RU2174508C1

RU2174508C1 - Method of preparing d-element succinates

Info

Publication number: RU2174508C1
Application number: RU2000104971A
Authority: RU
Inventors: Р.Г. Кадырова; К.Х. Папуниди; Б.М. Гильметдинов
Original assignee: Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-10-10

Abstract

FIELD: organic chemistry, more particularly pharmacology, veterinary science, medicine and food industry. SUBSTANCE: described is method of preparing d-element succinates which are biologically active substances of complex activity. Method comprises reacting sulfate of corresponding d-metal with mixture of succinic acid and sodium hydroxide at 1:2 molar ratio at 75-90 C for 20-30 min. Method makes it possible to prepare d-element succinates of high purity including Fe²⁺ succinate with yields of 85-94%. EFFECT: more efficient preparation method.

Description

Изобретение относится к органической химии, касается способа получения сукцинатов d-элементов - биологически активных веществ комплексного действия и может быть использовано в фармакологии, ветеринарии, медицине и пищевой промышленности в качестве лекарственных средств или биологически активных добавок. The invention relates to organic chemistry, relates to a method for producing succinates of d-elements - biologically active substances with complex effects and can be used in pharmacology, veterinary medicine, medicine and the food industry as medicines or dietary supplements.

Известны способы получения сукцинатов щелочных и щелочно-земельных элементов действием на янтарную кислоту гидроксидами или карбонатами соответствующих металлов. Известен способ получения сукцината натрия пентагидрата с выходом 94,8% действием на 1 моль янтарной кислоты 2 молями гидроксида натрия в водном растворе при 70^oC и pH 7,5 (Патент РФ N 2061675, МКИ⁶ А 61 К 31/34).Known methods for producing succinates of alkaline and alkaline-earth elements by the action on succinic acid with hydroxides or carbonates of the corresponding metals. A known method of producing sodium succinate pentahydrate with a yield of 94.8% by the action of 1 mole of succinic acid with 2 moles of sodium hydroxide in an aqueous solution at 70 ^o C and pH 7.5 (RF Patent N 2061675, MKI ⁶ A 61 K 31/34).

Известно образование сукцинатов калия в системе янтарная кислота - едкое кали-вода при 25^oC (И.Г.Дружинин, А.К.Молодкин и др. Ж. неорг. химии, Т.18, вып.4, 1973, c.1146 -1148).The formation of potassium succinates in the system of succinic acid - caustic potassium water at 25 ^o C (I.G. Druzhinin, A.K. Molodkin and others J. inorganic chemistry, T. 18, issue 4, 1973, p. 1146 -1148).

Известно получение сукцината кальция взаимодействием гидроксида кальция или карбоната кальция с янтарной кислотой в водной среде при 80^oC в течение 3 - 6 часов при соотношении реагентов 1:2 - 5 в молях соответственно (Патент США 3527798, кл. 260-537 С 07 С 55/10).It is known to obtain calcium succinate by reacting calcium hydroxide or calcium carbonate with succinic acid in an aqueous medium at 80 ^° C. for 3 to 6 hours with a reagent ratio of 1: 2 to 5 in moles, respectively (US Patent 3,527,798, CL 260-537 C 07 C 55/10).

Кроме того, известен способ получения сукцината натрия взаимодействием акрилонитрила и цианида натрия в присутствии катализатора палладия при 230^oC в автоклаве (Патент 57-20932, Япония, МКИ С 07 С 55/10, С 07 С 51/08), а сукцината калия действием оксида углерода (II) на смесь карбоната и ацетата калия при 300-450^oC (Патент 13012, Япония, кл. С 07 С 55/10).In addition, there is a known method for producing sodium succinate by the interaction of acrylonitrile and sodium cyanide in the presence of a palladium catalyst at 230 ^° C. in an autoclave (Patent 57-20932, Japan, MKI C 07 C 55/10, C 07 C 51/08), and potassium succinate the action of carbon monoxide (II) on a mixture of carbonate and potassium acetate at 300-450 ^o C (Patent 13012, Japan, class C 07 C 55/10).

