ES2630182T3 - Composición que contiene al menos un producto de deshidratación interna de un azúcar hidrogenado - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de purificación de una composición que contiene al menos un producto de deshidratación interna de un azúcar hidrogenado, que comprende las etapas siguientes: a) una etapa durante la cual dicha composición se trata, después de puesta en solución o no, como carbón activo, b) una etapa subsiguiente durante la cual la composición, tratada con carbón activo, se trata con al menos un medio de intercambio iónico, c) una etapa subsiguiente durante la cual la composición resultante se trata con carbón activo.
Description
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DESCRIPCION
Composicion que contiene al menos un producto de deshidratacion interna de un azucar hidrogenado
La presente invencion tiene como objeto un nuevo procedimiento de purificacion de una composicion que contiene al menos un producto de deshidratacion interna de un azucar hidrogenado.
Se refiere tambien a la utilizacion de la composicion purificada asf obtenida en la preparacion de productos o mezclas polimericas o no, biodegradables o no, destinados en particular a las industrias qmmicas, farmaceuticas, cosmetologicas o alimenticias.
Finalmente, la presente invencion tiene tambien por objeto, como nuevo producto susceptible de ser obtenido segun dicho procedimiento una composicion del tipo en cuestion que presenta caractensticas particulares en terminos de pureza y de contenido de ciertas impurezas.
Por “azucar hidrogenado” en el sentido de la presente invencion, se entiende en particular:
- los hexitoles, tales como, por ejemplo, el sorbitol, el manitol, el iditol y el galactitol,
- los pentitoles, tales como, por ejemplo, el arabitol, el ribitol y el xilitol, y
- los tetritoles, tales como, por ejemplo, el eritritol.
Por “producto de deshidratacion interna” se entiende cualquier producto resultante, de cualquier modo, en una o varias etapas, de la eliminacion de una o varias moleculas de agua a nivel de la estructura interna original de un azucar hidrogenado, tal como los mencionados anteriormente.
Se puede tratar ventajosamente de productos de deshidratacion interna de hexitoles, en particular de dianhidro hexitoles o “isohexidas”, tal como isosorbida (1,4 - 3,6 dianhidro sorbitol), isomanida (1,4 - 3,6 dianhidro manitol) o isoidida (1,4 - 3,6 dianhidro iditol).
Entre estos azucares hidrogenados doblemente deshidratados, la isosorbida es hoy aquella para la cual el azucar se desarrolla en, o por lo menos se considera, mas aplicaciones industriales. Estas se refieren en particular a:
- la preparacion de 2-nitrato, 5-nitrato o 2,5 dinitrato de isosorbida, utiles en el tratamiento terapeutico de enfermedades, en especial cardfacas y/o vasculares - tal como se describe en la Patente US 4,371,703,
- la preparacion de derivados alquilados, en particular dimetilados, de la isosorbida, utiles en particular como disolventes en el ambito de la preparacion de compuestos farmaceuticos o cosmetologicos (Patente US 4,082,881), o incluso como principios activos de compuestos de higiene bucal (Patente EP 315 334),
- la preparacion de artfculos a base de alcohol polivimlico (Patente US 4,529,666), de poliuretanos (Patente US 4,383,051), o de poliesteres que contienen igualmente unidades monomeras de tipo “tereftaloilo” (Patentes US 3,223,752 y US 6,025,061),
- la preparacion de policondensados biodegradables (Patente WO 99/45 054),
- la preparacion de lacas acuosas (Patente US 4,418,174) o de composiciones con accion de recubrimiento y/o colorante de superficies (Patente US 5,766,679).
Para la mayona de las aplicaciones antes citadas de la isosorbida y otros productos de deshidratacion interna de azucares hidrogenados, en particular de otras isohexidas, se requiere en general aplicar un tratamiento de purificacion a las composiciones que resultan directamente de la etapa de deshidratacion propiamente dicha. Esto, en particular por el hecho de que todo azucar hidrogenado sometido a tal etapa (por ejemplo, el sorbitol) es susceptible, durante dicha etapa, de ser transformado, ademas del producto de deshidratacion buscado (por ejemplo, la isosorbida) en diversos productos tales como:
- isomeros de dicho producto buscado, por ejemplo, isomeros de la isosorbida, tales como la isomanida y la isoidida,
- productos menos deshidratados que el producto buscado o que sus isomeros, por ejemplo sorbitan, manitan o iditan,
- derivados que resultan de la oxidacion o mas generalmente de la degradacion de los productos antes mencionados, pudiendo incluir estos derivados, por ejemplo, cuando el producto buscado es la isosorbida, co-productos del tipo desoxi monoanhidro hexitoles, monoanhidro pentitoles, monoanhidro tetritoles, anhidro hexosas, hidroximetil furfural, o glicerina.
