ES2288852T3 - Proceso para producir clorhidrato de polialilamina reticulado. - Google Patents
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Abstract
Un proceso en solución para producir polialilamina reticulada o una forma de sal de la misma, comprendiendo el proceso las etapas de: a) mezclar polialilamina, agua, un hidróxido o alcóxido y un disolvente o co-disolventes orgánicos miscibles con agua; b) añadir un agente de reticulación para formar una polialilamina reticulada.
Description
Proceso para producir clorhidrato de
polialilamina reticulado.
La presente invención se refiere a un proceso
para preparar un polímero funcionalizado. Más específicamente, la
presente invención se refiere a un proceso para preparar clorhidrato
de polialilamina reticulado.
Los polímeros funcionalizados encuentran muchos
usos en la técnica tales como fármacos, resinas de intercambio
iónico y resinas quelantes. Los polímeros funcionalizados se
preparan introduciendo diversos tipos de grupos funcionales en
polímeros insolubles. El polímero a usar como base para la
producción de un polímero funcionalizado debe ser un polímero capaz
de contener varios tipos diferentes de grupos funcionales que puedan
reaccionar con muchos tipos de compuestos diferentes.
Preferiblemente, el polímero contendrá grupos funcionales
electrófilos o nucleófilos. Un ejemplo de un polímero que tiene un
grupo funcional electrófilo es poliestireno clorometilado. Los
ejemplos de polímeros que tienen grupos funcionales nucleófilos
incluyen ácido poliacrílico donde el grupo funcional es -COOH,
alcohol polivinílico donde el grupo funcional es -OH,
polietilenimina donde el grupo funcional es -NH-, polivinilamina
donde el grupo funcional es -NH_{2}-.
La Patente de Estados Unidos Nº 4.605.701
(patente '701) describe un proceso para preparar un polímero de
monoalilamina reticulado. El método implica dispersar una solución
de polímero de monoalilamina en un disolvente acuoso y después en
un medio líquido que sea inmiscible con el disolvente acuoso. Esto
se continúa por el sometimiento de algunos de los grupos amino
presentes en el polímero a una reacción de reticulación con
formaldehído o un compuesto que tiene al menos dos grupos
funcionales reactivos con el grupo amino primario. De acuerdo con
la patente '701, el medio líquido normalmente es un hidrocarburo
alifático o aromático halogenado o no halogenado tal como
tetracloruro de carbono, tricloroetileno, diclorometano,
tetracloroetileno, clorobenceno, diclorobenceno, benceno, tolueno y
xileno.
Una de las dificultades que surge con el proceso
para preparar un polímero de monoalilamina reticulado como se
describe en la patente '701 es que este proceso emplea hidrocarburos
alifáticos o aromáticos para uso como medio líquido. Estos
hidrocarburos pueden ser perjudiciales y su eliminación puede ser
cara. Otra dificultad que surge con el proceso descrito en la
patente '701 es que el proceso de polimerización produce un lote
voluminoso debido al hinchamiento del gel y necesita el uso de
varios recipientes de reacción, lo cual hace que el proceso sea
difícil y
caro.
caro.
Por lo tanto, existe la necesidad en la técnica
de un proceso en solución para preparar polímeros funcionales
reticulados, tales como clorhidrato de polialilamina, en el que se
empleen materiales ambientalmente seguros y la polimerización se
realice en un solo recipiente de reacción para facilitar la
producción comercial del polímero.
La presente invención se refiere a un proceso en
solución para preparar un polímero funcionalizado. Más
específicamente, la presente invención implica un proceso para
preparar clorhidratos de polialilamina reticulados usando materiales
preferibles desde el punto de vista medioambiental. El proceso de
la presente invención no emplea hidrocarburos alifáticos o
aromáticos que puedan ser perjudiciales y caros de eliminar. El
proceso de la presente invención controla el hinchamiento del
polímero de polialilamina reticulado en un solo recipiente de
reacción que facilita la producción comercial del polímero.
La presente invención se refiere a un proceso en
solución para producir polialilamina reticulada y sus sales. En
particular, el proceso de la presente invención implica mezclar
clorhidrato de polialilamina, agua, un hidróxido o alcóxido y un
disolvente o co-disolventes orgánicos miscibles con
agua, en un recipiente de reacción, y después añadir un agente de
reticulación.
El proceso en solución de la presente invención
implica añadir polialilamina y/o sus formas de sal y agua a un
recipiente de reacción para formar una mezcla de reacción. El
clorhidrato de polialilamina preferiblemente tiene un peso
molecular de 1000 a 500.000, más preferiblemente de 5.000 a 30.000.
El clorhidrato de polialilamina está disponible en el mercado en
Nitto Boseki Company. LTD., Tokyo. Japón y Salbury Chemical. Inc.
Charles City. Iowa. Además, el clorhidrato de polialilamina puede
sintetizarse a partir de monoalilamina y ácido clorhídrico
concentrado como se describe en la Patente de Estados Unidos Nº
4.605.701.