Известно получение сукцинатов d-элементов (железа, меди, цинка, марганца, кобальта) следующим образом. 0,1М натрия метасиликата девятиводного растворяют в 200 мл воды, прибавляют 0,1М янтарной кислоты. Смесь охлаждают до комнатной температуры и добавляют 0,1М соответствующей соли микроэлементов. Полученный осадок фильтруют и сушат. Получают сукцинаты микроэлементов. Сукцинат железа получают в виде порошка коричневого цвета. (Патент RU 2086149, А 23 К 1/16, Патент RU 2092074, А 23 К 1/16). It is known to obtain succinates of d-elements (iron, copper, zinc, manganese, cobalt) as follows. 0.1 M sodium 9-metasilicate is dissolved in 200 ml of water, 0.1 M succinic acid is added. The mixture was cooled to room temperature and 0.1 M of the corresponding trace element salt was added. The resulting precipitate was filtered and dried. Micronutrient succinates are obtained. Iron succinate is obtained in the form of a brown powder. (Patent RU 2086149, A 23 K 1/16, Patent RU 2092074, A 23 K 1/16).

Недостатками способов являются:
1. При использовании в качестве исходного вещества метасиликата натрия целевые продукты загрязняются кремниевой кислотой.The disadvantages of the methods are:
1. When using sodium metasilicate as the starting material, the target products are contaminated with silicic acid.

2. Сукцинат железа получают в виде порошка коричневого цвета, т.е. с содержанием Fe³⁺, что снижает его биологическую ценность.2. Iron succinate is obtained in the form of a brown powder, i.e. with the content of Fe ³⁺ , which reduces its biological value.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения сукцинатов d-элементов (Mn²⁺, CO²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺) обменной реакцией сукцината натрия с растворами неорганических солей соответствующих d-элементов (Ю.В. Найденов, С. Е. Рудаков, В.Н.Зеленов, Е.П.Грунская, Л.А.Бадовская. Международная науч. конф. "Прогресс. технол. и техн. в пищевой промышленности". - Краснодар: Тез. докл., 1994, с. 198. РЖ. хим., 1995, 7 p 120).Closest to the proposed invention is a method for producing succinates of d-elements (Mn ²⁺ , CO ²⁺ , Zn ²⁺ , Cu ²⁺ ) by the exchange reaction of sodium succinate with solutions of inorganic salts of the corresponding d-elements (Yu.V. Naidenov, C. E. Rudakov, V.N. Zelenov, E.P. Grunskaya, L.A. Badovskaya, International Scientific Conference "Progress. Technol. And Techn. In the Food Industry." - Krasnodar: Abstract, 1994, p. 198. RJ.chem., 1995, 7 p 120).

Недостатками способа являются:
1. Способ предусматривает дополнительную стадию процесса - получение сукцината натрия.The disadvantages of the method are:
1. The method provides an additional stage of the process - obtaining sodium succinate.

2. В способе на сукцинат натрия действуют растворами неорганических солей d-элементов, которые в воде подвергаются гидролизу, что затрудняет обменную реакцию, снижает выход и качество целевого продукта. 2. In the method, sodium succinate is affected by solutions of inorganic salts of d-elements, which undergo hydrolysis in water, which complicates the exchange reaction, reduces the yield and quality of the target product.

3. Способ не позволяет получать сукцинат Fe²⁺, и предлагается его получение реакцией металлического железа с насыщенным раствором янтарной кислоты в атмосфере азота.3. The method does not allow to obtain succinate Fe ²⁺ , and it is proposed to obtain it by the reaction of metallic iron with a saturated solution of succinic acid in a nitrogen atmosphere.