- derivados resultado de la polimerizacion de los productos antes mencionados, y/o
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- especies fuertemente coloreadas, de naturaleza mal definida.
Es conveniente recordar que, de manera general, la totalidad o parte de estas diferentes categonas de co-productos o impurezas se generan mas o menos en la etapa de deshidratacion propiamente dicha del azucar hidrogenado y esto, independientemente de las condiciones y precauciones puestas en practica en dicha etapa y, por ejemplo, independientemente:
- de la naturaleza y la forma de presentacion del catalizador acido de deshidratacion utilizado (acido mineral, acido organico, resina cationica, etc.), o
- de la cantidad de agua o de disolvente(s) organico(s) en el medio de reaccion inicial, o
- de la pureza de la composicion del azucar hidrogenado, por ejemplo, sorbitol, utilizado como materia prima principal.
Se han recomendado diferentes tecnologfas con las finalidades de obtener compuestos procedentes de dicha etapa de deshidratacion, por ejemplo, compuestos de isohexidas que presenten mejoras en terminos de pureza y ello de manera “directa” influyendo sobre las condiciones de la reaccion en dicha etapa y/o de manera “indirecta” aplicando uno o varios tratamientos de purificacion despues de la mencionada etapa.
A tftulo de ejemplo, la Patente GB 613,444 describe la obtencion, por deshidratacion en medio de agua/xileno, de una composicion de isosorbida que se somete a continuacion a un tratamiento de destilacion y despues de recristalizacion en una mezcla de alcohol/eter.
Un tratamiento de purificacion que asocia destilacion y recristalizacion en un alcohol alifatico inferior (etanol, metanol) se recomienda tambien recientemente en la patente WO 00/14081. Este documento indica, por otro lado, que en el caso en el que la destilacion es la unica etapa de purificacion considerada, es ventajoso llevar a cabo dicha etapa en presencia de borohidruro de sodio.
Otros autores han recomendado igualmente que la etapa de destilacion sea conducida en presencia de un compuesto horado, en particular acido borico o de una resina anionica previamente cargada de iones borato, tal como describe la Patente US 3.160.641.
Las Patentes US 4.408.061 y EP 323 994 consideran la realizacion de catalizadores de deshidratacion particulares (respectivamente un halogenuro de hidrogeno gaseoso y fluoruro de hidrogeno lfquido), asociados ventajosamente con acidos carboxflicos como co-catalizadores, y despues la destilacion de los compuestos brutos de isosorbida o de isomanida obtenidos de este modo.
La Patente US 4.564.692 menciona, sin dar detalles de la misma, la prepurificacion sobre “cambiadores de iones y/o carbon activo” de composiciones de isosorbida o de isomanida y, despues de la concentracion por evaporacion y sembrado de cristales de la isohexida buscada, la cristalizacion en agua de esta.
La Patente EP 380,402 reivindica por su parte la deshidratacion de azucares hidrogenados en presencia de hidrogeno bajo presion y catalizadores espedficos a base de una asociacion entre cobre y un metal noble del Grupo VIII o bien oro. Estas condiciones se presentan como que permiten disminuir significativamente la formacion de impurezas de naturaleza polimerica en la etapa de deshidratacion propiamente dicha.
Mas recientemente, se ha descrito en la Patente EP 915,091 la posibilidad de disminuir todavfa ventajosamente la generacion de dichos polfmeros poco deseables, y esto mediante la puesta en practica de catalizadores de hidrogenacion estables en los acidos en la etapa de deshidratacion.
Resulta de lo anterior que la obtencion de compuestos de alta pureza a base de isohexidas o de otros azucares hidrogenados deshidratados impone de manera general la puesta en practica, al menos en un momento determinado, de medios que son como mrnimo:
- o bien costosos, tal como el hidrogeno asociado a los catalizadores y co-catalizadores de hidrogenacion,
- o bien potencialmente peligrosos para el hombre y el medio ambiente, en todo caso de utilizacion muy reglamentada, tal como los disolventes organicos,
- o bien poco eficaces en terminos de rendimiento como la tecnologfa de cristalizacion en el agua.
Ademas, las patentes antes citadas no se interesan en general por el problema de la estabilidad en el tiempo de las composiciones purificadas obtenidas, comprendiendo aquellas que han sido mas o menos decoloradas en el tratamiento de purificacion.
Segun la solicitante, no ha sido posible hasta este momento, en la practica industrial, preparar eficazmente composiciones, por ejemplo de isosorbida, que presenten simultaneamente una pureza de al menos el 98,5%
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(seco/seco), un color blanco (en polvo) o incoloro (en solucion) y una buena estabilidad, sin recurrir sucesivamente a una etapa de destilacion despues de una etapa de cristalizacion en medio de disolvente organico.
En efecto, la via alternativa que consiste en una simple destilacion del medio que procede de la etapa de deshidratacion y su transformacion, por enfriamiento, en una composicion de tipo “concentrada”, no permite conseguir resultados satisfactorios en terminos de purificacion, en particular de coloracion (color de amarillo a marron) y de estabilidad. La utilizacion, antes de la evaporacion, de una etapa complementaria de tratamiento sobre carbon activo granular de un destilado previamente puesto en solucion, permite obtener una composicion mejorada en terminos de color pero de ninguna manera en terminos de pureza. Ademas, tal composicion presenta una estabilidad a lo largo del tiempo relativamente limitada. La comparua solicitante ha descubierto, despues de numerosas investigaciones, que era posible obtener unas composiciones a base de isohexida(s), y otros azucares hidrogenados deshidratados, de alta pureza (incluso superior o igual al 99,5%) y de estabilidad mejorada, sin recurrir obligatoriamente a una etapa de cristalizacion en el medio disolvente, y esto utilizando, en un orden particular, al menos una etapa de tratamiento de decoloracion y al menos una etapa de intercambio ionico.
De manera mas precisa, la presente invencion tiene como objetivo un procedimiento de purificacion de una composicion que contiene al menos un producto de deshidratacion interna de un azucar hidrogenado, caracterizado por que comprende:
a) una etapa eventual durante la cual dicha composicion se trata, despues de haberla vuelto a poner en solucion o no, con al menos con un medio de decoloracion.
b) una etapa posterior durante la cual la composicion, eventualmente tratada con un medio de decoloracion, se trata con al menos un medio de intercambio ionico, y
c) una etapa posterior durante la cual la composicion resultante se trata con al menos un medio de decoloracion.
Segun una variante ventajosa de dicho procedimiento, esta se caracteriza por que comprende:
a) una etapa durante la cual la composicion, vuelta a poner en solucion o no, se trata con carbon activo,
b) una etapa posterior durante la cual la composicion resultante se trata con al menos un medio de intercambio ionico,
c) una etapa posterior durante la cual la composicion resultante se trata con carbon activo.
De manera aun mas preferente, el carbon activo utilizado:
- durante la etapa a) esta en forma granular,
- durante la etapa c) esta en forma de polvo.
Segun otra variante, el medio de intercambio ionico utilizado en la etapa b) comprende al menos una resina anionica y al menos una resina cationica. Preferentemente, este medio esta compuesto por un lecho mixto de resina o resinas anionica(s) y cationica(s) o por una sucesion de resina o resinas cationica(s) y despues anionica(s) o por una sucesion de resina(s) anionica(s) y despues cationica(s). De manera muy ventajosa, las resinas utilizadas son las resina(s) cationica(s) y anionica(s) fuertes.
Segun otra modalidad del procedimiento segun la invencion, este comprende una etapa d) durante la cual la composicion resultante de la etapa c) se somete, despues del filtrado eventual, a un tratamiento de concentracion para obtener un producto “concentrado” despues, eventualmente, de la cristalizacion, en particular en medio disolvente organico y/o de seco.
Las composiciones sometidas al procedimiento de purificacion segun la invencion contienen al menos un producto de deshidratacion interna de un azucar hidrogenado tal como el ha definido anteriormente, pudiendo ser la deshidratacion total o parcial.
En general, dichas composiciones contienen una mezcla de varios de esos productos en la que predomina ponderalmente uno de ellos. El primer objetivo del procedimiento de purificacion segun la invencion es el de conferir a estas composiciones una propiedades mejoradas en terminos de estabilidad y de coloracion y todo ello preservando, eventualmente aumentando, la proporcion ponderal de este azucar hidrogenado particular con respecto a la totalidad de las otras especies contenidas en la materia seca (“MS”) de dichas composiciones.
Estas composiciones se pueden obtener segun cualquiera de las etapas de deshidratacion despues, eventualmente, de la destilacion descritas en cualquiera de las patentes antes citadas. El procedimiento segun la invencion es, no obstante, igualmente aplicable de manera ventajosa, si se desea, a composiciones ya purificadas por cristalizacion en medio disolvente o en el agua y que, para este caso, se ponen generalmente de nuevo en solucion con el fin de ser tratados de acuerdo con la invencion.
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La composicion sometida a un procedimiento de purificacion segun la invencion puede consistir ventajosamente en una composicion de isohexida, es decir una composicion, cualquiera que sea su origen, naturaleza, forma de presentacion, y su composicion, que contenga una isohexida en mezcla o no con una o varias otras isohexida(s), siendo la mencionada isohexida en cualquier caso la especie mas presente y generalmente mayoritaria, en el seno de la MS contenida en dicha composicion.
Segun la naturaleza de la isohexida que predomina ponderalmente, se puede tratar en particular de una composicion de isosorbida, de isomanida, de isoidida o de isogalactida.
Segun una variante preferida, la composicion sometida a un procedimiento de purificacion, segun la invencion, consiste en una composicion de isosorbida.
La compama solicitante ha descubierto que, de manera destacable, el procedimiento de purificacion tal como se ha reivindicado, es decir asociando la utilizacion sucesiva de un medio de intercambio ionico despues de la decoloracion, permitfa obtener unas composiciones mejoradas en terminos de estabilidad.
Por “estabilidad” se comprende en particular la estabilidad en el tiempo de la composicion en terminos de evolucion del pH, de la conductividad y/o del contenido de ciertas impurezas. Estas se refieren en particular al acido formico y, de manera general, a especies ionicas, no habiendo sido el conjunto de estos productos espedficamente estudiado en la tecnica anterior antes mencionada. La compama solicitante piensa que, en cualquier hipotesis, la totalidad o parte de esos productos podnan jugar el papel de “promotores” y/o de “reveladores” de la inestabilidad de las composiciones consideradas.
Este resultado es tanto o mas sorprendente cuanto que los trabajos realizados por la solicitante han demostrado que los medios de decoloracion y de intercambio ionico utilizados no solamente de manera individual, sino igualmente asociados segun un orden inverso (decoloracion y despues intercambio ionico), no permitfan de modo alguno conseguir los mismos rendimientos, en especial, en terminos de estabilidad de la composicion purificado resultante.
Se ha observado, por ejemplo, que el tratamiento de una composicion de isosorbida previamente pasado sobre una columna de carbon activo granular, por una sucesion de resinas cationicas fuertes y despues anionicas fuertes, tema, en definitiva, un efecto desestabilizante sobre la composicion de isosorbida decolorada asf obtenida. La solicitante ha descubierto en particular que dicha utilizacion, no conforme con la invencion, tema por efecto desfavorable aumentar la propension de la composicion de isosorbida 1) a acidificarse globalmente (medicion del pH) y en particular 2) a generar acido formico pero tambien 3) a generar especies ionicas (medida global de la conductividad), durante un almacenamiento incluso de poca duracion (2 dfas) a una temperatura relativamente poco elevada (60°C).
El hecho de utilizar un segundo medio de decoloracion, en este caso carbon activo pulverulente, antes del tratamiento sobre resinas, no ha permitido disminuir significativamente esta tendencia.
A la inversa, el hecho de utilizar el mismo carbon activo despues del mismo tratamiento sobre resinas y ello conforme a la presente invencion, ha permitido, de manera curiosa, obtener una composicion de isosorbida que, durante el mismo tratamiento de almacenamiento, ha mostrado una propension mucho menos marcada a acidificarse y a generar acido formico y especies ionicas.
Como continuacion de ello, se dispone en lo sucesivo de un medio simple y eficaz de preparacion de compuestos mejorados de isohexidas y otros azucares hidrogenados deshidratados (sorbitan, manitan, iditan, galactitan, xilitan, rabitan o eritritan), en particular compuestos mejorados de isosorbidas y de isomanida.
Este medio permite en especial la obtencion de compuestos de isosorbida o de isomanida que presentan:
- una pureza en isosorbida o isomanida de al menos igual al 98,5%, preferentemente al menos igual al 99,0%, expresada en peso seco con respecto al peso seco total de dicha composicion, y
- un contenido de acido formico en forma libre y/o en forma de sales, como maximo igual al 0,01%, expresado igualmente en peso seco con respecto al peso seco total de dicha composicion,
- preferentemente, una conductividad como maximo igual a 20 microsiemens por centfmetro (20 ^S/cm) y/o 1 microsiemens por centimetro equivale a 10-4 siemens por metro.
Dicha conductividad se mide segun un ensayo A que consiste en ajustar, si es necesario, la materia seca (MS) de la composicion de isosorbida a un valor del 5% diluyendo dicha composicion en agua destilada o, inversamente, concentrandolo al vado y midiendo despues la conductividad de la composicion al 5% asf obtenida.
De manera destacable, este medio permite, en particular en asociacion con una etapa anterior o posterior de cristalizacion, la obtencion de composiciones de isosorbida asf caracterizadas modo y que presentan una pureza de al menos igual al 99,5%, preferentemente al menos igual al 99,6% y por ejemplo del orden del 99,8%, tal como se ha ejemplificado mas adelante.
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El procedimiento segun la invencion permite igualmente la obtencion de compuestos de isosorbida o isomanida que presentan:
- una pureza en isosorbida o isomanida de al menos igual al 98,5%, preferentemente al menos igual al
99,0%,
- un contenido total en monoanhidro pentitoles como maximo igual al 0,1%, preferentemente como maximo igual al 0,07%, y
- un contenido total en mono desoxi- y di desoxi- monoanhidro hexitoles, como maximo igual al 0,1%, preferentemente como maximo igual al 0,08%, siendo expresados estos porcentajes en peso seco con respecto al peso seco total de dicha composicion.
Tal como se ha indicado, este procedimiento permite la obtencion de composiciones de isosorbida asf caracterizadas y que presentan una pureza al menos igual al 99,5%, preferentemente al menos igual al 99,6%.
El contenido en isosorbida y otros azucares hidrogenados deshidratados se mide de manera clasica por cromatograffa en fase gaseosa (CPG).
El contenido de acido formico se mide de manera clasica por cromatograffa ffquida de alto rendimiento (HPLC).
En conocimiento de la solicitante, unas composiciones de isosorbida o de isomanida asf caracterizadas constituyen unos productos industriales nuevos. Debido a que son susceptibles de ser obtenidas conforme a la invencion, sin recurrir obligatoriamente a una etapa d) de cristalizacion en medio disolvente organico, y/o haciendo intervenir una etapa final de secado, estas composiciones de isosorbida o de isomanida asf caracterizadas pueden encontrarse ventajosamente exentas de trazas de cualquier disolvente organico para ciertas aplicaciones.
Las composiciones de isosorbida y otros productos de deshidratacion interna de azucares hidrogenados, como la isomanida, tales como las obtenidas segun la invencion, se pueden presentar en diversas formas ffquidas o solidas y en particular en forma de destilados purificados, de masas o composiciones de cristales muy individualizados. Las formas solidas pueden presentar, ademas, un color blanco y un contenido de agua como maximo igual al 1%, preferentemente como maximo igual al 0,6% y en particular comprendido entre el 0,10% y el 0,55%.
Teniendo en cuenta sus caractensticas de pureza, de estabilidad y/o de color, estas composiciones se pueden utilizar ventajosamente en numerosas industrias y en especial como intermediarios de smtesis, comonomeros (incluyendo el alargamiento de cadenas), agente disolvente, agente plastificante, agente lubrificante, agente de carga, edulcorante y/o principio activo en la preparacion de productos o mezclas, polimericas o no, biodegradables o no, destinadas a las industrias qmmica, farmaceutica, de cosmeticos o alimentaria.
La presente invencion se describira de manera mas detallada con ayuda de los ejemplos siguientes, que no son en modo alguno limitativos.
Ejemplo 1
En un reactor agitado con doble capa se introduce 1 kg de una solucion de sorbitol al 70% de MS comercializada por la solicitante, denominacion “NEOSORB® 70/02” Y 7 g de acido sulfurico concentrado. La mezcla obtenida se calienta al vacfo (presion aproximada 100 mbars) durante 5 horas, de manera que se elimina el agua contenida en el medio de reaccion original y la cual procede de la reaccion de deshidratacion del sorbitol.
El producto bruto de reaccion se enfna a continuacion a unos 100°C y despues se neutraliza con 11,4 g de una solucion de sosa al 50%. La composicion de isosorbida asf neutralizada se destila a continuacion al vacfo (presion inferior a 50 mbars).
El destilado bruto de isosorbida ligeramente coloreado (color amarillo claro) se pone en solucion a continuacion en agua destilada, de manera que se obtiene una solucion al 40% de MS.
Esta solucion es percolada a continuacion sobre una columna de carbon activo granular de tipo “CECA DC 50” con una velocidad de 0,5 BV/h (“Bed volume” o “Volume de lecho”/hora en el que 1 BV/h = 1 m3/(m3^h)). La composicion de isosorbida decolorada asf obtenida se pasa a continuacion, a una velocidad de 2 BV/h, sucesivamente sobre una columna de resina cationica fuerte de tipo “PUROLITE C 150 S” y despues por una columna de resina anionica fuerte de tipo “AMBERLITE IRA 910”.
