RU2790488C1

RU2790488C1 - Способ получения и очистки стеарата магния

Info

Publication number: RU2790488C1
Application number: RU2022114422A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Олискевич; Надежда Владимировна Топоркова; Алексей Александрович Савонин; Александр Юрьевич Абрамов
Filing date: 2022-05-29
Publication date: 2023-02-21

Abstract

Изобретение относится к получению стеарата магния и может быть использовано в производстве лекарственных препаратов, парфюмерно-косметической и пищевой отрасли. Способ включает двухстадийную реакцию, где первая стадия - это реакция омыления стеариновой кислоты гидроксидом натрия; вторая стадия - реакция стеарата натрия и хлорида магния с образованием стеарата магния. Полученный стеарат магния отмывают дистиллированной водой от растворимых в воде солей и абсолютированным изопропиловым спиртом, нагретым до 50±5°C, от непрореагировавших жирных кислот. Изобретение позволяет осуществлять получение стеарата магния с содержанием свободных жирных кислот (в пересчете на стеариновую кислоту) не более 0,8%. 3 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к способу получения и очистки стеарата магния, и может быть использовано в фармацевтической промышленности при изготовлении таблетированных лекарственных форм, капсул, суппозиториев, гранул и пищевой промышленности в качестве пеногасителя, глазирователя, стабилизатора пены и др.

Коммерчески доступный стеарат магния на самом деле представляет собой смесь стеарата и пальмитата магния в зависимости от качества исходных материалов, в частности стеариновой кислоты. Хотя чистая стеариновая кислота имеет ограниченную доступность, очистка в промышленных масштабах невозможна. Наличие таких примесей может влиять на белизну и другие характеристики конечного продукта.

Известен способ получения стеарата магния путем взаимодействия жирной кислоты состоящей из 80 мас.% стеариновой кислоты и 5 (или 10) мас.% пальмитиновой кислоты с гидроксидом натрия, с образованием натриевого мыла, затем добавление водного раствора хлорида магния с образованием стеарата и пальмитата магния (US7456306B2). Композиции стеарата магния, полученные этим способом, сильно различаются по качеству и свойствам ввиду того, что коммерчески доступная стеариновая кислота содержит пальмитиновую кислоту. Недостатком данного способа является недостаточная очистка стеарата магния от других жирных кислот.

В патенте CA2533896A1 описан способ получения стеарата щелочноземельного металла взаимодействием жирной кислоты, состоящей как минимум из 80 мас.% стеариновой кислоты и 5 мас.% пальмитиновой кислоты, с гидроксидом щелочного металла с образованием щелочного мыла. Затем к мылу добавляют водный раствор соли металла, например, гидроксидом натрия, с образованием стеарата щелочноземельного металла. Полученный стеарат щелочноземельного металла, например, хлоридом магния, включает значительное количество дигидратной формы стеарата. Композиции стеарата, полученные этим способом, сильно отличаются по качеству и свойствам в зависимости от состава стеариновой кислоты. Недостатком данного способа считается наличие непрореагировавших жирных кислот в стеарате магния при низком содержании стеариновой кислоты до 80 мас. % в исходной жирной кислоте.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ получения стеарата магния, который включает двухстадийную реакцию, где первая стадия - это реакция омыления стеариновой кислоты гидроксидом натрия; вторая стадия - реакция стеарата натрия и сульфата магния с образованием стеарата магния. В расплавленную в дистиллированной воде (85-95°C) стеариновую кислоту добавляют подготовленный и нагретый до 65-75°C раствор гидроксида натрия до образования стеарата натрия. Затем полученный стеарат натрия охлаждают до 65-75°C и добавляют в него подготовленный и нагретый до 65-75°C раствор сульфата магния. После чего суспензию охлаждают до комнатной температуры, отстаивают, центрифугируют, затем полученный стеарат магния отмывают деионизированной водой от водорастворимых солей и высушивают при температуре 60-75°C (CN103193614A).

Недостатками указанного способа получения стеарата магния являются:

- необходимость охлаждения коллоидного раствора стеарата магния перед центрифугированием;

- недостаточная отмывка стеарата магния от непрореагировавших свободных жирных кислот.

Технической проблемой является наличие в стеарате магния свободных жирных кислот (кислотность, в пересчете на C₁₇H₃₅COOH) более 0,8%.

Техническая проблема решается введением в технологию дополнительной стадии очистки стеарата магния органическим растворителем, в частности изопропиловым спиртом.

Технический результат заключается в получении стеарата магния с содержанием свободных жирных кислот (кислотность, в пересчете на C₁₇H₃₅COOH) не более 0,8%.

Способ получения стеарата магния осуществляют следующим образом:

В реакторе стеариновую кислоту техническую (стеарин) расплавляют в предварительно нагретой дистиллированной воде (80-90°C) до образования эмульсии.

Необходимое количество натрия гидроокиси растворяют в дистиллированной воде, и полученный раствор нагревают до 70±5°C.

В эмульсию стеариновой кислоты по каплям и при постоянном перемешивании добавляют раствор натрия гидроокиси до образования коллоидного раствора стеарата натрия.

Необходимое количество хлорида магния шестиводного растворяют в дистиллированной воде, полученный раствор нагревают до 50±5°C, и по каплям при постоянном перемешивании добавляют в коллоидный раствор стеарата натрия.

По завершении реакции горячую суспензию стеарата магния отфильтровывают и проводят отмывку стеарата магния водой от растворимых в воде примесей, а также органическим растворителем (изопропиловый спирт), для удаления неомыляемых веществ.

По завершении отмывки суспензию отфильтровывают. Отмытый стеарат магния высушивают при температуре 75-105°C, и измельчают до однородного порошка.

В зависимости от необходимой формы стеарата магния температура сушки может меняться в пределах диапазона, описанного выше. Для тригидрата начало дегидратации составляет температура около 60°C, дигидрат около 80°C, а у моногидрата самый высокий переход с началом дегидратации около 90°C. Следует избегать ненужной продолжительной сушки, поскольку из-за ее органической природы и чрезвычайно большой площади поверхности существует риск частичной диффузии и окисления стеарата магния [1].

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.

В реакторе 1 кг стеариновой кислоты технической (стеарина) марки Т-32 ГОСТ 6484-96 расплавляют в 20 л предварительно нагретой дистиллированной воды (80-90°C) до образования эмульсии. Реактор должен быть снабжен рубашкой - для поддержания температуры, термопарой - для контроля температуры внутри реактора и перемешивающим устройством с регулируемой скоростью. В реакторе необходимо контролировать и поддерживать температуру выше температуры плавления стеариновой кислоты.

Первым этапом осуществляют реакцию омыления стеариновой кислоты гидроксидом натрия до стеарата натрия. Для этого 1,54 кг натрия гидроокиси растворяют в 2,93 кг дистиллированной воды, и полученный раствор нагревают до 70±5°C. В эмульсию стеариновой кислоты по каплям (скорость подачи раствора 10 мл/мин) и при постоянном перемешивании добавляют раствор натрия гидроокиси до рН=9-11. Полученный раствор выдерживают 10 минут при перемешивании для более полного протекания процесса. Критерий полноты протекания реакции - малиновое окрашивание аликвоты раствора при добавлении 1 капли 1% фенолфталеина. В случае образования пены на поверхности жидкости (визуальный контроль) в реактор распыляют 0,04 л изопропилового спирта до устранения пены.

Далее осуществляют реакцию стеарата натрия и хлорида магния шестиводного с образованием стеарата магния. Для этого 0,41 кг хлорида магния шестиводного растворяют в 3,67 кг дистиллированной воды, и полученный раствор нагревают до 50±5°C. Нагретый раствор хлорида магния со скоростью 7 мл/мин и при постоянном перемешивании добавляют в раствор стеарата натрия. Перемешивание продолжают в течение 10 минут после полной подачи раствора.