Таким образом, известный способ получения сукцинатов d-элементов не позволяют получать их в чистом виде, так как в процессе реакции образуются труднорастворимые продукты превращения исходных веществ. Кроме того, сукцинат железа (II) легко окисляется в указанных условиях реакции до сукцината Fe³⁺, что снижает биологическую активность препарата, а предложенный способ получения его является нетехнологичным.Thus, the known method for producing succinates of d-elements does not allow to obtain them in pure form, since in the process of reaction sparingly soluble products of transformation of the starting materials are formed. In addition, iron (II) succinate is easily oxidized under the indicated reaction conditions to Fe ³⁺ succinate, which reduces the biological activity of the drug, and the proposed method for producing it is non-technological.

Этот факт ограничивает использование сукцинатов d-элементов, полученных известным способом в фармакологии, медицине и ветеринарии. This fact limits the use of succinates of d-elements obtained in a known manner in pharmacology, medicine and veterinary medicine.

Задачей изобретения является проблема совершенствования способа получения сукцинатов d-элементов (Mn²⁺, Fe²⁺, Со²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺) высокой степени чистоты.The objective of the invention is the problem of improving the method for producing succinates of d-elements (Mn ²⁺ , Fe ²⁺ , Co ²⁺ , Cu ²⁺ , Zn ²⁺ ) of high purity.

Поставленная задача получения сукцинатов d-элементов высокой степени чистоты решается действием сульфата соответствующего d-металла на реакционную смесь янтарной кислоты и гидроксида натрия в соотношении 1:2 в молях и температуре 75-90^oC. Кроме того, оптимальными условиями реакции являются: температура 80-85^oC, время 20-30 минут.The task of obtaining succinates of d-elements of high purity is solved by the action of sulfate of the corresponding d-metal on the reaction mixture of succinic acid and sodium hydroxide in a ratio of 1: 2 in moles and a temperature of 75-90 ^o C. In addition, the optimal reaction conditions are: temperature 80 -85 ^o C, time 20-30 minutes.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. К янтарной кислоте прибавляют воду, гидроксид натрия и нагревают до температуры 75-90^oC. К полученному реакционному раствору (pH 6,44) присыпают небольшими порциями сульфат соответствующего d-металла при интенсивном перемешивании в течение 20-30 минут. Затем реакционную смесь охлаждают до 10-15^oC, выпавший кристаллический продукт отделяют фильтрованием, промывают холодной водой (5-7^oC) от сульфатов (качественный контроль), сушат в вакуумном сушильном шкафу при температуре 35-40^oC и давлении 20 мм рт. ст. и получают целевой продукт.The proposed method is as follows. Water, sodium hydroxide are added to succinic acid and heated to a temperature of 75-90 ^o C. To the resulting reaction solution (pH 6.44) is added in small portions the sulfate of the corresponding d-metal with vigorous stirring for 20-30 minutes. Then the reaction mixture is cooled to 10-15 ^o C, the precipitated crystalline product is separated by filtration, washed with cold water (5-7 ^o C) from sulfates (quality control), dried in a vacuum oven at a temperature of 35-40 ^o C and a pressure of 20 mm Hg. Art. and get the target product.

Пример 1. К 11,8 г (0,1 моль) янтарной кислоты в 81 мл (4,5 моль) воды прибавляют 8 г (0,2 моль) гидроксида натрия, нагревают до температуры 75-80^oC (pH 6,44) и небольшими порциями присыпают 24,01 г (0,1 моль) сульфата марганца (II) MnSO₄•7H₂O при интенсивном перемешивании в течение 20-30 минут. Реакционную смесь охлаждают до 10-15^oC, выпавший кристаллический продукт отделяют фильтрованием, промывают холодной водой (5-7^oC) от сульфатов (качественный контроль) и сушат в вакуумном сушильном шкафу при 35-40^oC и давлении 20 мм рт.ст. Получают 21,70 г (89,25%) сукцината марганца (II) тетрагидрата в виде белых кристаллов с розовым оттенком с m_разл. 340-343^oC. Данные элементного анализа. Найдено%: Mn 22,59, С 19,80, H 4,89. Брутто формула С₄H₄O₄Mn•4H₂O. Вычислено%: Mn 22,61, С 19,76, H 4,94.Example 1. To 11.8 g (0.1 mol) of succinic acid in 81 ml (4.5 mol) of water, 8 g (0.2 mol) of sodium hydroxide are added, heated to a temperature of 75-80 ^o C (pH 6, 44) and 24.01 g (0.1 mol) of manganese (II) sulfate MnSO ₄ • 7H ₂ O are sprinkled in small portions with vigorous stirring for 20-30 minutes. The reaction mixture is cooled to 10-15 ^o C, the precipitated crystalline product is separated by filtration, washed with cold water (5-7 ^o C) from sulfates (quality control) and dried in a vacuum oven at 35-40 ^o C and a pressure of 20 mm RT. Art. Obtain 21.70 g (89.25%) of manganese (II) succinate tetrahydrate in the form of white crystals with a pink tint with m _decom. 340-343 ^o C. Data of elemental analysis. Found%: Mn 22.59, C 19.80, H 4.89. The gross formula is C ₄ H ₄ O ₄ Mn • 4H ₂ O. Calculated%: Mn 22.61, C 19.76, H 4.94.

Данные рентгенофлуоресцентного анализа на приборе VRA 20. Найдено%: Mn 22,62. Data of x-ray fluorescence analysis on the device VRA 20. Found%: Mn 22.62.

Пример 2. К 11,8 г (0,1 моль) янтарной кислоты в 81 мл (4,5 моль) воды прибавляют 8 г (0,2 моль) гидроксида натрия, нагревают до температуры 80-85^oC (pH 6,44) и небольшими порциями присыпают 27,8 г (0,1 моль) сульфата железа (II) FeSO₄•7H₂O в течение 20-30 минут при интенсивном перемешивании. Реакционную смесь охлаждают до 10-15^oC, выпавший кристаллический продукт отделяют фильтрованием, промывают холодной водой (5-7^oC) от сульфатов (качественный контроль) и при 35-40^oC и давлении 20 мм рт.ст. Получают 15,91 г (90,26%) сукцината железа (II) дигидрата в виде белых кристаллов с желтым оттенком с m_разл. 390-393^oC. Данные элементного анализа. Найдено %: Fe 26,80, С 21,20, H 3,98. Брутто формула C₄H₄O₄Fe•2H₂O. Вычислено%: Fe 26,85, С 21,24, H 3,95.Example 2. To 11.8 g (0.1 mol) of succinic acid in 81 ml (4.5 mol) of water, 8 g (0.2 mol) of sodium hydroxide is added, heated to a temperature of 80-85 ^o C (pH 6, 44) and sprinkled with small portions of 27.8 g (0.1 mol) of iron (II) sulfate FeSO ₄ • 7H ₂ O for 20-30 minutes with vigorous stirring. The reaction mixture is cooled to 10-15 ^o C, the precipitated crystalline product is separated by filtration, washed with cold water (5-7 ^o C) from sulfates (quality control) and at 35-40 ^o C and a pressure of 20 mm Hg 15.91 g (90.26%) of iron (II) succinate dihydrate are obtained in the form of white crystals with a yellow tint with m _dec. 390-393 ^o C. Data of elemental analysis. Found%: Fe 26.80, C 21.20, H 3.98. The gross formula is C ₄ H ₄ O ₄ Fe • 2H ₂ O. Calculated%: Fe 26.85, C 21.24, H 3.95.

Данные электрофотоколориметрического анализа на КФК - 2 МП: Найдено%: Fe 26,88. Electrophotocolorimetric analysis data for KFK - 2 MP: Found%: Fe 26.88.

