WO2021194384A1 - Способ получения кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция - Google Patents

Способ получения кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция Download PDF

Info

Publication number
WO2021194384A1
WO2021194384A1 PCT/RU2021/000125 RU2021000125W WO2021194384A1 WO 2021194384 A1 WO2021194384 A1 WO 2021194384A1 RU 2021000125 W RU2021000125 W RU 2021000125W WO 2021194384 A1 WO2021194384 A1 WO 2021194384A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
calcium
epoxysuccinate
cis
reaction
hours
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000125
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Наталья Валерьевна ЖУКОВА
Игорь Евгеньевич ПОПОВЦЕВ
Original Assignee
Публичное Акционерное Общество "Сибур Холдинг" (Пао "Сибур Холдинг)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное Акционерное Общество "Сибур Холдинг" (Пао "Сибур Холдинг) filed Critical Публичное Акционерное Общество "Сибур Холдинг" (Пао "Сибур Холдинг)
Publication of WO2021194384A1 publication Critical patent/WO2021194384A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/347—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups
    • C07C51/367—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups by introduction of functional groups containing oxygen only in singly bound form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00—Preparation of oxiranes
    • C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/12—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/48—Compounds containing oxirane rings with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms, e.g. ester or nitrile radicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/54—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape

Definitions

  • the invention relates to the production of metal carboxylates, in particular, to the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, characterized by a modified crystal lattice.
  • the obtained cis-2, Z-epoxysuccinic calcium is used in the production of tartaric acid, polycarboxylates, etc.
  • L - (+) - tartaric acid is widely used in the food industry, medicine and pharmacology, analytical chemistry, the production of gypsum products and dry building mixtures, etc.
  • One of the methods for obtaining L - (+) - tartaric acid is a multistage process, including the following stages: obtaining an alkali or alkaline earth metal maleate; epoxidation of maleate with peroxide in the presence of epoxidation catalysts - molybdates or tungstates of alkali or alkaline earth metals to obtain epoxysuccinates of an alkali or alkaline earth metal.
  • epoxidation catalysts - molybdates or tungstates of alkali or alkaline earth metals to obtain epoxysuccinates of an alkali or alkaline earth metal.
  • calcium or barium is usually used as alkali and alkaline earth metals, the salts of which are poorly soluble or insoluble.
  • non-toxic salts are used, i. E. calcium salts;
  • epoxysuccinate calcium with a size of 100 microns or less, preferably 70 microns or less, selected as a prototype.
  • Cis-2,3-epoxysuccinate calcium is obtained in two stages - the first stage of epoxidation with sodium tungstate is carried out using acidic calcium maleate (with neutralization of maleic acid with 0.4-0.6 equivalents of calcium carbonate), and the second stage of crystallization of cis-2 pentahydrate , 3-epoxysuccinate calcium is carried out at a temperature not exceeding 70 ° C.
  • this method is characterized by insufficiently large crystals, which can lead to a slowdown in salt dissolution due to the low surface area, and, therefore, an increased fermentation time.
  • the claimed method is characterized by the formation of a large number of small crystals and gelation of the reaction mass, which ultimately leads to a complex and long process of filtration of crystals of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
  • the objective of the present invention is to obtain a new crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium, allowing more efficiently carry out the process of enzymatic production of L - (+) - tartaric acid.
  • the technical result is to obtain a homogeneous and well-filterable suspension of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium with a crystal size of 5 to 15 microns, preferably 10 microns.
  • An additional technical result is the absence of the effect of temperature on the formation of a new crystalline modification of cis-2,3-calcium epoxysuccinate.
  • crystalline forms of a substance are understood to mean modifications of the crystalline structure that occur due to the ability of one substance to exist in different crystalline forms, or structures, called polymorphic modifications.
  • the present invention also relates to a method for producing a crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to the present invention, comprising the following steps: a) reacting maleic anhydride or maleic acid with calcium oxide to obtain acid calcium maleate;
  • the present invention also relates to the use of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to the present invention as a seed in a process for preparing new portions of the crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium.
  • the present invention also relates to a method for producing a crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium, comprising the following steps: a) reacting maleic anhydride or maleic acid with calcium oxide to obtain acid calcium maleate;
  • FIG. 1 shows a diffractogram of a crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium known from the prior art.
  • FIG. 2 shows a diffractogram of a crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention.
  • FIG. 3 shows the particle size distribution of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention by crystallization at 50 ° C.
  • FIG. 4 shows the particle size distribution of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention by crystallization at 30 ° C.
  • FIG. 5 shows the IR spectrum of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention, where the solid line represents the spectrum of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to Example 3, the dashed line represents the spectrum of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, obtained in Example 4.
  • FIG. 6 shows the results of a full-profile refinement of the diffractogram of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention, according to the LeBel method.
  • FIG. 7 shows the projection of the coordination polyhedra of calcium ions in the crystal structure of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention.
  • the crystal form of cis-2, 3-epoxysuccinate according to the present invention has a crystal size of 5 to 15 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m.
  • a method for producing a crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium comprising the following steps: a) reacting maleic anhydride or maleic acid with calcium oxide to obtain acid calcium maleate;
  • Acid calcium maleate is produced by reacting maleic anhydride or maleic acid with calcium oxide (incomplete neutralization). Incomplete neutralization is due to the addition of calcium compounds in an amount less than equimolar, resulting in the formation of acidic salts - calcium acid maleate.
  • the ratio of maleic acid or maleic anhydride to calcium oxide is less than equimolar (i.e., less than 1: 1) and is preferably 1: 0.5.
  • Calcium oxide is introduced in dry form or in the form of a suspension.
  • the ratio of calcium oxide to water is from 0.01: 100 to 100: 0.01, preferably from 2: 1 to 1: 2, most preferably 1: 1.
  • starting materials are used with a purity of at least 90%, preferably at least 95%, most preferably at least 98%.
  • the reaction can be carried out with stirring to simplify the process of removing carbon dioxide and accelerate the dissolution of calcium oxide.
  • the reaction time is from 10 minutes to 10 hours, preferably from 20 minutes to 3 hours, most preferably from 30 minutes to 2 hours.
  • the reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 15 to 70 ° C, most preferably 20 ° C to 60 ° C.
  • the reaction mass contains essentially a solution of acidic maleate b calcium in water or a suspension of acidic calcium maleate in aqueous solution.
  • Acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium is obtained by reacting in an aqueous solution of acidic calcium maleate obtained in stage a) with hydrogen peroxide in the presence of an epoxidation catalyst.
  • concentration of the solution or the mass fraction of the suspension of acidic calcium maleate in water may be 5 to 50 wt%, preferably 10 to 30 wt%, most preferably 15 to 25 wt%.
  • the weight concentration of the catalyst can be from 0.001 to 5%, most preferably from 0.1 to 0.5%, based on the weight of maleic anhydride or maleic acid.
  • Hydrogen peroxide is introduced into the reaction mixture as a solution in water.
  • concentration of the solution can be any from 5 to 100%. It is most preferable to use commercial forms of hydrogen peroxide with a mass concentration of 20 to 40%. Hydrogen peroxide can be added at one time or in portions. Most preferably, in order to control the temperature of the reaction medium, add hydrogen peroxide gradually over 5 minutes to 3 hours.
  • any water-soluble epoxidation catalyst known from the prior art can be used as the catalyst.
  • tungstic and / or molybdic acids, heteropoly acids of tungsten and molybdenum, salts of tungstic and molybdic acids, for example: sodium tungstate, potassium tungstate, sodium molybdate, phosphorotungstic acid, phosphomolybdic acid and silicotungstic acid are used.
  • Sodium tungstate and potassium tungstate are preferably used.
  • the reaction is carried out for 0.5 to 24 hours, preferably 1 to 6 hours, most preferably 2 to 4 hours.
  • the epoxidation reaction can be carried out at a temperature of 40 to 100 ° C, preferably 50 to 80 ° C, most preferably 55 to 65 ° C. At higher temperatures, hydrolysis of the epoxysuccinate to D-tartrate is possible, while at lower temperatures the reaction can be too slow.
  • Stage c) neutralization of acidic cis-2, 3-epoxysuccinate calcium At the end of the epoxidation reaction, acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium is neutralized by adding calcium oxide in an amount of 0.4-0, b eq. to neutralize acidic salts and bring the pH value to 5-8.
  • the suspension is kept for 24 to 240 hours, preferably 32 to 120 hours, most preferably 48 to 96 hours.
  • the aging is carried out at a temperature of from 10 to 60 ° C, preferably from 20 to 40 ° C.
