PL65097B1 - - Google Patents

Description

19.111.1966 Wegry Opublikowano: 30.VI.1972 65097 KI. 12 q, 6/01 MKP C 07 c 99/12 CZYTELNIA Pptefitowego Wspóltwórcy wynalazku: Gyula Farkas, Ilona Graszl, József Harangozo, Mate Kovatsits, Eva Magyar Wlasciciel patentu: Richter Gedeon Vegycszeti Termckek Gydr R. T., Budapeszt (Wegry) Sposób otrzymywania czystej betainy lub jej soli z roztworów zawierajacych surowa betaine Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania czystej betainy lub jej soli z roztworów zawierajacych surowa betaine.Znanych jest wiele sposobów otrzymywania betainy znajdujacej sie w odcukrzonej melasie. Jeden ze sposo¬ bów polega na traktowaniu odcukrzonej i zageszczonej melasy kwasami nieorganicznymi, przy czym w zalezno¬ sci od stezenia i od wartosci pH wytracaja sie sole nie¬ organiczne, aminokwasy lub betaina. Rozdzial ten la¬ czy sie takze z ekstrakcja rozpuszczalnikami.Wedlug sposobu znanego z niemieckiego opisu pa¬ tentowego nr 157173, surowiec zawierajacy betaine eks¬ trahuje sie bezposrednio alkoholem, a z ekstraktu uzy¬ skuje sie betaine lub jej sól. Wedlug innej metody, be¬ taine otrzymuje sie i oczyszcza za pomoca wymieniaczy jonowych. Znany jest tez sposób, w którym laczy sie wytracanie kwasami i ekstrakcje rozpuszczalnikami z za¬ stosowaniem wymieniaczy jonowych.Niedogodnoscia znanych sposobów jest z jednej stro¬ ny nieodpowiedni stopien czystosci oraz niska wydaj¬ nosc produktu, a z drugiej strony koniecznosc dostoso¬ wywania parametrów procesu do skladu roztworów wyj¬ sciowych. Kompilacja znanych sposobów równiez nie daje odpowiednich rezultatów.Stwierdzono obecnie, ze czysta betaine wolna od to¬ warzyszacych jej zanieczyszczen mozna odzyskac w opla¬ calny sposób z wywaru melasowego lub z innych roz¬ tworów zawierajacych betaine, przez potraktowanie za¬ nieczyszczonych roztworów wyjsciowych, korzystnie w podwyzszonej temperaturze wodorotlenkami metali ziem 10 15 20 25 30 alkalicznych, zageszczenie roztworu i ekstrakcje etano¬ lem. Nastepnie wolny od organicznych zanieczyszczen roztwór zakwasza sie kwasem solnym w znany sposób i usuwa wode z kwasnego roztworu, albo obecny w kwa¬ snym roztworze chlorowodorek betainy za pomoca wo¬ dorotlenku sodowego przeprowadza czesciowo w zasade betainy i nastepnie z roztworu usuwa wode. W ten spo¬ sób nieorganiczne zanieczyszczenia z odwodnionego roztworu ekstrahuje sie absolutnym etanolem w obecno¬ sci chlorku potasowego lub sodowego i betaine odzy¬ skuje z etanolowego roztworu w obydwóch postaciach obróbki znanym sposobem. Otrzymuje sie w ten sposób z etanolowego roztworu, bezposrednio lub po jednora¬ zowym przekrystalizowaniu z wody, chlorowodorek be¬ tainy, praktycznie nie zawierajacy popiolu.Sposób wedlug wynalazku praktycznie przeprowadza sie nastepujaco: surowiec zawierajacy betaine oraz za¬ nieczyszczenia organiczne i nieorganiczne zadaje sie wodorotlenkiem wapnia i mieszanine zageszcza prawie do sucha w temperaturze 100—105°C. Niemal bezwod¬ na mieszanine ekstrahuje sie 90—95% etanolem w tem¬ peraturze 40—60°C. W czasie ekstrakcji wytracaja sie towarzyszace organiczne zanieczyszczenia w postaci do* brze osadzajacego sie osadu, podczas gdy zasada betai- nowa przechodzi do roztworu. Po oddzieleniu osadu za¬ wierajacego zanieczyszczenia, roztwór etanolowy zage¬ szcza sie w znany sposób, a pozostalosc zakwasza kwa¬ sem solnym. Przez obróbke te otrzymuje sie surowy chlorowodorek betainy zawierajacy 3—4% zanieczysz¬ czen nieorganicznych. 