PL192178B1

PL192178B1 - Sposób oczyszczania surowego kwasu salicylowego

Info

Publication number: PL192178B1
Application number: PL331398A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Heropolitański; Edward Grzywa; Irena Grzywa-Niksińska; Małgorzata Machałowska; Jan Król; Lech Lewicki; Andrzej Lamparski
Original assignee: Inst Chemii Przemyslowej Im Pr; Zaklady Farm Polpharma Sa
Priority date: 1999-02-11
Filing date: 1999-02-11
Publication date: 2006-09-29
Also published as: PL331398A1

Abstract

1. Sposób oczyszczania surowego kwasu salicylowego, zwłaszcza po jego syntezie z fenolu, znamienny tym, że wodny roztwór surowego kwasu salicylowego o wartości pH wynoszącej 5,3-9,8 i o zawartości suchej masy nie więcej niż 23% oczyszcza się za pomocą kationitu w formie zablokowanej grupy funkcyjnej i niejonowego sorbenta niepolarnego lub średniopolarnego oraz ewentualnie amonitu słabo- lub średniozasadowego w formie chlorkowej lub siarczanowej i po oczyszczeniu roztworu wytrąca się z niego kwas salicylowy w znany sposób.

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu oczyszczania surowego kwasu salicylowego zwłaszcza roztworów powstałych przy jego syntezie z fenolu.

Kwas salicylowy jest kwasem o-hydroksybenzoesowym. Sam kwas oraz jego pochodne znajdują szerokie zastosowanie w medycynie.

Kwas salicylowy otrzymywany jest na skalę przemysłową na drodze syntezy z fenolu przez ogrzewanie go w autoklawach z wodorotlenkiem sodu, a następnie dwutlenkiem węgla. Powstały w wyniku syntezy salicylan sodu rozpuszcza się w wodzie wytwarzając roztwór wodny, który zawiera około 30% suchej masy.

W roztworze, poza składnikiem głównym salicylanem sodu znajduje się szereg ubocznych produktów reakcji. Jest to ciecz o bardzo ciemnym zabarwieniu, zbliżonym do koloru kawy. Dla celów farmaceutycznych kwas salicylowy musi odznaczać się bardzo wysoką czystością. Zawartość kwasu o-hydroksybenzoesowego w produkcie nie może być mniejsza od 99,4%.

W przemyśle stosuje się najczęściej dwie metody oczyszczania surowego kwasu salicylowego. Jedną z nich jest metoda oczyszczania przez sublimację. Polega ona na tym, że surowy roztwór salicylanu sodu po odsączeniu zanieczyszczeń mechanicznych, zakwasza się kwasem mineralnym, a wytrącony tym sposobem surowy, silnie zanieczyszczony kwas salicylowy poddaje się procesowi sublimacji. Metoda ta daje kwas o wysokiej czystości jest jednak wysoce energochłonna i w związku z tym bardzo kosztowna.

Inna metoda, polega na usuwaniu substancji barwnych i zanieczyszczających przy użyciu węgla aktywnego, niekiedy wraz z pyłem cynkowym. Surowy roztwór po syntezie, miesza się z węglem aktywnym i ogrzewa, a następnie filtruje. Aby uzyskać pozytywny efekt oczyszczania operację ogrzewania z węglem trzeba wykonać 3-4 krotnie stosując około 10% wagowych węgla w stosunku do ilości kwasu salicylowego.

Metoda ta jest również bardzo droga ze względu na koszt węgla, straty kwasu salicylowego oraz uciążliwa ze względu na odpady.

Sposób według wynalazku eliminuje te trudności i pozwala na uzyskanie kwasu salicylowego o czystości farmaceutycznej w sposób znacznie prostszy technologicznie i ekonomiczny.

Sposób według wynalazku polega na usuwaniu zanieczyszczeń, przy użyciu odpowiednio dobranych sorbentów syntetycznych i zachowaniu pewnych warunków prowadzenia procesu.

Stosowanie do oczyszczania substancji organicznych sorbentów niejonowych i jonowymiennych jest znane i stosowane w wielu przypadkach. Jednakże przy związkach specyficznych, a przede wszystkim takich, które muszą odznaczać się bardzo wysoką czystością, jak związki farmaceutyczne, metody te często nie dawały się zastosować z wynikiem pozytywnym. Zastosowanie metod sorpcyjnych wymaga nie tylko dobrania odpowiednich sorbentów, ale również w zależności od występujących zanieczyszczeń, odpowiednich warunków jak kwasowość, stężenie, temperatura itp.

Stwierdzono, że w roztworze po syntezie kwasu salicylowego znajdują się różne rodzaje zanieczyszczeń, w zależności od czystości stosowanych surowców i warunków prowadzenia syntezy. Do usuwania jednych z nich zastosowano kationity w formie sodowej lub potasowej do innych sorbenty niejonowe niepolarne lub średniopolarne, a do jeszcze innych anionity słabo zasadowe w formie chlorkowej lub siarczanowej. Metoda wymaga także ścisłego przestrzegania kwasowości roztworu oraz zawartości suchej masy.

Sposób oczyszczania surowego kwasu salicylowego, zwłaszcza po jego syntezie z fenolu, według wynalazku polega na tym, że wodny roztwór surowego kwasu salicylowego, o wartości pH wynoszącej 5,3-9,8 i o zawartości suchej masy nie więcej niż 23%, oczyszcza się za pomocą kationitu w formie zablokowanej grupy funkcyjnej i niejonowego sorbenta niepolarnego lub średniopolarnego. W przypadku dużej i różnorodnej ilości zanieczyszczeń ewentualnie stosuje się dodatkowo do oczyszczania anionit słabozasadowy lub średniozasadowy w formie chlorkowej lub siarczanowej. Po oczyszczeniu roztworu wytrąca się z niego kwas salicylowy w znany sposób.

Korzystnie jest roztwór surowego kwasu salicylowego przepuszczać najpierw przez kolumnę zawierającą kationit w formie sodowej lub potasowej, a następnie przez niejonowy sorbent niepolarny lub średniopolarny.

W sposobie oczyszczania według wynalazku korzystnie jest jako kationit stosować kationit typu Amberlit IRC-50, IRC-718, lub typu Wofatyt CA-20 w formie sodowej lub potasowej zaś jako niejonowy niepolarny stosować sorbent typu Amberlit XAD-4 lub Diaon HP-10, a jako sorbent średniopolarny

PL 192 178 B1 stosować sorbent typu Amberlit XAD-7. Jako anionit słabozasadowy korzystnie jest stosować anionit typu Amberlit IRA-67.

W przypadku szczególnie silnych zanieczyszczeń, przed wytrąceniem kwasu salicylowego, do roztworu otrzymanego po oczyszczeniu na jonicie i sorbencie, po doprowadzeniu jego pH do wartości powyżej 8, korzystnie jest dodać roztwór nadtlenku wodoru w stosunku do roztworu kwasu salicylowego i ewentualnie mieszaninę ogrzewać do temperatury 70-100°C przez 10-15 minut w celu przyspieszenia procesu. Można też roztwór pozostawić bez ogrzewania na kilka godzin.

Odpowiednio przygotowany roztwór kieruje się do oczyszczania przepuszczając go przez zestaw kolumn, jednej wypełnionej kationitem z zablokowanymi grupami funkcyjnymi, drugiej anionitem słabo zasadowym lub średnio zasadowym, trzeciej anionitem w formie chlorkowej lub siarczanowej. Metoda pozwala na wielokrotne używanie tego samego sorbenta, po odpowiedniej regeneracji, co bardzo obniża koszty oczyszczania.

Przykład 1

W przykładzie użyto wodny roztwór po syntezie kwasu salicylowego z fenolu o bardzo intensywnej barwie smolistej, pH 12,5 oraz zawartości suchej masy 28%. Roztwór ten rozcieńczono wodą do zawartości 9,5% suchej masy, a następnie zakwaszono kwasem siarkowym do pH 6,5 przy ciągłym mieszaniu. Wytrącone niewielkie ilości osadu odfiltrowano. Roztwór ten przepuszczano przez zestaw trzech kolumn. Jedna kolumna wypełniona była kationitem żelowym Amberlit IRC-50 w formie sodowej, druga sorbentem niejonowym Diaon HP -10, a trzecia amonitem makroporowatym Wofatyt AD-41 w formie chlorkowej. Roztwór ten przepuszczano przez kolumny od góry do dołu z prędkością 5 objętości na objętość sorbenta, na godzinę (5obj/obj/h). Wyciek po kolumnie trzeciej stanowił roztwór o minimalnym odcieniu żółtym. Przez zestaw kolumn przepuszczono 160 objętości roztworu. Średni wyciek zakwaszono kwasem solnym do pH około 2,0. Wytrącony kwas salicylowy, po przemyciu i wysuszeniu miał zawartość 99,4% kwasu o-hydroksybenzoesowego i zabarwienie białe z odcieniem kremowym.

Przykład 2

W przykładzie użyto wodny roztwór po syntezie kwasu salicylowego taki sam jak w przykładzie 1. Roztwór rozcieńczono wodą do zawartości 6,2% suchej masy oraz doprowadzono kwasowość tego roztworu kwasem solnym do wartości pH 5,3. Powstałe niewielkie ilości osadu odfiltrowano, podobnie jak w przykładzie 1. Roztwór ten przepuszczano przez zestaw dwóch kolumn. Kolumna pierwsza wypełniona była kationitem Wofatyt CA-20 w formie potasowej, a druga sorbentem niejonowym, niepolarnym Amberlit XAD - 4. Przez kolumny przepuszczano roztwór od góry z prędkością 6 obj/obj/h. Roztworu tego przepuszczono w sumie 210 objętości. Po wytrąceniu i wysuszeniu kwasu salicylowego, uzyskano produkt zawierający 99,6% kwasu o-hydroksybenzoesowego całkowicie bezbarwny.