  • Another embodiment of the present invention discloses the use of a crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium as a seed in a process for preparing new portions of crystalline cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
  • This aspect discloses a method for producing a crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to the present invention, comprising the following steps: a) reacting maleic anhydride or maleic acid with calcium oxide to obtain acid calcium maleate;
  • Stage a) and stage b) are identical to the above described stages a) and
  • the seed which is the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to the present invention, is applied in an amount of 0.1 to 20 wt%, preferably 0.2 to 5 wt%, most preferably 0.5 to 2 wt% based on the weight of the precipitated cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
  • acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium is neutralized by adding calcium oxide in an amount of 0.4-0.6 eq. to neutralize acidic salts and bring the pH value to 5-8. Precipitation of crystalline cis-2, 3-epoxysuccinate calcium is observed.
  • the obtained crystalline cis-2, 3-epoxysuccinate calcium is crystals of various sizes.
  • step d) the suspension obtained in step d) is maintained.
  • this stage is optional, the completeness of precipitation can be achieved, for example, by cooling the suspension of cis-2,3-calcium epoxysuccinate.
  • aging is carried out for 0.5 to 6 hours, preferably 1 to 5 hours.
  • the aging is carried out at a temperature of from 10 to 60 ° C, preferably from 20 to 40 ° C.
  • the obtained crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to the present invention can be used to obtain L - (+) - tartaric acid by enzymatic hydrolysis of the specified crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
  • a technologically effective suspension of the crystalline form of cis-2,3-calcium epoxysuccinate can be used as a suitable raw material in the processes of obtaining (co) polymeric carboxylates, for example, sodium 2,3-polyepoxysuccinate (PESA) used in synthetic detergents, as well as as scale inhibitors in engineering.
  • PESA sodium 2,3-polyepoxysuccinate
  • a particular example of the use of the crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to the invention is, but is not limited to: the production of L- (+) - tartaric acid, as described, for example, in GB1534195 A (Takeda Chemical Industries, published 11/29/1978), preparation of polycarboxylic acid, as described, for example, in US5770711 A (KIMBERLY CLARK CO, 23.06.1998).
  • Elemental analysis was performed using an Elementar Vario MACRO CHNS analyzer of elemental composition.
  • the registration of the precision diffractogram of the cis-2,3-epoxysuccinate calcium powder was performed on a STOE STADI-P diffractometer (WinXPow control software), Co (cobalt) Kdl radiation, with a primary Ge (111) monochromator, bent according to Johanson, in the Bragg-Brentano geometry in the transmission mode (symmetric scanning w - 2Q) using a linear gas-filled position-sensitive detector.
  • the sample was ground in an agate mortar and applied to an X-ray amorphous PET film, preliminarily smeared with a thin layer of vacuum grease. The thickness of the sample layer was selected empirically according to the signal intensity and the signal / background ratio.
  • the sample was covered from above with a similar mylar film and placed in an annular holder.
  • IR spectra were recorded on a Varian Excalibur HE 3600 IR Fourier spectrometer (Australia) on an ATR attachment with a ZnSe / diamond crystal in the frequency range 400-4000 cm -1 .
  • Particle size determination was carried out by laser granulometry using a Horiba LA-950V2 instrument while suspending calcium epoxysuccinate powder in deionized water. For calculations, the refractive indices of calcium tartrate (1.535) and deionized water (1.333) were used.
  • Example 1 (comparative prototype). Obtaining cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
  • reaction mass was cooled to 30 ° C and calcium oxide was gradually added in an amount equal to 49 g (0.5 mol of calcium oxide per 1 mol of maleic anhydride). After the reaction mass was cooled to 15-20 ° C.
  • the obtained crystals of cis-2,3-epoxysuccinate calcium formed a dense mass that did not separate from the aqueous phase.
  • To the reaction mass was added 500 ml of wash water, with the addition of wash water, the crystals were evenly distributed over the volume of the aqueous phase. After that, the crystalline phase was separated from the aqueous by vacuum filtration on a Buchner filter using a filter paper, where the pore size is 3-5 microns, with a vacuum in the receiver of 100 mbar.
  • Example 2 Obtaining a crystalline form of cis-2, 3-calcium epoxysuccinate by adding calcium oxide (obtaining a seed).
  • Example 3 Obtaining a crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium by adding calcium carbonate (receiving a seed). 98 g of maleic anhydride was dissolved in 400 g of water in a three-necked flask. Then added 50 g of calcium carbonate (0.5 mol of calcium carbonate per 1 mol of maleic anhydride). After all of the calcium carbonate had reacted, 0.66 g (0.0022 mol) of sodium tungstate was added. The reaction mass was heated to 60 ° C and 102 g of a 35 wt% hydrogen peroxide solution was dosed through a dropping funnel for 1 hour. After dispensing all of the hydrogen peroxide, the reaction was carried out for 7 hours.
  • Example 4 Obtaining cis-2,3-epoxysuccinate calcium by adding a suspension of calcium carbonate.
  • the reaction mixture containing acidic calcium epoxymaleate was cooled to 40 ° C and 4.9 g of dry calcium carbonate (0.049 mol), 2.5 g of seed (0.005 mol) and then the remaining 44.1 g of carbonate were gradually added calcium (0.441 mol).
  • the control of the end of the reaction was carried out at the end of gas formation.
  • the resulting mass was cooled to 15-20 ° C.
  • the crystalline phase was separated from the aqueous phase by vacuum filtration on a Buchner filter using filter paper, where the pore size is 3-5 ⁇ m, with a vacuum in the receiver of 100 mbar.
  • the resulting precipitate was washed with 500 ml of water. Filtration took an average of 5 minutes, air drying - 24 hours.
  • the product was white crystals.
  • the weight after drying was 251.0 g (96%).
  • Example 5 Obtaining cis-2,3-epoxysuccinate calcium by adding a suspension of calcium oxide.
  • Example 6 Obtaining crystalline cis-2,3-epoxysuccinate calcium (crystallization with seeds at 50 ° C).
  • reaction mass was cooled to 50 ° C and 4.9 g of calcium oxide (0.049 mol) and seed in the form of ground 2.5 g of cis-2,3-epoxysuccinate calcium (0.005 mol) obtained according to Example 5. Then the remaining 44.1 g of calcium oxide (0.441 mol) was gradually added and the reaction mass was stirred until all the gas was released. After the reaction mass was cooled to 15-20 ° C, the separation of the reaction mass into an aqueous phase and a precipitate occurs. After that, the crystalline phase was separated from the aqueous phase by vacuum filtration on a Buchner filter using filter paper, where the pore size is 3-5 ⁇ m, with a vacuum in the receiver of 100 mbar. Washed with 500 ml of water. Filtration took an average of 5 minutes. The product was crystalline crystals (size distribution is shown in Fig. 3). The weight after drying was 218.2 g (90% yield).
  • Example 7 Obtaining crystalline cis-2,3-epoxysuccinate calcium (crystallization with seeds at 30 ° C).
  • reaction mass was cooled to 30 ° C and 4.9 g of calcium oxide (0.049 mol) and a seed in the amount of 2.5 g of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium (0.005 mol), obtained according to Example 2, were gradually added. the remaining 44.1 (0.441 mol) g of calcium oxide was added and the reaction mixture was stirred until the end of gas formation.
  • the reaction mass was cooled to 15-20 ° C, while the reaction mass is separated into an aqueous phase and a precipitate.
  • the crystalline phase was separated from the aqueous by vacuum filtration on a Buchner filter using filter paper, where the pore size is 3-5 ⁇ m, with a vacuum in the receiver of 100 mbar. Washed with 500 ml of water. Filtration took an average of 5 minutes.
  • the product was crystalline crystals (size distribution is shown in Fig. 4). The weight after drying was 225.5 g (93%).
  • Example 7 The data of Example 1 and Example 7 on the filtration time show that the filtration rate of crystals of cis-2,3- calcium epoxysuccinate when using the new crystalline modification as a seed is much higher (Example 7, filtration time 5 min) than in the absence of its use (Example 1, filtration time 60 min).
  • crystals of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to Example 2 obtained by prolonged exposure of the reaction mixture, are characterized by a new modification of crystalline cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
  • Example 5 When comparing the particle size distribution, an increase in the fraction of less than 100 ⁇ m is observed for Example 5. This distribution promotes better enzymatic hydrolysis. Reducing the particle size of cis-2, 3-calcium epoxysuccinate will have a positive effect on the technological process by increasing the surface area for adsorption, which leads to an increase in the activity of microorganisms and, therefore, increases the yield of the target product.
  • the crystallization temperature does not affect the size of the salt crystals in the suspension, which averages about 10 ⁇ m.
  • the IR spectra of the products obtained in Examples b and 7 are shown in FIG. 5.
  • the high similarity of the spectra indicates that the composition of the product, at different deposition temperatures, also remains constant. Thus, the crystallization temperature does not affect the formation of a new crystalline form of cis-2,3-calcium epoxysuccinate.
  • the diffractogram was refined by the LeBel method in the Jana2006 software.