650973 65097 4 Zanieczyszczenie stanowiace sole nieorganiczne moz¬ na na przyklad usunac w ten sposób, ze chlorowodorek betainy uzyskany w poprzedniej obróbce doprowadza sie do wartosci pH = 6—7 np. za pomoca roztworu wodo¬ rotlenku sodowego, po czym roztwór zageszcza do su¬ cha, a sucha pozostalosc calkowicie odwadnia przez etanolowa destylacje azeotropowa. Chlorek sodu pow¬ staly w bezwodnej mieszaninie, przy ekstrakcji absolut¬ nym etanolem obniza silnie rozpuszczalnosc nieorganicz¬ nych zanieczyszczen, na przyklad soli potasowych. Na¬ stepnie sucha pozostalosc ekstrahuje sie absolutnym eta¬ nolem w temperaturze 75—85°C, roztwór etanolowy przesacza po ochlodzeniu i z roztworu zawierajacego oprócz betainy tylko male ilosci chlorku sodowego wy¬ traca chlorowodorek betainy kwasem solnym. Po od¬ dzieleniu wytraconego chlorowodorku betainy i jedno¬ razowym jego przekrystalizowaniu z wody destylowanej otrzymuje sie praktycznie bezpopiolowy chlorowodorek betainy o stopniu czystosci odpowiadajacym wymaga¬ niom farmakopei.Zanieczyszczenie nieorganiczne usuwa sie za pomoca soli potasowych obecnych takze poczatkowo w roztwo¬ rach zawierajacych betaine. 90% wodno-etanolowy roz¬ twór, uwolniony od organicznych zanieczyszczen, o za¬ wartosci okolo 10—12% suchej substancji zakwasza sie stezonym wodnym roztworem kwasu solnego do wartosci pH = 4—5. Przez obróbke te, sole potasowe obecne w roztworze zawierajacym betaine zostaja praktycznie przeprowadzone w chlorek potasowy. Na skutek obec¬ nosci powstalej w ten sposób ilosci chlorku potasowego rozpuszczalnosc innych zanieczyszczen nieorganicznych obniza sie tak dalece, ze mozna je w wiekszej czesci usunac przez odsaczenie. Po zageszczeniu etanolowego roztworu lub rozpuszczeniu pozostalosci w 90% etanolu i zakwaszeniu roztworu do wartosci pH = 2,0—2,5 wy¬ traca sie surowy chlorowodorek betainy o zawartosci popiolu tylko 3—4%. Przez jednorazowe przekrystalizo- wanie surowy produkt przeprowadza sie w produkt kon¬ cowy odpowiadajacy jakosciowym wymaganiom farma¬ kopei.W celu calkowitego usuniecia zanieczyszczen nieorga¬ nicznych nalezy doprowadzic stezenie chlorowodorku betainy w etanolu do 8—10%. W warunkach tych two¬ rzy sie ilosc chlorku potasowego odpowiednia dla uzy¬ skania koniecznego wysolenia. Nalezy podkreslic, ze ta ostatnia postac wykonania jest pod kazdym wzgledem najkorzystniejsza, poniewaz mozna otrzymac chlorowo¬ dorek betainy bez wprowadzania dalszych jonów metali alkalicznych. Aby ta postac wykonania mogla byc w ogóle przeprowadzona, warunkiem wstepnym jest odpo¬ wiednia zawartosc soli potasowych w surowcu zawiera¬ jacym