По завершении реакции горячую суспензию стеарата магния отфильтровывают и проводят отмывку 10 л дистиллированной воды от растворимых в воде примесей непрореагировавших жирных кислот, а также 4 л абсолютированного изопропилового спирта, нагретым до 50±5°C, для удаления неомыляемых веществ и уменьшение кислотности (в пересчете на стеариновую кислоту). Отмывку проводят следующим образом: осадок стеарата магния (кек) смешивают с дистиллированной водой и при помощи гомогенизатора (диспергатора) добиваются гомогенной (однородной) смеси, затем с помощью верхнеприводной лопастной мешалки проводят перемешивание в течение 10 минут (скорость перемешивания 500-700 об/мин). По завершении отмывки суспензию отфильтровывают. Отмытый стеарат магния высушивают в сушильном шкафу при температуре 75-105°C и измельчают до однородного порошка. Влияние отмывки изопропиловым спиртом на кислотность (в пересчете на C₁₇H₃₅COOH) в стеарате магния представлена в таблице 3.

При отмывке стеарата магния от не прореагировавших жирных кислот и уменьшении кислотности (в пересчете на стеариновую кислоту) могут быть также использованы ацетон и этиловый спирт, но применение их, во-первых, увеличивает стоимость технологии, во-вторых, усложняет проведение процесса из-за более высокой летучести, чем для изопропилового спирта.

Полученный стеарат магния анализируют на соответствие требованиям, представленным в табл.1-2.

Таблица 1. Технические требования к качеству фармакопейного стеарата магния
№	Наименование показателя	Содержание
1	Внешний вид	белый порошок, жирный на ощупь
2	Массовая доля стеарата магния	не менее 98%
3	Массовая доля суммы стеариновой и пальмитиновой кислот во фракции жирных кислот	не менее 90,0%
4	Массовая доля стеариновой кислоты во фракции жирных кислот	не менее 40,0%
5	Массовая доля магния в пересчете на сухое вещество	4,0-5,0%
6	Массовая доля оксида магния (MgO)	6,5-7,5%
7	Массовая доля сульфатов	не более 0,15%
8	Массовая доля хлоридов	не более 0,1%
9	Массовая доля тяжелых металлов (Pb)	менее 0,001%
10	Массовая доля кадмия (Cd)	менее 0,0003%
11	Массовая доля никеля (Ni)	менее 0,0005%
12	Потеря массы при высушивании	не более 6,0%
13	Кислотное число жирных кислот	195-210 мг КОН/г
14	Массовая доля воды	не более 1,5%
15	Кислотность (в пересчете на C₁₇H₃₅COOH)	не более 0,8%
16	Кислотность/Щелочность	соответствует
17	Массовая доля изопропилового спирта	не более 0,5%
18	Температура затвердевания фракции жирных кислот	не ниже 53°C

Таблица 2. Технические требования к качеству пищевого стеарата магния (Е470b)
№	Наименование показателя	Содержание
1	Внешний вид	белый порошок, жирный на ощупь
2	Массовая доля стеарата магния	не менее 95%
3	Массовая доля мышьяка (As)	не более 3 мг/кг
4	Массовая доля свинца (Pb)	не более 5 мг/кг
5	Массовая доля ртути (Hg)	не более 1 мг/кг
6	Массовая доля кадмия (Cd)	не более 1 мг/кг
7	Массовая доля воды	не более 1,5%

Таблица 3. Влияние отмывки изопропиловым спиртом на кислотность в стеарате магния
№ п/п	Наименование показателя	Результат, (Х), при Р=0,95	Норматив
1	Кислотность (в пересчете на C₁₇H₃₅COOH) - (без отмывки)	2,50%	не более 0,8%
2	Кислотность (в пересчете на C₁₇H₃₅COOH) - (отмывка ИПСом)	0,6%	не более 0,8%

Источники информации

1. Ertel K.D., Carstensen J.T. An examination of the physical properties of pure magnesium stearate // Int J Pharm.,1988 - №42(1-3) - P. 171-80.

Claims

Способ получения стеарата магния путем двухстадийной реакции, где первая стадия - это реакция омыления стеариновой кислоты гидроксидом натрия до стеарата натрия; вторая стадия - реакция стеарата натрия и хлорида магния шестиводного с образованием стеарата магния, отличающийся тем, что стеарат магния отмывают от непрореагировавших жирных кислот с целью понижения кислотности в пересчете на стеариновую кислоту абсолютированным изопропиловым спиртом, нагретым до 50±5°C.