  • the initial refinement was carried out for the Pr / space group (maximum symmetric for the monoclinic system), then - for the R2i / h group.
  • Table 2 Unit cell parameters and indexing quality criterion.
  • the crystal structure was solved using direct space methods in FOX software (Free Object for Xtallograhy).
  • the solution was carried out by the Monte Carlo method in the approximation of constant occupancy of positions and the penalty for approaching atoms at a distance of less than O.dA.
  • Table 3 the results shown in Table 3 were obtained.
  • Refinement of the crystal structure made it possible to achieve high-quality agreement between the theoretical and experimental diffraction patterns.
  • the results of the full-profile refinement are shown in FIG. 6.
  • the calcium coordination polyhedra are shown in FIG. 7.
  • Calcium ions have eight ligands each, with two bridging water molecules.
  • Each epoxysuccinate anion is a tridentate ligand and binds to only one calcium ion. It should be noted that there is an H2O molecule not bound to calcium in the crystal structure.
  • crystals of the second crystalline modification contain C - 17.69%, H - 4.62%. According to the formula of cis-epoxysuccinate calcium pentahydrate C 4 Hi20ioCa theoretically C 18.46%, H - 4.62%.
  • Example 8 Obtaining a polycarboxylate - a polymer of cis-epoxy-1,4-butanedioic acid (PESA).
  • Crystals of cis-2,3-epoxy succinate calcium from Example 5 (200 g, 0.826 mol), suspended in 500 ml of H 2 0, are mixed with an aqueous solution of sodium sulfate (118 g, 0.831 mol, in 500 ml of H 2 0) at 30 ° C. The mixture is stirred vigorously for 2 hours. Then the precipitate of calcium sulfate dihydrate is filtered off, the precipitate is washed with 100 ml of water. The filtrate is an aqueous solution of disodium cis-2,3-epoxysuccinate.
  • Example 9 Obtaining L-Tapopaaa calcium and L - (+) - tartaric acid.
  • the strain of Acinetobacter tartarogenes KB-111 is introduced into a 2-liter fermenter containing 500 ml of liquid culture medium consisting of cis-2, 3-calcium epoxysuccinate (0.6%), ammonium sulfate (0.5%), dipotassium phosphate (0, 1%), magnesium sulfate (0.05%), pH 7.0.
  • the above mixture was subjected to a reciprocating culture at 30 ° C. for 24 hours, and 500 ml of a culture broth was obtained.
  • This culture broth is transferred to a 50 L tank containing 30 L of liquid culture medium consisting of peptone (0.1%), ammonium sulfate (0.5%), dipotassium phosphate (0.1%), magnesium sulfate (0, 05%), ferrous sulfate (0.001%), glucose (0.2%), pH 7.0; at the same time add to the reservoir 180 g of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to Example 5.
  • the resulting product is cultivated at 30 ° C with stirring and aeration, while adding to the culture 20 g of Terravis K1-2 (trade mark Sasol) in as an antifoam agent.
  • L - (+) - tartaric acid was obtained by hydrolysis of calcium L-tartrate tetrahydrate by passing the obtained crystals of calcium L-tartrate tetrahydrate through an ion exchange column.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области получения карбоксилатов металлов. В частности, настоящее изобретение относится к кристаллической форме цис-2,3-эпоксисукцината кальция (соли 2,3-эпокси-1,4-бутадионовой кислоты) и способу ее получения. Данная кристаллическая форма может являться сырьем для получения L-(+)-винной кислоты.

Description

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ЦИС-2,3-ЭПОКСИСУКЦИНАТА
КАЛЬЦИЯ
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области производства карбоксилатов металлов, в частности, к кристаллической форме цис-2,3- эпоксисукцината кальция, характеризующейся модифицированной кристаллической решеткой. Полученный цис-2,З-эпоксисукщ-шат кальция используют в производстве винной кислоты, поликарбоксилатов и т.д.
Уровень техники
L-(+)-винная кислота широко применяется в пищевой промышленности, медицине и фармакологии, аналитической химии, производстве гипсовых изделий и сухих строительных смесей и т.д.
Одним из способов получения L-(+)-винной кислоты является многостадийный процесс, включающий следующие стадии: получение малеата щелочного или щелочно-земельного металла ; эпоксидирование малеата пероксидом в присутствии катализаторов эпоксидирования - молибдатов или вольфраматов щелочных или щелочно-земельных металлов с получением эпоксисукцинатов щелочного или щелочно-земельного металла. Для облегчения выделения эпоксисукцинатов из реакционной массы в качестве щелочного и щелочно-земельного металла, как правило, используют кальций или барий, соли которых малорастворимы или нерастворимы. Предпочтительно используют нетоксичные соли, т.е. соли кальция;
- ферментативный гидролиз эпоксисукцинатов с получением L- (+)-винной кислоты.
Из документа GB 1423028 (Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., опубликован 28.01.1976) известен способ получения кислого дигидрата цис-2,3-эпоксисукцината кальция, заключающийся во взаимодействии кислого малеата кальция и перекиси водорода в присутствии водорастворимого катализатора эпоксидирования одной или нескольких солей вольфрамовой и/или молибденовой кислоты. По окончании процесса эпоксидирования реакционную массу охлаждают до 25°С, цис-2,3-эпоксисукцинат кальция кристаллизуют и отфильтровывают от жидкой фазы. Недостатком данного способа является низкий выход соли, составляющий 64-75,8%.
Из документа GB 1534195 (Takeda Chemical Industries, опубликован 29.11.1978) известен способ получения кристаллов эпоксисукцината кальция размером 100 мкм и менее, предпочтительно 70 мкм и менее, выбранный в качестве прототипа. Цис-2,3-эпоксисукцинат кальция получают в две стадии - первую стадию эпоксидирования с вольфраматом натрия проводят, используя кислый малеат кальция (при нейтрализации малеиновой кислоты 0,4- 0,6 эквивалентами карбоната кальция), а вторую стадию кристаллизации пентагидрата цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция проводят при температуре не выше 70°С. Однако данный способ характеризуется недостаточно крупными кристаллами, что может приводить к замедлению растворения соли из-за низкой площади поверхности, и, следовательно, увеличенному времени ферментации. Так же, как будет далее проиллюстрировано в примерах, заявленный способ характеризуется образованием большого количества мелких кристаллов и гелеобразованием реакционной массы, что в конечном итоге приводит к сложному и долгому процессу фильтрации кристаллов цис-2,3-эпоксисукцината кальция.
Таким образом, существует необходимость улучшенных кристаллических форм цис-2,3-эпоксисукцината кальция и способов их получения, а также приготовления хорошо фильтрующихся суспензий цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция для повышения эффективности стадии эпоксидирования и последующей стадии ферментации .
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является получение новой кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, позволяющей более эффективно проводить процесс ферментативного получения L-(+)-винной кислоты.
Технический результат заключается в получении новой кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22 °С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°, характеризующийся размером частиц от 5 до 15 мкм, предпочтительно, 10 мкм.
Также техническим результатом является получение однородной и хорошо фильтрующейся суспензии кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция с размером кристаллов от 5 до 15 мкм, предпочтительно, 10 мкм. Дополнительным техническим результатом является отсутствие влияния температуры на процесс образования новой кристаллической модификации цис-2,3-эпоксисукцината кальция.
Данная техническая задача решается, и достижение технического результата обеспечивается за счет получения новой кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция способом, включающим выдерживание нестабильной кристаллической формы цис- 2,3-эпоксисукцината кальция в течение от 24 до 240 часов, полученной в присутствии оксида кальция, а также за счет дальнейшего использования новой кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция в качестве затравки при кристаллизации.
Здесь и далее под различными «кристаллическими формами вещества» понимают видоизменения кристаллической структуры, происходящие из-за способности одного вещества существовать в различных кристаллических формах, или структурах, называемых полиморфными модификациями.
Авторами настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что при выдерживании первоначальной трудно фильтрующейся кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, образуются кристаллы новой кристаллической модификации.
Применение новой кристаллической формы в качестве затравки позволяет получить хорошо фильтрующуюся суспензию цис-2,3- эпоксисукцината кальция со средним размером частиц 10 мкм.
Неожиданно было обнаружено, что при проведении кристаллизации в присутствии затравки, распределение кристаллов по размерам практически не зависит от температуры кристаллизации, максимум распределения размеров кристаллов составляет 10 мкм.
Настоящее изобретение также относится к способу получения кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция по настоящему изобретению, включающему следующие стадии: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с оксидом кальция с получением кислого малеата кальция;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализатора эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) нейтрализация кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция добавлением оксида кальция; d) выдерживание цис-2,3-эпоксисукцината кальция в течение от 24 до 240 ч с получением кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция; e) разделение двух образовавшихся кристаллических форм цис- 2,3-эпоксисукцината кальция с получением кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция по настоящему изобретению.