Przykład 3

W przykładzie użyto roztwór kwasu salicylowego taki sam jak w przykładzie 1. Roztwór rozcieńczono wodą do zawartości 23% suchej masy, a kwasowość doprowadzono do pH 9,8 przy użyciu kwasu siarkowego. Oczyszczanie roztworu wykonywano podobnie jak w przykładzie 1z tą różnicą, że kolumny wypełnione były: kolumna pierwsza kationitem IRC 718 w formie sodowej. Kolumna druga sorbentem niejonowym średniopolarnym Amberlit XAD-7, a kolumna trzecia anionitem słabo zasadowym Amberlit IRA-67 w formie siarczanowej. Przez układ kolumn przepuszczono 80 objętości roztworu. Wyciek z kolumny trzeciej miał zabarwienie lekko żółte. Wytrącony i przemyty kwas salicylowy odpowiadał normie farmakopei brytyjskiej BP 93.

Przykład4

W przykładzie użyto wodny roztwór kwasu salicylowego będący mieszaniną kwasu z syntezy oraz odpadowych porcji kwasu. Roztwór ten był silnie zanieczyszczony. Zawartość suchej masy doprowadzono do 18% i kwasowość do pH 7,8. Roztwór przepuszczano przez trzy kolumny identycznie jak w przykładzie 3. Przez układ kolumn przepuszczono 60 objętości roztworu na objętość sorbenta w jednej kolumnie. Wyciek po tych kolumnach wykazywał dość silnie zabarwienie żółte. Próbka kwasu salicylowego wytrącona z tego roztworu nie odpowiadała normie PB 93. Do całości wycieku dodano 30% wodę utlenioną w ilości 10 cm³ na 1 dcm³ roztworu, po czym pH zmieniono do 10,2. Ciecz podgrzano do 75°C w czasie 15 minut, po tym zabiegu ciecz zmieniła barwę na lekko słomkową. Następnie wytrącono kwas salicylowy. Po przemyciu wodą i wysuszeniu otrzymano produkt o zawartości 99,5% kwasu salicylowego odpowiadający wszystkim parametrom PB 93.

PL 192 178B1

Przykład 5

W przykładzie użyto wodny roztwór kwasu salicylowego taki sam jak w przykładzie 4. Oczyszczanie wykonano w sposób identyczny jak w przykładzie 4 z tą różnicą, że po dodaniu wody utlenionej do roztworu oczyszczonego na sorbentach i doprowadzeniu pH do 10,8, roztwór pozostawiono bez ogrzewania w temperaturze pokojowej na 15 godzin. Po tym czasie wytrącono kwas salicylowy. Uzyskano produkt o czystości odpowiadającej BP 93, podobnie jak w przykładzie 4.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób oczyszczania surowego kwasu salicylowego, zwłaszcza po jego syntezie z fenolu, znamienny tym, że wodny roztwór surowego kwasu salicylowego o wartości pH wynoszącej 5,3-9,8 i o zawartości suchej masy nie więcej niż 23% oczyszcza się za pomocą kationitu w formie zablokowanej grupy funkcyjnej i niejonowego sorbenta niepolarnego lub średniopolarnego oraz ewentualnie amonitu słabo- lub średniozasadowego w formie chlorkowej lub siarczanowej i po oczyszczeniu roztworu wytrąca się z niego kwas salicylowy w znany sposób.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór surowego kwasu salicylowego przepuszcza się najpierw przez kolumnę zawierającą kationit w formie sodowej lub potasowej, a następnie przez niejonowy sorbent niepolarny lub średniopolarny.
3. Sposób według zastrz: 1, znamienny tym, że jako kationit stosuje się kationit typu Amberlit IRC-50, IRC-718, lub typu Wofatyt CA-20 w formie sodowej lub potasowej.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako sorbent niejonowy niepolarny stosuje się sorbent typu Amberlit XAD-4, lub Diaion HP-10 zaś jako sorbent niejonowy średniopolarny stosuje się sorbent typu Amberlit XAD-7.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako anionit słabozasadowy stosuje się anionit typu Amberlit IRA-67.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed wytrąceniem kwasu salicylowego, do roztworu otrzymanego po oczyszczeniu na jonicie i sorbencie, o wartości pH powyżej 8, dodaje się roztwór nadtlenku wodoru i ewentualnie ogrzewa do temperatury 70-100°C.