betaine.W porównaniu ze znanymi metodami sposób wedlug wynalazku daje te korzysc, ze w czasie hydrolizy i na¬ stepnego oczyszczania za pomoca etanolu powstaje su¬ rowa betaina zawierajaca jedynie zanieczyszczenia nie¬ organiczne i dalsza jej przeróbka jest juz ulatwiona.Sposób wedlug wynalazku mozna korzystnie stosowac w tych przypadkach, gdy sklad, a glównie zawartosc po¬ piolu w substancji wyjsciowej ulegaja silnym wahaniom.Przy zmiennym skladzie surowca znacznie utrudnione zostaje przeprowadzenie nowoczesniejszej metody z za¬ stosowaniem wymieniaczy jonowych, poniewaz dla kaz¬ dego skladu surowca trzeba nastawiac kolumny z joni¬ tami, co wymaga znacznej pracy badawczej.Przytoczone przyklady wykonania sluza do wyjasnie¬ nia szczególów sposobu wedlug wynalazku: Przyklad I. a) 1500 litrów gestego wywaru mela¬ sowego (c. wl. 1,3—1,5) o zawartosci betainy 8—10% w 5 przeliczeniu na chlorowodorek betainy, zadaje sie 16 kg wodorotlenku wapniowego, po czym mieszanine powoli zageszcza sie tak dlugo, az pobrana próbka po ochlo¬ dzeniu zestali sie na mase podobna do wosku. Nastepnie do jeszcze goracej masy, o temperaturze okolo 50°C 10 wlewa sie 400 litrów 92% etanolu, mieszanine miesza sie w ciagu 15 minut i ponownie rozciencza ja 400 li¬ trami 92 % etanolu. Potem do etanolowej mieszaniny wlewa sie 600 litrów absolutnego etanolu, przy czym wytracaja sie zanieczyszczenia, które po 1—2 godzin- 15 nym osiadaniu calkowicie sie oddzielaja. Etanol odsacza sie od osadu i calkowicie zageszcza pod próznia. Otrzy¬ mana pozostalosc o konsystencji miodu zakwasza sie w naczyniu ochladzanym do temperatury 15°C, okolo 400 litrami 28% etanolowego kwasu solnego i miesza z 300 20 litrami 92% etanolu.Powstaly osad stanowi chlorowodorek betainy, zanie¬ czyszczony najwyzej 2—3% nieorganicznych soli. Osad ten oddziela sie przez odwirowanie, w stanie wilgotnym wazy on 360 kg. 25 b) Wartosc pH mieszaniny soli otrzymanej w punk¬ cie a) doprowadza sie do 6,5 za pomoca 40 kg wodoro¬ tlenku sodowego w postaci 40% roztworu, po czym od- destylowuje wode i kontynuuje usuwanie wody przez wymieszanie z 200 litrami etanolu i nastepne jego od- 30 destylowanie. Sucha pozostalosc ekstrahuje sie przez wy¬ mieszanie z 300 litrami goracego absolutnego etanolu i ogrzewanie do wrzenia w temperaturze okolo 80°C, po czym po spuszczeniu rozpuszczalnika ponawia sie eks¬ trakcje 150 litrami swiezego absolutnego etanolu w spo- 35 sób i w temperaturze podanych powyzej.Polaczone etanolowe ekstrakty po ochlodzeniu odwi¬ rowuje sie i z roztworu za pomoca 60 litrów kwasu sol¬ nego wytraca sie surowy chlorowodorek betainy. Po ochlodzeniu odwirowuje sie go. Wydajnosc 160—165 kg 40 surowego produktu, z którego po przekrystalizowaniu z wody destylowanej otrzymuje sie 100—110 kg chloro¬ wodorku betainy o stopniu czystosci odpowiadajacym wymaganiom farmakopei.Przyklad II. 130 kg surowego chlorowodorku be- 45 . ... . tamy, nie zawierajacego juz zanieczyszczen organicz¬ nych, jednakze wskutek wysokiej zawartosci popiolu (2—3%) nie odpowiadajacego wymaganiom farmakopei, zobojetnia sie do wartosci pH = 6,5 za pomoca 40 % roztworu wodorotlenku sodowego, przygotowanego z 32 kg NaOH, po czym mieszanine przerabia wedlug punktu b) przykladu I. Otrzymuje sie w ten sposób 100—110 kg chlorowodorku betainy o stopniu czysto¬ sci odpowiadajacym wymaganiom farmakopei. 