Настоящее изобретение также относится к применению кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция по настоящему изобретению в качестве затравки в способе получения новых порций кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция .
Настоящее изобретение также относится к способу получения кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, включающему следующие стадии: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с оксидом кальция с получением кислого малеата кальция;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализатора эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) добавление от 0,1 до 20 мае. % затравки; d) нейтрализация кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция добавлением оксида кальция; e) необязательно выдерживание цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция в течение от 0,5 до б ч с получением кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция; отличающийся тем, что в качестве затравки используют кристаллическую форму цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8. 9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°.
Описание фигур
На Фиг. 1 представлена дифрактограмма кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция, известного из уровня техники.
На Фиг. 2 представлена дифрактограмма кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению.
На Фиг. 3 представлено распределение по размерам частиц цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению при кристаллизации при 50 °С. На Фиг. 4 представлено распределение по размерам частиц цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению при кристаллизации при 30 °С.
На Фиг. 5 представлен ИК-спектр цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению, где сплошной линией представлен спектр цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по Примеру 3, пунктирной линией - спектр цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по Примеру 4.
На Фиг. 6 приведены результаты полнопрофильного уточнения дифрактограммы цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению, по методу ЛеБеля.
На Фиг. 7 приведена проекция координационных полиэдров ионов кальция в кристаллической структуре цис-2,3- эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению.
Подробное описание изобретения
Далее приводится описание различных аспектов реализации настоящего изобретения.
Настоящего изобретения относится к кристаллической форме цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, где ее кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8 . 9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°.
Также кристаллическая форма цис-2 ,3-эпоксисукцината согласно настоящему изобретению имеет размер кристаллов от 5 до 15 мкм, предпочтительно, составляет 10 мкм.
В одном из аспектов реализации настоящего изобретения раскрывается способ получения кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению, включающий следующие стадии: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с оксидом кальция с получением кислого малеата кальция;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализатора эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) нейтрализация кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция добавлением оксида кальция; d) выдерживание суспензии цис-2,3-эпоксисукцината кальция в течение от 24 до 240 ч с получением кристаллической формы цис- 2,3-эпоксисукцината кальция; е) разделение двух образовавшихся кристаллических форм цис- 2,3-эпоксисукцината кальция, с получением кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция, кристаллы которого принадлежат к пространственной группе Р21/п, где параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, =8.9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°, согласно настоящему изобретению.
Общая схема получения цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция с использованием малеинового ангидрида представлена следующим образом:
Figure imgf000007_0001
Стадия а) получение кислого малеата кальция .
Кислый малеат кальция получают путем взаимодействия малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с оксидом кальция (неполная нейтрализация) . Неполная нейтрализация обусловлена добавлением соединений кальция в количестве меньше эквимолярного, в результате чего происходит образование кислых солей - кислого малеата кальция.
Соотношение малеиновой кислоты или малеинового ангидрида к оксиду кальция меньше эквимолярного (т.е менее 1:1) и составляет предпочтительно 1:0,5.
Оксид кальция вводят в сухом виде или в виде суспензии. Соотношение оксида кальция и воды (в случае использования водной суспензии) составляет от 0,01:100 до 100:0,01, предпочтительно от 2:1 до 1:2, наиболее предпочтительно 1:1.
Предпочтительно используют исходные вещества чистотой не менее 90%, предпочтительно не менее 95%, наиболее предпочтительно не менее 98%. Реакцию возможно проводить при перемешивании для упрощения процесса отведения диоксида углерода и ускорения растворения оксида кальция. Время проведения реакции составляет от 10 мин до 10 ч, предпочтительно от 20 мин до 3 ч, наиболее предпочтительно от 30 мин до 2 ч.
Температура реакции составляет от 0 до 100°С, предпочтительно от 15 до 70°С, наиболее предпочтительно от 20°С до 60°С.
По окончании стадии получения кислого малеата кальция реакционная масса содержит, по существу, раствор кислого малеата б кальция в воде или суспензию кислого малеата кальция в водном растворе.
Стадия Ь) получение кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция.
Кислый цис-2,3-эпоксисукцинат кальция получают взаимодействием в водном растворе кислого малеата кальция, полученного на стадии а), с пероксидом водорода в присутствии катализатора эпоксидирования. Концентрация раствора или массовая доля суспензии кислого малеата кальция в воде может составлять от 5 до 50 мае.%, предпочтительно от 10 до 30 мае.%, наиболее предпочтительно от 15 до 25 мас.%. Массовая концентрация катализатора может составлять от 0,001 до 5%, наиболее предпочтительно от 0,1 до 0,5% от массы малеинового ангидрида или малеиновой кислоты.
Пероксид водорода вводят в реакционную смесь в виде раствора в воде. Концентрация раствора может быть любой от 5 до 100%. Наиболее предпочтительно использовать товарные формы пероксида водорода с массовой концентрацией от 20 до 40%. Пероксид водорода можно добавлять единовременно или по частям. Наиболее предпочтительно, с целью контроля температуры реакционной среды, добавлять пероксид водорода постепенно в течение от 5 мин до 3 ч.
В качестве катализатора может быть использован любой известный из уровня техники водорастворимый катализатор эпоксидирования. В частности, используют вольфрамовую и/или молибденовую кислоты, гетерополикислоты вольфрама и молибдена, соли вольфрамовой и молибденовой кислот, например: вольфрамат натрия, вольфрамат калия, молибдат натрия, фосфорвольфрамовую кислоту, фосфомолибденовую кислоту и кремнийвольфрамовую кислоту. Предпочтительно используют вольфрамат натрия и вольфрамат калия.
Реакцию проводят в течение от 0,5 до 24 ч, предпочтительно от 1 до 6 ч, наиболее предпочтительно от 2 до 4 ч.
Реакцию эпоксидирования можно проводить при температуре от 40 до 100°С, предпочтительно от 50 до 80°С, наиболее предпочтительно от 55 до 65°С. При более высокой температуре возможен гидролиз эпоксисукцината в D-тартрат, тогда как при более низкой температуре реакция может идти слишком медленно.
Стадия с) нейтрализация кислого цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция . По окончании реакции эпоксидирования проводят нейтрализацию кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция путем добавления оксида кальция в количестве 0,4-0,б экв. для нейтрализации кислых солей и доведения значения pH до 5-8.
Стадия d) выдерживание цис-2,3-эпоксисукцината кальция.
Для выделения цис-2,3-эпоксисукцината кальция суспензию выдерживают в течение от 24 до 240 ч, предпочтительно от 32 до 120 ч, наиболее предпочтительно от 48 до 96 ч.
Выдерживание проводят при температуре от 10 до 60°С, предпочтительно от 20 до 40°С.
Стадия е) разделение двух образовавшихся кристаллических форм цис-2,3-эпоксисукцината кальция
По окончании выдерживания визуально заметно образование двух кристаллических форм цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция: мелкие кристаллы, соответствующие по своей структуре кристаллам цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, известным из уровня техники, и крупные кристаллы, представляющие собой цис-2,3-эпоксисукцинат кальция по изобретению. Разделение модификаций проводят, например, путем просеивания.
После разделения крупные кристаллы цис-2,3-эпоксисукцината кальция по изобретению измельчаются и могут быть использованы как в качестве исходного компонента в органическом синтезе получения винной кислоты, так и в качестве затравки в способе получения новых порций кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция, как описано ниже.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения раскрывает применение кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция в качестве затравки в способе получения новых порций кристаллического цис-2,3-эпоксисукцината кальция.
В данном аспекте раскрывается способ получения кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению, включающий следующие стадии: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с оксидом кальция с получением кислого малеата кальция;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализатора эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) добавление от 0,1 до 20 мае. % затравки; d) нейтрализация кислого цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция добавлением оксида кальция с одновременной кристаллизацией цис- 2,3-эпоксисукцината кальция; отличающийся тем, что в качестве затравки используют кристаллическую форму цис-2 ,3-эпоксисукцинат кальция согласно настоящему изобретению.
Стадия а) и стадия Ь) идентичны описанным выше стадиям а) и
Ь).
Стадия с) добавление затравки.
Затравку, представляющую собой кристаллическую форму цис- 2,3-эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению, вносят в количестве от 0,1 до 20 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 5 мас.%, наиболее предпочтительно от 0,5 до 2 мас.% от массы выпадающего цис-2,3-эпоксисукцината кальция.
При введении затравки в кристаллизатор, предпочтительно проводить интенсивное перемешивание для обеспечения образования достаточного количества зародышей новой кристаллической фазы. При использовании кристаллизатора с перемешивающим устройством, необходимо обеспечить достаточную скорость вращения, предпочтительно от 100 до 500 об/мин.