Пример 3. К 11,8 г (0,1 моль) янтарной кислоты в 81 мл (4,5 моль) воды прибавляют 8 г (0,2 моль) гидроксида натрия, нагревают до температуры 85-90^oC (pH 6,44) и небольшими порциями присыпают 28,1 г (0,1 моль) сульфата кобальта (II) CoSO₄•7H₂O в течение 20-30 минут при интенсивном перемешивании. Реакционную смесь охлаждают до 10-15 ^oC, выпавший кристаллический продукт отделяют фильтрованием, промывают холодной водой (5-7^oC) от сульфатов (качественный контроль) и сушат в вакуумном сушильном шкафу при 35-40^oC и давлении 20 мм рт.ст. Получают 21,94 г (94,20%) сукцината кобальта (II) дигидрата в виде бледно-розовых кристаллов с m_разл. 359-360^oC. Данные элементного анализа. Найдено%. Со 26,05, С 21,01, H 4,21. Брутто формула. C₄H₄O₄Co•2H₂O. Вычислено %: Co 26,00, С 20,96, H 4,17.Example 3. To 11.8 g (0.1 mol) of succinic acid in 81 ml (4.5 mol) of water, 8 g (0.2 mol) of sodium hydroxide are added, heated to a temperature of 85-90 ^o C (pH 6, 44) and sprinkled with small portions of 28.1 g (0.1 mol) of cobalt (II) sulfate CoSO ₄ • 7H ₂ O for 20-30 minutes with vigorous stirring. The reaction mixture is cooled to 10-15 ^o C, the precipitated crystalline product is separated by filtration, washed with cold water (5-7 ^o C) from sulfates (quality control) and dried in a vacuum oven at 35-40 ^o C and a pressure of 20 mm RT. Art. Obtain 21.94 g (94.20%) of cobalt (II) succinate dihydrate in the form of pale pink crystals with m _decomp. 359-360 ^o C. Data of elemental analysis. Found%. C 26.05, C 21.01, H 4.21. Gross formula. C ₄ H ₄ O ₄ Co • 2H ₂ O. Calculated%: Co 26.00, C 20.96, H 4.17.

Данные рентгенофлуоресцентного анализа на приборе VRA 20. Найдено%: Co 26,03. Data of x-ray fluorescence analysis on the device VRA 20. Found%: Co 26,03.

Пример 4. К 11,8 г (0,1 моль) янтарной кислоты в 81 мл (4,5 моль) воды прибавляют 8 г (0,2 моль) гидроксида натрия, нагревают до температуры 80-85^oC (pH 6,44) и небольшими порциями присыпают 25 г (0,1 моль) сульфата меди (II) CuSO₄•5H₂O в течение 20-30 минут при интенсивном перемешивании.Example 4. To 11.8 g (0.1 mol) of succinic acid in 81 ml (4.5 mol) of water, 8 g (0.2 mol) of sodium hydroxide are added, heated to a temperature of 80-85 ^o C (pH 6, 44) and sprinkled with small portions of 25 g (0.1 mol) of copper (II) sulfate CuSO ₄ • 5H ₂ O for 20-30 minutes with vigorous stirring.

Реакционную смесь охлаждают до 10-15^oC, выпавший кристаллический продукт отделяют фильтрованием, промывают холодной водой (5-7^oC) от сульфатов (качественный контроль) и сушат в вакуумном сушильном шкафу при 35-40^oC и давлении 20 мм рт.ст. Получают 18,8 г (87%) сукцината меди (II) дигидрата в виде кристаллов бирюзового цвета с m_разл. 273-240^oC. Данные элементного анализа. Найдено%: Cu 29,56, С 21,25, H 3,64. Брутто формула С₄H₄O₄Cu•2H₂O. Вычислено %; Cu 29,60, С 22,20, H 3,70.The reaction mixture is cooled to 10-15 ^o C, the precipitated crystalline product is separated by filtration, washed with cold water (5-7 ^o C) from sulfates (quality control) and dried in a vacuum oven at 35-40 ^o C and a pressure of 20 mm RT. Art. Obtain 18.8 g (87%) of succinate of copper (II) dihydrate in the form of crystals of turquoise color with m _decom. 273-240 ^o C. Data of elemental analysis. Found%: Cu 29.56, C 21.25, H 3.64. The gross formula is C ₄ H ₄ O ₄ Cu • 2H ₂ O. Calculated%; Cu 29.60, C 22.20, H 3.70.