55 Przyklad III. 900 litrów rozcienczonego wywaru melasy (o zawartosci betainy 7—8%), pozbawionego za¬ nieczyszczen organicznych sposobem podanym w punk¬ cie a) przykladu I, zageszcza sie w prózni do 300 litrów, po czym w ciagu 30 minut miesza z 500 litrami 90% 60 wodnego etanolu. Po dodaniu do mieszaniny dalszych 450 litrów 90% wodnego etanolu kontynuuje sie miesza¬ nie przez dalsze 30 minut. Nastepnie mieszanine odsta¬ wia sie. Po osadzeniu sie skladników smolowych nie¬ rozpuszczalnych w etanolu, faze etanolowa (okolo 1000 65 litrów) odsacza sie. Otrzymany w ten sposób etanolowy«G97 ekstrakt zadaje sie taka iloscia stezonego kwasu solnego (120 kg), aby wartosc pH roztworu wynosila 4—5.Dzialaniem kwasu solnego, sole potasowe zostaja przeprowadzone w chlorki i w czasie osadzania sie roz¬ tworu zawierajacego osad wskutek wysolenia wydzielaja sie z niego takze inne zanieczyszczenia organiczne.Przezroczysta ciecz znad osadu odsacza sie, a wytracone z pozostalosci nieorganiczne zanieczyszczenia oddziela przez odwirowanie. Pozostale w wirówce nieorganiczne sole (okolo 50—60 kg) przemywa sie mala iloscia eta¬ nolu. Z polaczonych etanolowych roztworów oddestylo- wuje sie etanol i wode. Pozostalosc podestylacyjna roz¬ puszcza sie w 200 litrach 90% wodnego etanolu i za¬ kwasza 135—150 kg stezonego wodnego roztworu kwasu solnego w temperaturze 14—15°C do wartosci pH = = 2,0—2,5. Po 2—3-godzinnym mieszaniu w tej tempe¬ raturze wytraca sie surowy chlorowodorek betainy, któ¬ ry oddziela sie przez odwirowanie. W ten sposób otrzy¬ muje sie 95—105 kg surowego chlorowodorku betainy w stanie wilgotnym z wirówki, który przez przekrystalizo- wanie z wody mozna przeprowadzic w produkt odpo¬ wiadajacy wymaganiom farmakopei. Wydajnosc wynosi 65—75 kg (85—90%).Przyklad IV. Postepuje sie jak w przykladzie III z tym, ze zamiast etanolu stosuje sie metanol. Jezeli stosuje sie podana ilosc substancji wyjsciowej, to wy¬ dajnosc wskutek dogodniejszych warunków rozpuszczal- 5 nosci metanolu wynosi 75—80 kg (90—95%) czystego chlorowodorku betainy. 10 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania czystej betainy lub jej soli z roztworów zawierajacych surowa betaine przez eks¬ trakcje etanolem i nastepne zakwaszenie roztworu, zna¬ mienny tym, ze rozcienczone roztwory wyjsciowe przed l5 ekstrakcja etanolem traktuje sie korzystnie w podwyz¬ szonej temperaturze, wodorotlenkami metali ziem alka¬ licznych, a nastepnie zageszcza i oczyszcza dalej w zna¬ ny sposób.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze roz- 20 twór wyjsciowy traktuje sie wodorotlenkiem wapnia, mieszanine zageszcza przez odpedzenie wody w tempe¬ raturze 100—105°C, po czym otrzymana pozostalosc ekstrahuje 90—95% etanolem w temperaturze 40—60°C. PL PL