Стадия d) нейтрализация кислых солей.
После стадии введения в реакционную смесь затравки проводят нейтрализацию кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция путем добавления оксида кальция в количестве 0,4-0,б экв. для нейтрализации кислых солей и доведения значения pH до 5-8. Наблюдается выпадение кристаллического цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция .
Полученный кристаллический цис-2 ,3-эпоксисукцинат кальция представляет собой кристаллы различного размера. Предпочтительно, размер полученных частиц составляет от 5 до 15 мкм, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22 °С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.724(1) A, beta=103.309(1)°, которые удобно использовать в биотехнологической стадии раскрытия эпоксидного цикла.
Стадия е) выдерживание цис-2,З-эпоксисукцината кальция (необязательная) .
С целью обеспечения полного выпадения цис-2,3- эпоксисукцината кальция проводят выдерживание суспензии, полученной на стадии d). Специалисту в данной области техники очевидно, что данная стадия является опциональной, полнота выпадения может быть достигнута, например, охлаждением суспензии цис-2,3-эпоксисукцината кальция.
В случае наличия данной стадии, выдерживание проводят в течение от 0,5 до б ч, предпочтительно от 1 до 5 ч.
Выдерживание проводят при температуре от 10 до 60 °С, предпочтительно от 20 до 40°С.
Полученная кристаллическая форма цис-2,3-эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению может быть использована для получения L-(+)-винной кислоты путем ферментативного гидролиза указанной кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция.
Также, технологически эффективная суспензия кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция может быть использована как подходящее сырье в процессах получения (со)полимерных карбоксилатов, например, 2,3-полиэпоксисукцината натрия (PESA), используемых в синтетических моющих средствах, а также в качестве ингибиторов солеотложения в технике.
Частным примером использования кристаллической формы цис- 2 ,3-эпоксисукцината кальция по изобретению служит, но не ограничивается: получение L- (+)-винной кислоты, как описано, например, в GB1534195 A (Takeda Chemical Industries, опубликован 29.11.1978), получение поликарбокислатов, как описано, например, в US5770711 A (KIMBERLY CLARK СО, 23.06.1998).
Осуществление изобретения
Методы исследования цис-2,3-эпоксисукцината кальция.
Элементный анализ проводили с использованием анализатора элементного состава «Elementar Vario MACRO CHNS».
Порошковая рентгенография
Первичный рентгенофазовый анализ образцов проводился на рентгеновском дифрактометре XRD-7000S (Shimadzu, Япония) на медном излучении СиКа (l=1,5418 А) с вторичным графитовым монохроматором в геометрии Брегга-Брентано в режиме «на отражение» с использованием сцинтилляционного детектора с шагом сканирования 0,02° в диапазоне углов от 10 до 80° и временем экспозиции в каждой точке 0,6 с.
В дальнейшем, регистрация прецизионной дифрактограммы порошка цис-2,3-эпоксисукцината кальция была выполнена на дифрактометре STOE STADI-P (управляющее ПО WinXPow), излучение Со (кобальт) Kdl, с первичным Ge (111) монохроматором, изогнутым по Иогансону, в геометрии Брегга-Брентано в режиме «на просвет» (симметричное сканирование w - 2Q) с использованием линейного газонаполненного позиционно-чувствительного детектора. Для регистрации дифрактограммы образец перетирали в агатовой ступке и наносили на рентгенаморфную РЕТ-пленку, заранее смазанную тонким слоем вакуумной смазки. Толщину слоя образца подбирали эмпирически по интенсивности сигнала и соотношению «сигнал/фон». Сверху образец закрывали аналогичной майларовой пленкой и помещали в кольцевой держатель.
Инфракрасная спектроскопия (ИК)
ИК спектры регистрировали на ИК-Фурье спектрометре Varian Excalibur НЕ 3600 (Австралия) на приставке НПВО с кристаллом ZnSe/алмаз в области частот 400-4000 см-1.
Распределение размеров кристаллов
Определение размеров частиц проводили методом лазерной гранулометрии с помощью прибора Horiba LA-950V2 при суспендировании порошка эпоксисукцината кальция в деионизованной воде. Для расчетов использовали показатели преломления тартрата кальция (1,535) и деионизованной воды (1,333).
Пример 1 (сравнительный по прототипу). Получение цис-2,3- эпоксисукцината кальция.
98 г малеинового ангидрида растворяли в 400 г воды в трехгорлой колбе. Затем добавляли 50 г оксида кальция (0,5 моль оксида кальция на 1 моль малеинового ангидрида) . Смесь перемешивали верхнеприводной мешалкой со скоростью 400 об/мин. После того как весь оксид кальция прореагировал, добавляли б,6 г вольфрамата натрия. Нагревали реакционную массу до 60°С и дозировали 102 г 35 мас.% раствора перекиси водорода через капельную воронку в течение 1 часа. После дозирования всей перекиси водорода перемешивание продолжали в течение 7 часов. После этого охлаждали реакционную массу до 30°С и постепенно добавляли оксид кальция в количестве равном 49 г (0,5 моль оксида кальция на 1 моль малеинового ангидрида) . После реакционную массу охлаждали до 15-20°С. Полученные кристаллы цис-2,3-эпоксисукцината кальция образовывали плотную массу, не отделяющуюся от водной фазы. К реакционной массе добавили 500 мл промывочной воды, при добавлении промывочной воды, кристаллы равномерно распределялись по объему водной фазы. После этого отделяли кристаллическую фазу от водной при помощи вакуум- фильтрования на фильтре Бюхнера с применением фильтровальной бумаги, где размер пор составляет 3-5 мкм, с разрежением в приемнике 100 мбар. Фильтрование проводили в течение не менее 60 минут из-за медленного разделения жидкой и твердой фаз. Получившийся осадок представлял собой кристаллы с широким распределением частиц по размерам (около 10-100 мкм). Кристаллы сушили в течение 72 ч на воздухе, масса составила 88 г (выход 36%).
Пример 2 . Получение кристаллической формы цис-2 ,3- эпоксисукцината кальция добавлением оксида кальция (получение затравки).
98 г малеинового ангидрида растворяли в 400 г воды в трехгорлой колбе. Затем добавляли 28 г оксида кальция (0,5 моль оксида кальция на 1 моль малеинового ангидрида). После того как весь оксид кальция прореагировал, добавляли 6,6 г вольфрамата натрия. Нагревали реакционную массу до 60°С и дозировали 102 г 35 мае.% раствора перекиси водорода через капельную воронку в течение 1 часа. После дозирования всей перекиси водорода перемешивание реакционной смеси проводили в течение 7 часов. После этого охлаждали реакционную массу до 30°С и постепенно добавляли оставшиеся 28 г оксида кальция (0,5 моль оксида кальция на 1 моль малеинового ангидрида). Далее реакционную массу охлаждали до 15-20°С. Полученную суспензию цис-2, 3- эпоксисукцината кальция выдерживали в течение 72 ч. При этом происходило образование крупных сростков кристаллов (до 5 мм) в смеси с первоначальными мелкодисперсными кристаллами. При этом водная фаза хорошо отделялась. Смесь фильтровали и сушили на воздухе . Смесь кристаллов просеивали и отделяли крупные кристаллы (более 50 мкм). Получали 100 г крупных кристаллов и 30 г мелких кристаллов. Мелкие кристаллы представляют собой кристаллическую форму цис-2,3-эпоксисукцината кальция, которая проанализирована методом порошковой рентгенографии, результаты которой представлены на Фиг. 1. Крупные кристаллы представляют собой новую кристаллическую форму цис-2,3-эпоксисукцината кальция, которые измельчаются и в дальнейшем используются в качестве затравки в Примере 5. Крупные кристаллы также анализировали методом рентгенографии, результаты которой представлены на Фиг. 2.
Пример 3. Получение кристаллической формы цис-2 ,3- эпоксисукцината кальция добавлением карбоната кальция (получение затравки) . 98 г малеинового ангидрида растворяли в 400 г воды в трехгорлой колбе. Затем добавляли 50 г карбоната кальция (0,5 моль карбоната кальция на 1 моль малеинового ангидрида). После того как весь карбонат кальция прореагировал, добавляли 0,66 г (0,0022 моль) вольфрамата натрия. Нагревали реакционную массу до 60°С и дозировали 102 г 35 мае.% раствора перекиси водорода через капельную воронку в течение 1 часа. После дозирования всей перекиси водорода реакцию проводили в течение 7 часов. После этого охлаждали реакционную массу до 30°С и постепенно добавляли 49 г карбоната кальция (0,5 моль карбоната кальция на 1 моль малеинового ангидрида). После реакционную массу охлаждали до 15- 20 °С. Полученную суспензию кальций цис-2 ,3-эпоксисукцината выдерживали в течение 72 ч. При этом происходило образование крупных сростков кристаллов (до 5 мм) в смеси с первоначальными мелкодисперсными кристаллами. При этом водная фаза хорошо отделялась. Смесь фильтровали и сушили на воздухе. Смесь кристаллов просеивали и отделяли крупные кристаллы (более 0,5 мм) . Получали 100 г крупных кристаллов и 30 г мелких кристаллов. Крупные кристаллы представляют собой кристаллическую форму цис- 2 ,3-эпоксисукцината кальция, которые измельчаются и в дальнейшем используются в качестве затравки в Примере 4.
