低孔隙率的无水碳酸钠制造技术

本发明专利技术涉及用在药物制剂和食品工业中的高纯度、低孔隙率的无水碳酸钠。还提供制备所述碳酸钠的新方法。

Anhydrous sodium carbonate with low porosity

The present invention relates to high purity, low porosity anhydrous sodium carbonate used in pharmaceutical preparations and the food industry. A new method for the preparation of said sodium carbonate is also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低孔隙率的无水碳酸钠本专利技术涉及用在药物制剂和食品工业中的高纯度、低孔隙率的无水碳酸钠。还提供用于制备所述碳酸钠的新方法。
技术介绍
无水碳酸钠(“纯碱”)用在大量技术、药物和食品技术工艺和不同的制剂中。在这些配方中，无水碳酸钠尤其具有碱化作用，但是通常还由于其与稀酸反应释放二氧化碳的性质，因此在“泡腾”制剂的配方研发中经常考虑无水碳酸钠。已知不同的用于制备含水碳酸钠的方法。在此碳酸钠以十水合物、七水合物或一水合物的形式形成。通常通过煅烧或加热一水合物获得无水碳酸钠。Leblanc在1790年研发了用于制备无水碳酸钠的最古老的方法。其中通过加热硫酸钠、石灰和煤获得Na2CO3、CaS和二氧化碳。通过沥滤从反应产物中分离碳酸钠。所述方法的缺点在于作为副产物形成的CaS和HCl且能耗高。所述方法被1861年研发的Solvay-方法取代。在此，在几乎饱和的食盐溶液中首先引入氨然后导入二氧化碳，由此形成难溶的碳酸氢钠。通过加热从分离的碳酸钠一水合物获得期望的无水碳酸钠。由于低的能量需求，越来越优选从天然源获得碳酸钠。已知天然来源例如从天然碱(美国)、埃及(WadiNatrum)和北美和南美的大盐湖。通过溶解、纯化和蒸发或煅烧方法由其获得期望的无水碳酸钠。因此通过日本专利JP46026101B4已知一种方法，其中制备碳酸钠溶液，所述碳酸钠溶液与NaOH混合。在这样获得的溶液中导入CO2-气体。通过真空蒸发获得饱和溶液，当再加入NaOH时，从所述饱和溶液中再次结晶出一水合物。所述方法的缺点在于，一方面必须导入CO2-气体，用以实现一水合物的结晶。另一方面必须在分离之后进行分离的煅烧用以获得无水碳酸钠。无水碳酸钠是吸湿的并且可以结合来自环境的至多10重量％的水而不会显得湿润。因此造成重新形成一水合物。无水碳酸钠的该显著的水结合能力可能造成药物配方中的稳定性问题，特别是当包含湿敏性物质时。吸收的水还可能造成变色反应。然而由于在酸性反应性配方组分的存在下的不期望的二氧化碳形成造成显著的问题。特别是在所谓的泡腾制剂中，过早的二氧化碳形成可能造成最终包装中压力的形成并且造成破坏(“膨胀”)。目的因此，本专利技术的目的是提供一种制备高纯度、无水碳酸钠的廉价、可以简单方式节能进行的方法，通过所述方法可以提供这样的产物，所述产物不具有上述缺点、储存稳定并且由于其形态学结构在酸的存在下不太倾向于释放CO2，并且具有相比于市售可得的无水碳酸钠的更低的吸湿性。专利技术简述已经发现，通过合成制备方法获得结晶碳酸钠，所述结晶碳酸钠的特征在于特别低的水含量，因此可以被称为无水的，并且所述结晶碳酸钠具有特别小的表面积和极小的孔体积。在REM-图像中显示，相比于常规市售获得的无水碳酸钠，根据新研发的方法制备的无水碳酸钠具有特别紧密的表面结构。所述新的性质导致与其它助剂和有效成分，特别是与水解敏感的助剂和有效成分的改进的相容性，同时显著降低的吸湿性。特别地，无水碳酸钠的特征在于，所述无水碳酸钠a)由具有平滑低孔隙率的表面结构的颗粒组成，b)具有小于1m2/g，优选小于0.5m2/g，特别优选小于0.2m2/g的BET-表面积和c)在其制备之后具有不大于0.2重量％，优选小于0.15重量％的干燥损失。