La polialilamina usada en el proceso de la
presente invención puede estar en cualquier forma conocida en la
técnica, tal como en una forma sólida o acuosa. Las formas sólidas
de polialilamina pueden reconstituirse con agua. También pueden
usarse diversas formas de sal de polialilamina y, en particular, la
forma de sal clorhidrato puede ser ilustrativa de la presente
invención. Preferiblemente, el clorhidrato de polialilamina se
añade al recipiente de reacción en forma de una solución acuosa.
Cuando se usa una solución acuosa de clorhidrato de polialilamina,
tiene una proporción de agua del 25 al 75%, preferiblemente de
aproximadamente el 50%.
El agua añadida al recipiente de reacción
preferiblemente es agua destilada. La proporción de pesos entre el
agua (kg) y el clorhidrato de polialilamina (kg, en peso seco) es de
1,5:1,0 a 10,0:1,0, preferiblemente de 1,5:1,0 a 5,0:1,0.
Después de añadir el clorhidrato de
polialilamina y el agua al recipiente de reacción, la mezcla de
reacción resultante se mezcla durante un periodo de tiempo de 15
minutos a 90 minutos. Después de la mezcla, se añade un hidróxido o
alcóxido a la mezcla de reacción. Son ejemplos de hidróxidos que
pueden usarse en la presente invención hidróxido potásico,
hidróxido cálcico, hidróxido sódico e hidróxido de litio. Son
ejemplos de alcóxidos que pueden usarse en el proceso de la
presente invención metóxido sódico, etóxido sódico,
terc-butóxido sódico, metóxido potásico, etóxido
potásico y terc-butóxido potásico. La proporción de
pesos entre el hidróxido o alcóxido (kg) y el clorhidrato de
polialilamina (kg, en peso seco) es de 0,1:1,0 a 10,0:1,0,
preferiblemente de 0,3:1,0 a 5,0:1,0.
Después de añadir el hidróxido o alcóxido a la
mezcla de reacción, la mezcla de reacción se agita durante un
periodo de tiempo de 30 minutos a 120 minutos. Después de la
agitación, la mezcla de reacción se deja enfriar a una temperatura
de 15ºC a 40ºC, preferiblemente de 20ºC a 30ºC.
Después de enfriarse la mezcla de reacción, se
añade un disolvente orgánico miscible con agua a la mezcla de
reacción. El disolvente desplaza al agua de las partículas de
polialilamina facilitando el procesamiento adicional. El disolvente
miscible con agua puede ser un disolvente aprótico o un disolvente
prótico. Los disolventes apróticos o próticos miscibles con agua
que pueden usarse en esta invención son bien conocidos en la técnica
e incluyen alcoholes, dimetilformamida, tetrahidrofurano,
dimetilsulfóxido y acetonitrilo. Un disolvente aprótico miscible
con agua preferido que puede usarse en el proceso de la presente
invención es acetonitrilo. Un disolvente prótico miscible con agua
preferido que puede usarse en el proceso de la presente invención es
alcohol. Los alcoholes adecuados para la presente invención
incluyen isopropanol, metanol, etanol y butanol. Un disolvente
prótico miscible con agua más preferido que puede usarse en el
proceso de la presente invención es isopropanol. La proporción de
volúmenes entre disolvente miscible con agua y agua en la mezcla de
reacción puede ser de 0,5:1,0 a 10,0:1,0, preferiblemente de
1,5:1,0 a 5,0:1,0.
Debe entenderse que en lugar de usar un solo
disolvente, a la mezcla de reacción se le pueden añadir
co-disolventes. Por ejemplo, pueden usarse
disolventes apróticos y próticos juntos en el proceso para conseguir
el mismo fin. Además, el orden de adición de los reactivos
anteriores a la mezcla de reacción no es crítico para la presente
invención. Por ejemplo, el hidróxido o alcóxido puede añadirse al
recipiente de reacción en primer lugar seguido de la adición de
polialilamina, agua y disolvente. Sin embargo, la polialilamina, el
agua, el hidróxido o alcóxido y el disolvente o
co-disolventes deben añadirse antes de la adición
del agente de reticulación.
Después de la adición de los reactivos
anteriores a la mezcla de reacción, se añade un agente de
reticulación a la mezcla de reacción para reticular los grupos
amino del clorhidrato de polialilamina. El agente de reticulación
puede ser cualquier compuesto que contenga al menos dos grupos
funcionales que sean reactivos con los grupos amino del
hidrocloruro de polialilamina. Como se usa en este documento, la
expresión "grupo funcional" se refiere al centro de
reactividad en una molécula. Los grupos funcionales contenidos en el
agente de reticulación pueden ser grupos halógeno, grupos epoxi,
grupos carboxilo y grupos hidroxi. Por ejemplo, el agente de
reticulación puede ser epiclorhidrina o
1,3-dicloro-2-propanol.
En el proceso de la presente invención puede usarse un solo agente
de reticulación o múltiples agentes de reticulación para reticular
el clorhidrato de polialilamina. La proporción de pesos entre el
agente de reticulación y el clorhidrato de polialilamina en la
mezcla de reacción es de 0,01:1,0 a 10,0:1,0. Después de la adición
del agente de reticulación, la mezcla de reacción puede agitarse y
la mezcla de reacción empieza a formar una suspensión de partículas
de polialilamina. Después de completarse la agitación, la
suspensión de partículas puede recuperarse por filtración. El
recipiente de reacción después puede lavarse con un disolvente
orgánico miscible con agua, tal como acetonitrilo o isopropanol,
para retirar cualquier sólido residual. Los sólidos recogidos
después pueden lavarse con agua destilada y un disolvente orgánico
miscible con agua. Puede usarse cualquier disolvente miscible con
agua tal como acetonitrilo o isopropanol. Los sólidos después
pueden secarse usando cualquier técnica conocida en este campo. Por
ejemplo, los sólidos pueden secarse al vacío. Después del secado,
se recupera un clorhidrato de polialilamina reticulado.
Los clorhidratos de polialilamina reticulados de
la presente invención pueden usarse para unirse selectivamente a
fosfatos, metales de transición y complejos iónicos. Por ejemplo,
puede usarse polialilamina reticulada farmacéuticamente aceptable
para retirar fosfatos del lumen en pacientes que padecen
insuficiencia renal.
A un reactor revestido de vidrio de 30 galones
(114 l) se le añadieron 14,8 kg de solución de clorhidrato de
polialilamina (al 50% en agua) y 22,2 kg de agua destilada. El
contenido se mezcló durante aproximadamente 15 minutos. A esta
solución se le añadieron 2,26 kg de hidróxido sódico y la mezcla se
agitó durante aproximadamente 30 minutos hasta que se disolvió el
hidróxido sódico. Después de dejar enfriar la solución a
20ºC-30ºC, se añadieron 36,8 kg de acetonitrilo
seguido de 696 gramos de epiclorhidrina. La mezcla de reacción
después se agitó durante no menos de 21 horas a temperatura
ambiente. Se produjo una suspensión de partículas aproximadamente
en 2 horas. La suspensión después se filtró y el reactor se lavó con
10 kg de acetonitrilo para retirar todos los sólidos residuales. El
sólido recogido se lavó con 109,8 kg de agua destilada y 249 kg de
isopropanol acuoso al 70% para obtener una conductividad final de
0,09 m Siemen/cm. El producto después se secó al vacío con un
chorro de aire húmedo a 55ºC para producir 5,9 kg del producto
final.
Claims (17)
1. Un proceso en solución para producir
polialilamina reticulada o una forma de sal de la misma,
comprendiendo el proceso las etapas de:
a) mezclar polialilamina, agua, un hidróxido o
alcóxido y un disolvente o co-disolventes orgánicos
miscibles con agua;
b) añadir un agente de reticulación para formar
una polialilamina reticulada.
2. El proceso de la reivindicación 1, donde la
proporción de pesos entre agua y polialilamina en la mezcla de
reacción es de 1,5:1,0 a 10,0:1,0.
3. El proceso de la reivindicación 1, donde el
hidróxido se selecciona entre el grupo compuesto por hidróxido
sódico, hidróxido cálcico, hidróxido potásico e hidróxido de
litio.
4. El proceso de la reivindicación 1, donde el
alcóxido se selecciona entre el grupo compuesto por metóxido
sódico, etóxido sódico, terc-butóxido sódico,
metóxido potásico, etóxido potásico y terc-butóxido
potásico.
5. El proceso de la reivindicación 1, donde la
proporción de pesos entre hidróxido o alcóxido y polialilamina en
la mezcla de reacción es de 0,1:1,0 a 10,0:1,0.
6. El proceso de la reivindicación 1, donde el
disolvente orgánico miscible con agua es un disolvente aprótico.
7. El proceso de la reivindicación 1, donde la
polialilamina reticulada se recupera por filtración.
8. El proceso de la reivindicación 6, donde el
disolvente aprótico miscible con agua es acetonitrilo.
9. El proceso de la reivindicación 1, donde el
disolvente orgánico miscible con agua es un disolvente prótico.
10. El proceso de la reivindicación 9, donde el
disolvente prótico miscible con agua es isopropanol.
11. El proceso de la reivindicación 1, donde la
proporción de volúmenes entre el disolvente orgánico miscible con
agua y el agua en la mezcla de reacción es de 0,5:1,0 a
10,0:1,0.
12. El proceso de la reivindicación 1, donde el
agente de reticulación es un compuesto que tiene al menos dos
grupos funcionales que son reactivos con los grupos amino de la
polialilamina.
13. El proceso de la reivindicación 12, donde
los grupos funcionales se seleccionan entre un grupo halógeno,
grupo epoxi, grupo carboxilo o grupo hidroxilo.
14. El proceso de la reivindicación 12, donde el
agente de reticulación se selecciona entre el grupo compuesto por
epiclorhidrina y
1,3-dicloro-2-propanol.
15. El proceso de la reivindicación 1, donde la
proporción de pesos entre agente de reticulación y polialilamina en
la mezcla de reacción es de 0,01:1,0 a 10,0:1,0.
16. El proceso de la reivindicación 1, donde la
polialilamina es la forma de sal clorhidrato.
17. El proceso de la reivindicación 1, donde la
polialilamina reticulada está en forma de partículas filtrables.
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