Данные рентгенофлуоресцентного анализа на приборе VRA 20. Найдено%: Cu 29.62. Data of x-ray fluorescence analysis on the device VRA 20. Found%: Cu 29.62.

Пример 5. К 11,8 г (0,1 моль) янтарной кислоты в 81 мл (4,5 моль) воды прибавляют 8 г (0,2 моль) гидроксида натрия, нагревают до температуры 80-85^oC (pH 6,44) и небольшими порциями присыпают 28,76 г (0,1 моль) сульфата цинка ZnSO₄•7H₂O в течение 20-30 минут при интенсивном перемешивании.Example 5. To 11.8 g (0.1 mol) of succinic acid in 81 ml (4.5 mol) of water, 8 g (0.2 mol) of sodium hydroxide are added, heated to a temperature of 80-85 ^o C (pH 6, 44) and 28.76 g (0.1 mol) of zinc sulfate ZnSO ₄ • 7H ₂ O are added in small portions for 20-30 minutes with vigorous stirring.

Реакционную смесь охлаждают до 10-15^oC, выпавший кристаллический продукт отделяют фильтрованием, промывают холодной водой (5-7^oC) от сульфатов (качественный контроль) и сушат в вакуумном сушильном шкафу при 35-40^oC и давлении 20 мм рт.ст. Получают 17,80 г (85,1%) сукцината цинка дигидрата в виде белых кристаллов с m_разл. 430-433^oC. Данные элементного анализа. Найдено %: Zn 30,16, С 21,80, H 2,20. Брутто формула С₄H₄O₄Zn•2H₂O. Вычислено %: Zn 30,20, С 21,75, H 2,16.The reaction mixture is cooled to 10-15 ^o C, the precipitated crystalline product is separated by filtration, washed with cold water (5-7 ^o C) from sulfates (quality control) and dried in a vacuum oven at 35-40 ^o C and a pressure of 20 mm RT. Art. 17.80 g (85.1%) of zinc succinate dihydrate are obtained in the form of white crystals with m _dec. 430-433 ^o C. Data of elemental analysis. Found%: Zn 30.16, C 21.80, H 2.20. The gross formula is C ₄ H ₄ O ₄ Zn • 2H ₂ O. Calculated%: Zn 30.20, C 21.75, H 2.16.

Данные рентгенофлуоресцентного анализа на приборе VRA 20. Найдено%: Zn 30,21. Data of x-ray fluorescence analysis on the device VRA 20. Found%: Zn 30,21.

Таким образом, предлагаемый способ получения сукцинатов d-элементов позволяет получать их высокой степени чистоты, о чем свидетельствуют данные анализов, в мягких условиях реакции в течение 20-30 минут с высокими выходами целевых продуктов (85-94%), отличается простотой аппаратурного оформления и является общим способом для сукцинатов Mn²⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺.Thus, the proposed method for producing succinates of d-elements allows to obtain their high degree of purity, as evidenced by the analysis data, in mild reaction conditions for 20-30 minutes with high yields of target products (85-94%), is characterized by the simplicity of instrumentation and is a common method for succinates Mn ²⁺ , Fe ²⁺ , Co ²⁺ , Cu ²⁺ , Zn ²⁺ .

Предлагаемый способ вследствие высокой степени чистоты целевых продуктов расширяет область их использования как биологически активных веществ комплексного действия в фармакологии, ветеринарии, медицине и пищевой промышленности. The proposed method due to the high degree of purity of the target products expands the scope of their use as biologically active substances with complex effects in pharmacology, veterinary medicine, medicine and the food industry.

Claims

1. The method of producing succinates of d-elements by the action of sulfate of the corresponding d-metal on the reaction solution with subsequent isolation of the target product by known methods, characterized in that the reaction solution is a mixture of succinic acid and sodium hydroxide in a ratio of 1: 2 in moles at a temperature of 75 -90 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of 80-85 ° C for 20-30 minutes