Esta solucion se trata a continuacion mediante carbon activo en polvo de tipo “NORDIT SX+” a 20°C durante 1 hora. El carbon activo se utiliza a razon del 5% expresado en peso seco/peso seco de solucion.
Despues de la filtracion la solucion de isosorbida se concentra al vacfo. La masa fundida obtenida cristaliza en el enfriamiento en forma de un “concentrado” de cristales grandes que se tritura a continuacion para obtener un polvo de color blanco que presenta una humedad del 0,3% y por lo tanto una MS del 99,7%.
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Esta composicion de isosorbida, obtenida segun la invencion, presenta las caractensticas que se indican a continuacion, cuyos porcentajes se han expresado segun el peso total de dicha composicion.
- agua
- 0,3
- isosorbida
- 98,8%
- isomanida
- 0,3%
- otros dianhidro hexitoles
- 0,3%
- monoanhidro pentitoles
- < 0,025%
- desoxi hexitoles
- < 0,070%
- acido formico
- < 0,0005%
- pH*
- 6,6
- conductividad*
- < 20 uS/cm
* medida despues de la dilucion de la composicion a una MS del 5%.
La composicion obtenida, segun la invencion, presenta por lo tanto una pureza en isosorbida de 98,8/99,7, es decir, aproximadamente el 99,1%.
Se introducen 20 g de este concentrado de isosorbida en un recipiente de plastico taponado, que se almacena por su parte en un horno a 60°C. Despues de 2 dfas de almacenamiento en estas condiciones, se observa que esta composicion ha evolucionado ligeramente en terminos de pH (reduccion de 0,6 unidades de pH) pero que en particular su pureza de isosorbida, su concentracion de acido formico y su conductividad no han evolucionado significativamente, permaneciendo estas dos ultimas caractensticas a un nivel muy bajo (respectivamente < 0,005% y < 50 uS/cm).
Ejemplo 2
En estos ensayos el destilado bruto de isosorbida, tal como el obtenido en el Ejemplo 1, se purifica segun diferentes variantes no conformes a la invencion, a saber respectivamente:
- Ensayo 1: el destilado se trata unicamente sobre carbon activo granular antes de ser cristalizado en forma de concentrado.
- Ensayo 2: el destilado se trata unicamente sobre resinas (cationica fuerte y despues anionica fuerte) antes de ser cristalizado (concentrado),
- Ensayo 3: el destilado es trata de inmediato sobre carbon activo y despues sobre resinas (cationica fuerte y despues anionica fuerte) antes de ser cristalizado (concentrado),
- Ensayo 4: el destilado se trata sucesivamente sobre carbon activo granular y despues con carbon activo en polvo antes de ser filtrado y despues tratado sobre resinas y cristalizado (concentrado).
Se constata que el conjunto de composiciones de isosorbida, tales como las que resultan directamente de estos procedimientos, presentan globalmente:
- un pH ligera o significativamente inferior al del concentrado obtenido en el Ejemplo 1, es decir, un pH situado entre 5,6 (Ensayo 2) y 6,5 aproximadamente (Ensayos 3 y 4),
- una conductividad inferior a 20 uS/cm (Ensayos 2 a 4), incluso ligeramente superior (23 uS/cm - Ensayo
1), y
- una proporcion de acido formico inferior al 0,0005% o 5 ppm (Ensayos 2 a 4) o incluso ligeramente superior (0,0015% o 15 ppm -Ensayo 1)
Sin embargo, se constata que en condiciones de almacenamiento identicas a las descritas para el Ejemplo 1, el conjunto de estas composiciones muestra:
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- una reduccion de pH del al menos el triple de la observada en el ambito del Ejemplo 1 y en particular de 4 veces (Ensayo 4) hasta 5 veces (Ensayo 3) superior a esta ultima,
- una genesis de acido formico mucho mas significativa que en el ambito del Ejemplo 1, superando la tasa de acido formico en todo caso en valor del 0,01% y alcanzando valores superiores al 0,02% (Ensayo 4) e incluso superiores al 0,04% (Ensayo 3) e incluso al 0,08% (Ensayo 2).
Ademas, las composiciones procedentes de los Ensayos 2 y 3 muestran una tendencia muy marcada a generar especies ionicas en el almacenamiento puesto que, despues de 2 dfas solamente, su conductividad alcanza el valor de 40 uS/cm (Ensayo 3), incluso superando el valor de 80 uS/cm (Ensayo 2).
Despues de ello, de manera muy sorprendente, el procedimiento segun la invencion, tal como ha sido ideado por la solicitante en el Ejemplo 1 y que preve la utilizacion de un medio de decoloracion despues de un medio de intercambio ionico, permite obtener composiciones, en este caso de isosorbida, mucho mas estables que las obtenidas segun el conjunto de procedimientos descritos en la presente ejemplo 2.
Esta mejora por la utilizacion de estos dos medios espedficos segun un orden particular es tanto o mas inesperada si se consideran los efectos obtenidos respectivamente o bien con cada uno de dichos medios tomados aisladamente (Ensayos 1 y 2) o bien con estos medios asociados pero en un orden inverso (Ensayos 3 y 4).
Ejemplo 3
En estos ensayos, de acuerdo con la invencion, se ha obtenido un destilado bruto de isosorbida y despues ha sido tratado de la misma manera que en el Ejemplo 1, a excepcion de ciertas variantes, a saber respectivamente:
- Ensayo 5: el concentrado, tal como se ha obtenido en el Ejemplo 1, se pone en solucion, en caliente, en metanol. La solucion resultante al 75% de MS se enfna hasta una temperatura de -15°C aproximadamente y se transforma en una composicion de cristales mejor individualizados que los del concentrado inicial,
- Ensayo 6: la composicion de sorbitol utilizado como materia prima para la etapa de deshidratacion propiamente dicha ha sido modificado previamente por cromatograffa por medio de una columna PURO- LITE de tipo “PCR 432” en forma de calcio,
- Ensayo 7: la etapa de destilacion se hace en presencia del 0,5% de Na B H4 (seco/seco),
- Ensayo 8: la solucion al 40% MS sometida al tratamiento sobre carbon activo granular y despues, de acuerdo con la invencion, sobre resinas cationicas y anionicas y despues sobre carbon activo pulverulento, resulta de la redisolucion en el agua de cristales de isosorbida, habiendo sido obtenidos estos de manera clasica por cristalizacion en metanol de un concentrado de isosorbida a su vez obtenido por destilacion.
El conjunto de las composiciones obtenidas de acuerdo con la invencion presenta un contenido de agua comprendido entre 0,1% (Ensayo 8) y 0,5% (Ensayo 5), asf como una pureza todavfa superior (ligeramente) a la del producto obtenido en el Ejemplo 1. Esta pureza en isosorbida esta comprendida entre el 99,2% (Ensayo 7) y el 99,6% (Ensayos 5,6 y 8).
Es destacable, por otra parte que este nivel de pureza (99,6%) pueda obtenerse, en particular, en ausencia de cualquier etapa de cristalizacion segun el Ensayo 6.
Este producto y estos resultados de los Ensayos 5, 7 y 8 presentan, por otra parte, una buena estabilidad en el almacenamiento y tasas de impurezas espedficas conforme a la presente invencion.
Ejemplo 4
El destilado bruto, tal como el obtenido en el Ejemplo 1, es puesto en solucion en 2-propanol, a una temperatura de 60°C, de manera que se obtiene una solucion al 75% de materia seca (MS). Esta solucion se enfna lentamente a continuacion durante 5 horas a una temperatura de 10°C. Se anade un cebador de isosorbida recristalizada a 40°C.
Los cristales se escurren a continuacion en una escurridora y se lavan con un poco de 2-propanol.
Despues del secado al vado, los cristales se ponen en solucion en agua de manera que se obtiene un MS al 40%.
Esta solucion es percolada sobre una columna de carbon activo granular (CPG 12-40) a una velocidad de 0,5 BV/h. La composicion de isosorbida asf obtenida se pasa a continuacion a una velocidad de 2 BV/h sucesivamente sobre una columna de resina cationica fuerte y despues sobre una columna de resina anionica fuerte tal como la descrita en el Ejemplo 1 de la presente patente.
La solucion se trata a continuacion mediante carbon activo en polvo del tipo NORIT SX+ a 20°C durante 1 hora. El carbon activo se utiliza a razon del 0,2% expresado en peso seco/peso seco de solucion.
5
10
15
20
25
30
Despues de la filtracion, la solucion de isosorbida se concentra al vado. La masa fundida obtenida cristaliza en enfriamiento en forma de un concentrado que se tritura a continuacion para obtener un polvo blanco que presenta una humedad del 0,2%.
Esta composicion de isosorbida, obtenida de acuerdo con la invencion, presenta las caractensticas que se indican a continuacion, cuyos porcentajes se han expresado con respecto al peso total de dicha composicion.