Пример 4. Получение цис-2,3-эпоксисукцината кальция добавлением суспензии карбоната кальция.
В круглодонной трехгорлой колбе, объемом 1 л растворяли 98 г (1 моль) малеинового ангидрида в 400 г воды. Затем порционно добавляли суспензию, состоящую из 50 г карбоната кальция (0,5 моль карбоната кальция на 1 моль малеинового ангидрида) и 75 г воды. Контроль окончания реакции осуществляли по окончанию газообразования .
Затем к полученной массе, добавляли 4,4 г (0,013 моль) катализатора - дигидрата вольфрамата натрия. Полученную реакционную массу нагревали до 60°С, затем, в течение 1 часа через капельную воронку дозировали 116,2 г 35 мас.% (1,2 моль) раствора перекиси водорода. Во время добавления перекиси водорода осуществлялся контроль температуры реакционной массы, не допуская перегрева смеси выше 65°С. После окончания дозирования всей перекиси водорода реакционную массу оставляли при нагревании до 60°С и перемешивании на 1 час для прохождения реакции эпоксидирования до конца. После окончания реакции реакционную смесь, содержащую кислый эпоксималеат кальция, охлаждали до 40°С и постепенно добавляли 4,9 г сухого карбоната кальция (0,049 моль), 2,5 г затравки (0,005 моль) и, затем, оставшиеся 44,1 г карбоната кальция (0,441 моль). Контроль окончания реакции осуществляли по окончанию газообразования. Далее полученную массу еще охлаждали до 15-20°С. После этого отделяли кристаллическую фазу от водной при помощи вакуум-фильтрования на фильтре Бюхнера с применением фильтровальной бумаги, где размер пор составляет 3-5 мкм, с разрежением в приемнике 100 мбар. Полученный осадок промывали 500 мл воды. Фильтрование занимало в среднем 5 минут, осушка на воздухе - 24 часа. Продукт представлял собой белые кристаллы.
Масса после осушки составила 251,0 г (96%).
После осушки проводили оценку гранулометрического состава продукта (данные представлены в Таблице 1).
Пример 5. Получение цис-2,3-эпоксисукцината кальция добавлением суспензии оксида кальция.
Получение цис-2,3-эпоксисукцината кальция проводили аналогично Примеру 4, за исключением того, что к раствору малеиновой кислоты, полученному при смешивании 98 г (1 моль) малеинового ангидрида и 400 г воды в трехгорлой колбе, добавляли суспензию оксида кальция, состоящей из 33,6 г (0,6 моль) оксида кальция и 35 г (2 моль) воды на стадии а) . На стадии нейтрализации к реакционной смеси также добавляли оставшиеся 22,4 (0,4 моль) г оксида кальция.
Масса цис-2,3-эпоксисукцината кальция после осушки составила 241,1 г (93%).
Гранулометрический состав продукта, полученного по Примеру 5, представлен в Таблице 1.
Пример 6 . Получение кристаллического цис-2,3- эпоксисукцината кальция (кристаллизация с затравкой при 50 °С).
98 г малеинового ангидрида растворяли в 400 г воды в трехгорлой колбе. Затем добавляли 50 г оксида кальция (0,5 моль оксида кальция на 1 моль малеинового ангидрида). После того как весь оксид кальция прореагировал, добавляли 0,66 г вольфрамата натрия. Нагревали реакционную массу до 60°С и дозировали 102 г 35 мас.% раствора перекиси водорода через капельную воронку в течение 1 часа. После дозирования всей перекиси водорода реакцию проводили в течение 7 часов. После этого охлаждали реакционную массу до 50°С и постепенно добавляли 4,9 г оксида кальция (0,049 моль) и затравку в виде молотого 2,5 г цис-2,3-эпоксисукцината кальция (0,005 моль), полученного по Примеру 5. Затем постепенно добавляли оставшиеся 44,1 г оксида кальция (0,441 моль) и перемешивали реакционную массу, пока не выделился весь газ. После реакционную массу охлаждали до 15-20 °С, при этом происходит разделение реакционной массы на водную фазу и осадок. После этого отделяли кристаллическую фазу от водной при помощи вакуум-фильтрования на фильтре Бюхнера с применением фильтровальной бумаги, где размер пор составляет 3-5 мкм, с разрежением в приемнике 100 мбар. Промывали с использованием 500 мл воды. Фильтрование занимало в среднем 5 минут. Продукт представлял собой кристаллические кристаллы (распределение по размерам представлено на Фиг. 3). Масса после осушки составила 218,2 г (выход 90%).
Пример 7. Получение кристаллического цис-2,3- эпоксисукцината кальция (кристаллизация с затравкой при 30 °С).
98 г малеинового ангидрида растворяли в 400 г воды в трехгорлой колбе. Затем добавляли 50 г оксида кальция (0,5 моль оксида кальция на 1 моль малеинового ангидрида). После того как весь оксид кальция прореагировал, добавляли 0,66 г вольфрамата натрия. Нагревали реакционную массу до 60°С и дозировали 102 г 35 мас.% раствора перекиси водорода через капельную воронку в течение 1 часа. После дозирования всей перекиси водорода реакцию проводили в течение 7 часов. После этого охлаждали реакционную массу до 30°С и постепенно добавляли 4,9 г оксида кальция (0,049 моль) и затравку в количестве 2,5 г цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция (0,005 моль), полученную по Примеру 2. Затем постепенно добавляли оставшиеся 44,1 (0,441 моль) г оксида кальция и перемешивали реакционную массу до окончания газообразования. После реакционную массу охлаждали до 15-20 °С, при этом реакционная масса разделяется на водную фазу и осадок. После этого отделяли кристаллическую фазу от водной при помощи вакуум- фильтрования на фильтре Бюхнера с применением фильтровальной бумаги, где размер пор составляет 3-5 мкм, с разрежением в приемнике 100 мбар. Промывали 500 мл воды. Фильтрование занимало в среднем 5 минут. Продукт представлял собой кристаллические кристаллы (распределение по размерам представлено на Фиг. 4). Масса после осушки составила 225,5 г (93%).
Данные Примера 1 и Примера 7 по времени фильтрования показывают, что скорость фильтрования кристаллов цис-2,3- эпоксисукцината кальция при применении новой кристаллической модификации в качестве затравки, гораздо выше (Пример 7, время фильтрования 5 мин), чем в случае отсутствия ее применения (Пример 1, время фильтрования 60 мин).
Таким образом, кристаллы цис-2,3-эпоксисукцината кальция по Примеру 2, полученные длительной выдержкой реакционной массы, характеризуются новой модификацией кристаллического цис-2,3- эпоксисукцината кальция.
В результате определения размера частиц цис-2,3- эпоксисукцината кальция, полученного по Примерам 4 и 5, методом лазерной гранулометрии было установлено, что наименьшее значение размеров частиц достигнуто в результате добавления суспензии СаО (таблица 1).
Таблица 1. Гранулометрический состав цис-2,3- эпоксисукцината кальция.
Figure imgf000017_0001
При сравнении распределения размера частиц наблюдается увеличение фракции меньше 100 мкм для Примера 5. Такое распределение способствует лучшему протеканию ферментативного гидролиза. Снижение размера частиц цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция положительным образом повлияет на технологический процесс за счет увеличения площади поверхности для адсорбции, что приводит к увеличению активности микроорганизмов и, следовательно, увеличивается выход целевого продукта.
По данным Фиг. 3 и Фиг. 4, можно сделать вывод, что температура кристаллизации не влияет на размер кристаллов соли в суспензии, который составляет в среднем около 10 мкм.
ИК-спектры продуктов, полученных по Примерам б и 7, приведены на Фиг. 5. Высокое сходство спектров указывает, что состав продукта, при разных температурах осаждения, также остается постоянным. Таким образом, температура кристаллизации не влияет на процесс образования новой кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция.
По данным анализа рентгенограммы мелких и крупных кристаллов кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученных по Примеру 2 проводили Рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ.
Качественный рентгенофазовый анализ проводили с использованием БД ICDD PDF-2 (2003 г.в.) и поисковой системы Crystallographica Search-Match 3.0. Полученные результаты не позволили провести отнесение рефлексов к известным кристаллическим фазам. Профильный анализ рефлексов выполняли в ПО WinXPow. Для моделирования рефлексов использовали функцию pseudo-Voigt с постоянным по всему угловому диапазону значением параметра h. Профильный анализ проводили в диапазоне 8-52 °2Q. Для моделирования зависимости полуширин рефлексов от угла использовали функцию Кальотти с варьируемым параметром W (V и U принимали равными нулю в связи с работой в узком угловом диапазоне) . Индицирование дифрактограммы проводили в ПО ST0E WinXPow с использованием ПО DICVOL. Полученные параметры были дополнительно уточнены с учетом возможного сдвига нуля (линейное приближение) . Полученные в результате индицирования параметры приведены в Таблице 2.
На основании полученных при индицировании данных дифрактограмма была уточнена методом ЛеБеля в ПО Jana2006. Исходное уточнение проводили для пространственной группы Рг/ (максимальной симморфной для моноклинной сингонии), затем - для группы R2i/h.
Таблица 2. Параметры элементарной ячейки и критерий качества индицирования.
Figure imgf000018_0001
Решение кристаллической структуры осуществляли методами прямого пространства в ПО FOX (Free Object for Xtallograhy). Решение проводили методом Монте-Карло в приближении постоянной заселенности позиций и штрафа за сближение атомов на расстояние менее O.dA. В результате решения и уточнения структуры получили результаты, приведенные в Таблице 3. Уточнение кристаллической структуры позволило достичь высококачественного соответствия между теоретической и экспериментальной дифрактограммами . Результаты полнопрофильного уточнения приведены на Фиг. 6.
Координационные полиэдры кальция представлены на Фиг. 7. Ионы кальция имеют восемь лигандов каждый, с двумя мостиковыми молекулами воды. Каждый эпоксисукцинат-анион является тридентатным лигандом и соединяется только с одним ионом кальция. Следует отметить наличие в кристаллической структуре не связанной с кальцием молекулы НгО.
Таблица 3. Результаты рентгеноструктурного анализа
Figure imgf000019_0001
По данным элементного анализа, кристаллы второй кристаллической модификации содержат С - 17,69%, Н - 4,62%. По формуле пентагидрата цис-эпоксисукцината кальция C4Hi20ioCa теоретически С 18,46%, Н - 4,62%.
Пример 8. Получение поликарбоксилата - полимера цис-эпокси- 1,4-бутандиовой кислоты (PESA).
Кристаллы цис-2,3-эпокисукцината кальция из Примера 5 (200 г, 0,826 моль), суспендированные в 500 мл Н20, смешивают с водным раствором сульфата натрия (118 г, 0,831 моль, в 500 мл Н20) при 30°С. Смесь интенсивно перемешивают в течение 2 ч. Затем отфильтровывают осадок сульфата дигидрата кальция, осадок промывают 100 мл воды. Фильтрат представляет собой водный раствор цис-2,3-эпоксисукцината динатрия. К фильтрату добавляют 25 г (0,103 моль) цис-2,3-эпокисукцината кальция, полученного по Примеру 4, и 16,5 г (0,206 моль) 50% раствора NaOH. Смесь нагревают при перемешивании до 100 °С и выдерживают 2 ч с обратным холодильником. Затем раствор подкисляют до рН=2 соляной кислотой и отфильтровывают осадок полимера. Полимер суспендируют в 200 мл Н0 и защелачивают 50% раствором NaOH до рН=6. Молекулярная масса поликарбоксилата Mw по данным ГПХ составляет 1083 г/моль.
Пример 9. Получение L-Tapopaaa кальция и L-(+)-винной кислоты .
Штамм Acinetobacter tartarogenes КВ-111 вносят в ферментер емкостью 2 л, содержащий 500 мл жидкой культуральной среды, состоящей из цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция (0,6%), сульфата аммония (0,5%), дикалийфосфата (0,1%), сульфата магния (0,05%), pH 7.0. Вышеуказанную смесь подвергают культивированию с возвратно-поступательным движением при 30°С в течение 24 часов и получают 500 мл культурального бульона. Этот культуральный бульон переносится в резервуар емкостью 50 л, который содержит 30 л жидкой культуральной среды, состоящей из пептона (0,1%), сульфата аммония (0,5%), дикалийфосфата (0,1%), сульфата магния (0,05%), сульфата железа (0,001%), глюкозы (0,2%), pH 7.0; в то же время добавляют в резервуар 180 г цис-2,3-эпоксисукцината кальция по Примеру 5. Полученный продукт культивируют при 30°С с перемешиванием и аэрацией, при этом добавляют в культуру 20 г Terravis К1-2 (торговая марка Sasol) в качестве пеногасителя. По истечении 24 часов после начала культивирования добавляют 6 кг цис-2,3-эпоксисукцината кальция пентагидрата с последующей культивацией в течение 24 часов. Примерно 30 л полученного культурального бульона фильтруют с помощью фильтровального пресса и полученный осадок промывают водой. Продукт суспендируют в 10 л воды, центрифугируют, осадок вновь отделяют и промывают водой. Получают кристаллы L-тартрата кальция тетрагидрата массой 5,8 кг, выход 94%.
L-(+)-винную кислоту получали гидролизом L-тартрата кальция тетрагидрата путем пропускания полученных кристаллов L-тартрата кальция тетрагидрата через ионообменную колонку.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Кристаллическая форма цис-2,3-эпоксисукцината кальция, отличающаяся тем, что ее кристаллы принадлежат к пространственной группе R2i/h, где параметры кристаллической решетки при 22 °С составляют а=15.1916(2) А, =8. 9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°.
2. Кристаллическая форма по п.1, где размер кристаллов составляет от 5 до 15 мкм.
3. Кристаллическая форма по п.2, .в которой размер кристаллов составляет 10 мкм.
4. Способ получения кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция по п.1, включающий следующие стадии: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с оксидом кальция с получением кислого малеата кальция;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализатора эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) нейтрализация кислого цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция добавлением оксида кальция; d) выдерживание цис-2,3-эпоксисукцината кальция в течение от 24 до 240 ч; e) разделение двух образовавшихся кристаллических форм цис- 2 ,3-эпоксисукцината кальция с получением кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция по п.п.1-3.
5. Способ по п.4, где на стадии а) соотношение малеиновой кислоты или малеинового ангидрида к оксиду кальция составляет
1:0,5.
6. Способ по п.4, где оксид кальция вводят в виде суспензии в воде.
7. Способ по п.6, где соотношение оксида кальция и воды составляет от 0,01:100 до 100:0,01.
8. Способ по п.7, где соотношение оксида кальция и воды составляет от 2:1 до 1:2.
9. Способ по п.8, где соотношение оксида кальция и воды составляет 1:1.
10. Способ по п.4, где на стадии а) время проведения реакции составляет от 10 мин до 10 ч.
11. Способ по п.10, где на стадии а) время проведения реакции составляет от 20 мин до 3 ч.
12. Способ по п.11, где на стадии а) время проведения реакции составляет от 30 мин до 2 ч.
13. Способ по п.4, где на стадии а) температура реакции составляет от 0 до 100°С.
14. Способ по п.13, где на стадии а) температура реакции составляет от 15 до 70°С.
15. Способ по п.14, где на стадии а) температура реакции составляет от 20 до 60°С.
16. Способ по п.4, где пероксид водорода вводят в реакционную смесь в виде раствора в воде.
17. Способ по п.16, где используют раствор пероксида водорода в воде с концентрацией от 5 до 100%.
18. Способ по п.17, где используют раствор пероксида водорода в воде с концентрацией от 20 до 40%.
19. Способ по п.4, где пероксид водорода вводят единовременно.
20. Способ по п.4, где пероксид водорода вводят по частя в течение от 5 мин до 3 ч.
21. Способ по п.4, где катализатор эпоксидирования выбирают из группы, включающей вольфрамовую и/или молибденовую кислоты, гетерополикислоты вольфрама и молибдена, соли вольфрамовой и молибденовой кислот.
22. Способ по п.21, где катализатор эпоксидирования выбирают из группы, включающей вольфрамат натрия, вольфрамат калия, молибдат натрия, фосфорвольфрамовую кислоту, фосфомолибденовую кислоту и кремнийвольфрамовую кислоту.
23. Способ по п.22, где катализатор эпоксидирования представляет собой вольфрамат натрия и вольфрамат калия.
24. Способ по п.4, где на стадии Ь) реакцию проводят в течение от 0,5 до 24 ч.
25. Способ по п.24, где на стадии Ь) реакцию проводят в течение от 1 до 6 ч.
26. Способ по п.25, где на стадии Ь) реакцию проводят в течение от 2 до 4 ч.
27. Способ по п.4, где на стадии Ь) реакцию проводят при температуре от 40 до 100°С.
28. Способ по п.27, где на стадии Ь) реакцию проводят при температуре от 50 до 80°С.
29. Способ по п.28, где на стадии Ь) реакцию проводят при температуре от 55 до 65°С.
30. Способ по п.4, где на стадии d) выдерживание осуществляют в течение от 32 до 120 ч.
31. Способ по п.30, где на стадии d) выдерживание осуществляют в течение от 48 до 96 ч.
32. Способ по п.4, где на стадии d) выдерживание осуществляют при температуре от 10 до 60°С.
33. Способ по п.32, где на стадии d) выдерживание осуществляют при температуре от 20 до 40°С.
34. Применение кристаллической формы цис-2, 3- эпоксисукцината кальция по п.п.1-3 в качестве затравки в способе получения новых порций кристаллической формы цис-2, 3- эпоксисукцината кальция.
35. Способ получения кристаллической формы цис-2, 3- эпоксисукцината кальция по п.1, включающего следующие стадии: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с оксидом кальция с получением кислого малеата кальция;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализатора эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) добавление от 0,1 до 20 мас.% затравки; d) нейтрализация кислого цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция добавлением оксида кальция с одновременной кристаллизацией цис- 2,3-эпоксисукцината кальция; отличающийся тем, что в качестве затравки используют кристаллическую форму цис-2,3-эпоксисукцинат кальция по п.п.1-3.
36. Способ по п.35, где на стадии а) соотношение малеиновой кислоты или малеинового ангидрида к оксиду кальция составляет
1:0,5.
37. Способ по п.35, где оксид кальция вводят в виде суспензии в воде.
38. Способ по п.37, где соотношение оксида кальция и воды составляет от 0,01:100 до 100:0,01.
39. Способ по п.38, где соотношение оксида кальция и воды составляет от 2:1 до 1:2.
40. Способ по п.39, где соотношение оксида кальция и воды составляет 1:1.
41. Способ по п.35, где на стадии а) время проведения реакции составляет от 10 мин до 10 ч.
42. Способ по п.41, где на стадии а) время проведения реакции составляет от 20 мин до 3 ч.
43. Способ по п.42, где на стадии а) время проведения реакции составляет от 30 мин до 2 ч.
44. Способ по п.35, где на стадии а) температура реакции составляет от 0 до 100°С.
45. Способ по п.44, где на стадии а) температура реакции составляет от 15 до 70°С.
46. Способ по п.45, где на стадии а) температура реакции составляет от 20 до 60°С.
47. Способ по п.35, где пероксид водорода вводят в реакционную смесь в виде раствора в воде.
48. Способ по п.47, где используют раствор пероксида водорода в воде с концентрацией от 5 до 100%
49. Способ по п.48, где используют раствор пероксида водорода в воде с концентрацией от 20 до 40%.
50. Способ по п.35, где пероксид водорода вводят единовременно.
51. Способ по п.35, где пероксид водород вводят по частям в течение от 5 мин до 3 ч.
52. Способ по п.35, где катализатор эпоксидирования выбирают из группы, включающей вольфрамовую и/или молибденовую кислоты, гетерополикислоты вольфрама и молибдена, соли вольфрамовой и молибденовой кислот.
53. Способ по п.52, где катализатор эпоксидирования выбирают из группы, включающей вольфрамат натрия, вольфрамат калия, молибдат натрия, фосфорвольфрамовую кислоту, фосфомолибденовую кислоту и кремнийвольфрамовую кислоту.
54. Способ по п.53, где катализатор эпоксидирования представляет собой вольфрамат натрия и вольфрамат калия.
55. Способ по п.35, где на стадии Ь) реакцию проводят в течение от 0,5 до 24 ч.
56. Способ по п.55, где на стадии Ь) реакцию проводят в течение от 1 до 6 ч.
57. Способ по п.56, где на стадии Ь) реакцию проводят в течение от 2 до 4 ч.
58. Способ по п.35, где на стадии Ь) реакцию проводят при температуре от 40 до 100°С.
59. Способ по п.58, где на стадии Ь) реакцию проводят при температуре от 50 до 80°С.
60. Способ по п.59, где на стадии Ь) реакцию проводят при температуре от 55 до 65°С.
61. Способ по п.35, в котором затравку добавляют в количестве от 0,2 до 5 мае.% от массы выпадающего цис-2,3- эпоксисукцината кальция.
62. Способ по п.61, в котором затравку добавляют в количестве от 0,5 до 2 мас.% от массы выпадающего цис-2,3- эпоксисукцината кальция.
63. Способ получения L-(+)-винной кислоты, включающий ферментативный гидролиз кристаллической формы, полученного способом по любому из пунктов пп. 4-34 либо по любому из пунктов пп. 35-62.
64. Способ получения поликарбоксилата, в котором в качестве (со)мономера используют цис-2,3-эпоксисукцинат кальция, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°.
PCT/RU2021/000125 2020-03-27 2021-03-25 Способ получения кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция WO2021194384A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112500 2020-03-27
RU2020112500A RU2757039C2 (ru) 2020-03-27 2020-03-27 Способ получения кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021194384A1 true WO2021194384A1 (ru) 2021-09-30

Family

ID=77836496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000125 WO2021194384A1 (ru) 2020-03-27 2021-03-25 Способ получения кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2757039C2 (ru)
WO (1) WO2021194384A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1534195A (en) * 1975-05-07 1978-11-29 Takeda Chemical Industries Ltd Method for producing l(+)-tartaric acid
US4846650A (en) * 1985-12-06 1989-07-11 The Procter & Gamble Company Oral compositions and methods for reducing dental calculus
CN105753818B (zh) * 2014-12-17 2017-11-14 怀来县长城生物化学工程有限公司 合成环氧琥珀酸钙悬浊液的方法和生产l‑(+)‑酒石酸的方法
RU2741870C1 (ru) * 2020-03-26 2021-01-29 Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" Способ получения кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1534195A (en) * 1975-05-07 1978-11-29 Takeda Chemical Industries Ltd Method for producing l(+)-tartaric acid
US4846650A (en) * 1985-12-06 1989-07-11 The Procter & Gamble Company Oral compositions and methods for reducing dental calculus
CN105753818B (zh) * 2014-12-17 2017-11-14 怀来县长城生物化学工程有限公司 合成环氧琥珀酸钙悬浊液的方法和生产l‑(+)‑酒石酸的方法
RU2741870C1 (ru) * 2020-03-26 2021-01-29 Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" Способ получения кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KITAMUR A MITSUTAKA: "Controlling factor of polymorphism in crystallization process", JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, vol. 237-239, 2002, pages 2205 - 2214, XP004356336, DOI: 10.1016/S0022-0248 (01 )02277- 1 *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020112500A3 (ru) 2021-09-27
RU2020112500A (ru) 2021-09-27
RU2757039C2 (ru) 2021-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2519037C2 (ru) Способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью и его применение
Song et al. Synthesis and characterization of magnesium hydroxide by batch reaction crystallization
KR100427005B1 (ko) 구상으로 응집된 염기성 탄산코발트(ii) 및 구상으로 응집된 수산화코발트(ii), 그의 제조방법 및 그의 용도
EP0722422A1 (en) Spheroidal aggregate of platy synthetic hydrotalcite
US3953584A (en) Process for the preparation of basic aluminum chlorides
JPH0517112A (ja) 結晶質リン酸ジルコニウム化合物の製造方法
CN101600654A (zh) 生产仲钨酸铵水合物和十水合仲钨酸铵的方法
CN112714751B (zh) 活性高纯度氧化镁及其生产方法
CN112028087B (zh) 过渡金属元素掺杂的AlPO-15分子筛及其制备方法
RU2757039C2 (ru) Способ получения кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция
WO2021194382A1 (ru) Способ получения кристаллической формы цис-2, 3-эпоксисукцината кальция
CN108217665A (zh) 一种纯硅纳米Beta分子筛及其制备方法
WO2021194381A1 (ru) Кристаллический эпоксисукцинат кальция, способ его получения и применение
CN1109576C (zh) 制备水滑石及其金属氧化物的方法
RU2756956C2 (ru) Способ получения кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция
RU2787475C2 (ru) Кристаллическая форма эпоксисукцината кальция, способ ее получения и применение для получения винной кислоты
RU2389690C2 (ru) Порошок вольфрамовой кислоты, состоящий из сферических частиц вольфрамовой кислоты, и способ его получения
CN107720767B (zh) 一种钙长石水热合成高岭石的方法
RU2762326C2 (ru) Способ получения мелкокристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция
JPH0648713A (ja) 結晶質リン酸ジルコニウムの製造方法
RU2763329C2 (ru) Способ получения кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция
RU2384564C2 (ru) Способ получения дигидрата оксалата кобальта (ii)
JP3247896B2 (ja) ヒドロキシアパタイトの製造方法
CN114437148A (zh) 一种药用辅料的钠盐或钾盐的制备方法
JPH04261189A (ja) トリフルオロメタンスルホン酸スズの製造法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21775808

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21775808

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1