösung von 240 g Mg 5 O4 7 H2 O oder von 220 g A12(S 04)3 I8 H20 innerhalb 2 Stunden zufließen. Dann wird filtriert, mit Wasser gewaschen und bei mäßiger Temperatur getrocknet. Example 3 Stepwise treatment of formaldehyde starch with epichlorohydrin and metal salt in alkaline suspension I, 2 kg of formaldehyde starch, as described above prepared, are suspended in 2.4 1 of water and the suspension with stirring at room temperature within 10 hours 24 g epichlorohydrin and 31.2 g sodium hydroxide, which are dissolved in 300 com of water, added in portions. The mixture is stirred for a further 14 hours and then leaves an aqueous solution of 240 g of Mg 5 O4 7 H2 O or of 220 g of A12 (p 04) 3 I8 H20 flow within 2 hours. It is then filtered and washed with water and dried at moderate temperature.

Ausbeute: IIsog eines frei fließenden und stark stäubenden Puders von hohem Glättevermögen. Mit Wasser gekocht, erfolgt keine Verkleisterung. Die Probe mit Schiffs Reagens ist positiv.Yield: suction of a free flowing and highly dusting powder of high smoothness. Boiled with water, there is no gelatinization. the Schiff's reagent sample is positive.

Will man die nach einem der vorhergehenden Beispiele erhaltenen Produkte mit Formaldehyd nachbehandeln, dann suspendiert man 1 kg des angefallenen Puders in 2 1 Wasser und rührt die Suspension nach Zusatz von 20 bis IOO ccm 300/obigem Formaldehyd 2 bis 6 Stunden nach. Anschließend wird filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 980 bis 1020 g. If one wants the products obtained according to one of the preceding examples aftertreatment with formaldehyde, then 1 kg of the resulting powder is suspended in 2 l of water and stir the suspension after adding 20 to 100 ccm 300 / above Formaldehyde 2 to 6 hours after. It is then filtered and washed with water and dried. The yield is 980 to 1020 g.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of starch derivatives, characterized in that one mi-formaldehyde by treating native starch Formaldehyde starch obtained in acidic medium in the presence of excess alkali with a halohydrin and then in an alkaline medium with the solution of a Metal salt of the 2nd or 3rd group of the periodic table.

2. The method according to claim 1, characterized in that the excess alkali remaining on treatment with the halohydrin for reaction used with the metal salt of the 2nd or 3rd group of the periodic table.

3. The method according to claim I or 2, characterized in that one in the etherification an amount of halohydrin of 4 to 10 mole percent and at the metal salt treatment an amount of alkali from 0.1 to 0.5 mol- percent, both related to the strength unit.

4. The method according to claim I to 3, characterized in that one the starch derivatives obtained boil with water until the crossed between Nicols observed the birefringence of the individual particles has disappeared.

5. The method according to claim I to 4, characterized in that one the starch derivatives obtained are treated with formaldehyde ..

Publications considered: German Patent Specifications No. 201 436, 360 4I5; U.S. Patent No. 2417 6II, 2,588,463.