- agua
- 0,2%
- isosorbida
- 99,6%
- isomanida
- no detectado
- otros dianhidro hexitoles
- 0,03%
- monoanhidro pentitoles
- no detectado
- desoxi hexitoles
- no detectado
- acido formico
- < 0,0005%
- pH
- 6,5
- conductividad
- < 20 uS/cm
Su pureza en isosorbida es por lo tanto de 99,6/99,8, es decir aproximadamente 99,8%.
Se introducen 20 g de este concentrado de isosorbida en un recipiente de plastico taponado, que se almacena en un horno a 60°C. Despues de 14 dfas de almacenamiento se observa que su pureza en isosorbida y su concentracion en acido formico no han evolucionado.
Ejemplo 5
En un reactor agitado con doble capa se introducen 700 g de manitol, 300 g de agua y 21 g de acido sulfurico concentrado. La mezcla obtenida se calienta al vado (40 mbars) durante 8 horas, de manera que se elimina el agua contenida en el medio reactivo y la que proviene de la reaccion de deshidratacion del manitol.
El producto bruto de reaccion se neutraliza con una solucion de sosa al 50%. La composicion de isomanida se destila a continuacion al vado.
El destilado bruto se pone en solucion en agua, de manera que se obtiene una materia seca del 40%.
Esta solucion es percolada sobre una columna de carbon activo granular (CPG 12-40) a una velocidad de 0,5 BV/h. La composicion de isomanida asf obtenida se pasa a continuacion a una velocidad de 2 BV/h, sucesivamente sobre una columna de resina cationica fuerte y despues en una columna de resina anionica fuerte como las descritas en el Ejemplo 1.
La solucion se trata a continuacion mediante carbon activo en polvo de tipo NORIT SX+ a 20°C durante 1 hora. El carbon activo se utiliza a razon del 5% expresado en peso seco/peso seco de solucion.
Despues de filtracion la solucion de isomanida se concentra al vado. La masa fundida obtenida cristaliza en el enfriamiento en forma de un concentrado que se tritura a continuacion para obtener un producto en polvo blanco que presenta una humedad del 0,3%.
Esta composicion de isomanida, obtenida de acuerdo con la invencion, presenta las caractensticas que se indican a continuacion, habiendose expresado el porcentaje con respecto al peso total de dicha composicion.
- Agua
- 0,5%
- Isomanida
- 98,0%
- Isosorbida
- 0,9%
- otros dianhidro hexitoles
- 0,3%
- acido formico
- < 0,0005%
- pH
- 6,5
- Conductividad
- < 20 uS/cm
Su pureza en isomanida es por lo tanto del 98/99,5%, es decir aproximadamente el 98,5%
Se introducen 20 g de este concentrado de isomanida en un recipiente de plastico taponado, almacenado sobre un horno a 60°C. Despues de 14 dfas de almacenamiento, se observa que su pureza en isosorbida y su concentracion 5 en acido formico no han evolucionado.
Claims (6)
- 510152025REIVINDICACIONES1. Procedimiento de purificacion de una composicion que contiene al menos un producto de deshidratacion interna de un azucar hidrogenado, que comprende las etapas siguientes:a) una etapa durante la cual dicha composicion se trata, despues de puesta en solucion o no, como carbon activo,b) una etapa subsiguiente durante la cual la composicion, tratada con carbon activo, se trata con al menos un medio de intercambio ionico,c) una etapa subsiguiente durante la cual la composicion resultante se trata con carbon activo.
- 2. Procedimiento, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el procedimiento comprende:a) una etapa durante la cual dicha composicion, vuelta a poner en solucion o no, se trata con carbon activo en forma granular,b) una etapa subsiguiente durante la cual la composicion resultante se trata con al menos con un medio de intercambio ionico,c) una etapa subsiguiente durante la cual la composicion resultante se trata con carbon activo en forma pulverulenta.
- 3. Procedimiento, segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el medio de intercambio ionico comprende al menos una resina anionica, preferentemente al menos una resina anionica fuerte, y al menos una resina cationica, preferentemente al menos una resina cationica fuerte.
- 4. Procedimiento, segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que comprende una etapa d) durante la cual la composicion resultante de la etapa c) se somete, despues de filtracion eventual, a un tratamiento de concentracion para obtener un concentrado y, eventualmente, a un tratamiento de cristalizacion, en particular en un medio disolvente y/o de secado.
- 5. Procedimiento, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el producto de deshidratacion interna de un azucar hidrogenado es un dianhidrohexitol.
- 6. Procedimiento segun la reivindicacion 5, caracterizado por que el dianhidrohexitol se selecciona entre la isosorbida, la isomanida y la isoidida.
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