此外其具有在60％相对湿度下＜5重量％；在70％相对湿度下＜10重量％；在80％相对湿度下＜15重量％和在90％相对湿度下＜40％的水蒸气吸收能力(DVS)。通过酸式滴定法确定，确定根据本专利技术的无水碳酸钠的碳酸钠含量为99.5至100％。因此可以向使用者提供高纯度的无水碳酸钠，所述无水碳酸钠具有相比于常规产物明显改进的性质，特别是当其用于制备药物制剂时。为了进行根据本专利技术的制备所述具有改进性质的新的无水碳酸钠的方法，制备水溶液，其中a)以1∶1至1∶1.3的摩尔比例溶解碳酸氢钠(NaHCO3)和氢氧化钠(NaOH)和b)以这样的量溶解碳酸氢钠和氢氧化钠，使得溶液在65℃具有在1.2至1.4g/ml范围内，优选在1.25至1.34g/ml范围内，特别优选在1.28至1.31g/ml范围内的密度，c)使溶液依次与催化量的过氧化氢和活性炭混合，并且在充分混合之后过滤，和d)将所获得的澄清溶液引入结晶装置，其中通过在升高的温度下真空蒸发除去液体并且将悬浮液密度调节在1.54-1.86g/ml范围内，优选在1.58-1.82g/ml范围内，特别优选在1.62-1.78g/ml范围内，在该密度下进行结晶，e)通过过滤、离心或离心分离作用分离所形成的晶体和f)在60-70℃范围内的温度装填在干燥器中，并且通过在115至125℃的温度持续混合从而干燥，直至所获得的产物具有不大于0.2重量％的干燥损失。当将结晶过程中的温度调节在50至95℃的范围内并且将悬浮液的密度调节在1.54-1.86的范围内时，特别是当将温度调节在55至90℃的范围内并且将悬浮液的密度调节在1.62-1.78的范围内时，获得良好的结晶结果。优选地，在循环结晶器中进行结晶。在一个特别的实施方案中，通过混合器螺杆将来自结晶器的所获得的晶体引入筛网离心机，用水清洗并且通过流体干燥箱装填在混合器干燥器中。在一个优选的实施方案中，通过螺杆输送将晶体引入流动床干燥器并且在175至200℃范围内，优选在180至195℃范围内，特别优选187℃的温度下以足够的停留时间进行干燥，使得所获得的产物具有不大于0.2重量％的干燥损失。根据给定的前提条件，结晶可以间歇或连续地进行。优选地，结晶连续地进行，因此可以使用更有益的结晶条件。根据本专利技术制备的无水碳酸钠特别适合用在盖伦式制剂，特别是处方制剂和OTC-制剂中。其可以用在包含维生素和/或矿物质和/或微量元素和/或水解敏感的有效成分的泡腾制剂中并且导致产物的改进的性质，例如改进的长期稳定性。根据本专利技术的无水碳酸钠特别适合用在包含酸性作用的有效成分和/或水解敏感的有效成分(例如维生素C或乙酰水杨酸)的泡腾制剂中，因为在酸性添加剂或酸性有效成分的存在下，所述无水碳酸钠基本上不倾向分解出CO2。在此，根据本专利技术的无水碳酸钠既可以以不变的状态使用，也可以以变化的状态使用。变化的状态可以为例如通过筛分或通过研磨造成的粒径分布的变化，也包括例如通过施涂涂层以及其它操作造成的材料表面的变化。改进的性质具有的优点在于，所制备的制剂具有更好的长期稳定性，并且在封闭的包装(例如药剂管、气密性密封的袋或气泡包装)中造成明显更少的压力的形成。由于这些性质，药物工业、食品工业或还有
中的制剂师获得一种材料，所述材料改进其终产物的稳定性。此外，减慢了在酸的存在下制剂中二氧化碳的形成。如上所述，其结果是包装的最终产物的改进的储存稳定性。因此，相比于市售可得的商品，根据本专利技术制备的产物具有特别有利的性质。在此，根据本专利技术制备的产物为合成制备的高纯度的无水碳酸钠，其满足PhEur(欧洲药典)、BP(英国药典)、NF(USP/NF纲要)的要求并且具有不小于99.5重量％的含量以及不大于0.2重量％的干燥损失。所述含量通过酸式滴定法确定并且在干燥的物质上确定。特别地，根据本专利技术制备的产物为具有极低水含量的产物，其虽然具有较大的粒径结构，但是也具有显著更高的堆积密度和振实密度。产物更小的流动倾角可被视为本文档来自技高网...

【技术保护点】
无水碳酸钠，其特征在于，所述无水碳酸钠为无水、低孔隙率、高纯度的产物，其中无水碳酸钠：a)由具有低孔隙率的平滑表面结构的颗粒组成，b)具有小于1m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.09 EP 11009721.91.无水碳酸钠，其特征在于，所述无水碳酸钠为无水、低孔隙率、高纯度的产物，其中无水碳酸钠：a)由具有低孔隙率的平滑表面结构的颗粒组成，b)具有小于1m2/g的BET-表面积，和c)在其被制备之后具有不大于0.2重量％的干燥损失；并且所述无水碳酸钠具有在1.050至1.140g/ml范围内的堆积密度。2.根据权利要求1所述的无水碳酸钠，其特征在于，所述无水碳酸钠b)具有小于0.5m2/g的BET-表面积。3.根据权利要求1所述的无水碳酸钠，其特征在于，所述无水碳酸钠b)具有小于0.2m2/g的BET-表面积。4.根据权利要求1所述的无水碳酸钠，其特征在于，所述无水碳酸钠c)在其被制备之后具有小于0.15重量％的干燥损失。5.根据权利要求1所述的无水碳酸钠，其特征在于，所述无水碳酸钠具有在60％相对湿度下<5重量％；在70％相对湿度下<10重量％；在80％相对湿度下<15重量％和在90％相对湿度下<50％的水蒸气吸收能力。6.根据权利要求1所述的无水碳酸钠，其特征在于，所述无水碳酸钠具有不小于99.5重量％的碳酸钠含量，通过酸式滴定法确定。7.根据权利要求1所述的无水碳酸钠，其特征在于，所述无水碳酸钠具有在1.18至1.30g/ml范围内的振实密度，和在30.0°至31.5°范围内的堆积角。8.制备根据权利要求1–7任一项所述的无水碳酸钠的方法，其特征在于，a)制备水溶液，其中以这样的量溶解碳酸氢钠和氢氧化钠，使得所述溶液在65℃下具有在1.2至1.4g/ml范围内的密度，并且其中以1:1至1:1.3的摩尔比例包含碳酸氢钠NaHCO3和氢氧化钠NaOH，然后b)使所述溶液依次与催化量的过氧化氢和活性炭混合，并且在充分混合之后过滤，和c)将所获得的澄清溶液引入结晶装置，其中通过在升高的温度下真空蒸发除去液体，将悬浮液的密度调节在1.54–1.86g/ml范围内，并在该密度下进行结晶，e)通过过滤、离心，或通过离心分离作用分离所形成的晶体，和f)装填在干燥器中并且通过在升高的温度下持续混合从而干燥，直至所获得的产物具有不大于0.2重量％的干燥损失。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在a)中，制备水溶液，其中以这样的量溶解碳酸氢钠和氢氧化钠，使得所述溶液在65℃下具有在1.25至1.34g/ml范围内的密度。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在a)中，制备水溶液，其中以这样的量溶解碳酸氢钠和氢氧化钠，使得所述溶液在65℃下具有在1.28至1.31g/ml范围内的密度。11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在c)中，将所获得的澄清溶液引入结晶装置，其中通过在升高的温度下真空蒸发除去液体，将悬浮液的密度调节在1.58–1.82g/ml范围内，并在该密度下进行结晶。12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在c)中，将所获得的澄清溶液引入结晶装置，其中通过在升高的温度下真空蒸发除去液体，将悬浮液的密度调节在1.62–1.78g/ml范围内，并在该密度下进行结晶。13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述结晶在循环结晶器中进行。14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述结晶间歇或连续地进行。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·克拉特亚科，HK·佩特，T·韦德尔，G·莫德尔摩格，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE