JP4729238B2 - Method of purifying a composition comprising an internal dehydration product of at least one hydrogenated sugar - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも1つの水素添加糖の内部脱水生成物を含有する組成物の精製のための新規な方法に関する。
本発明はまた、こうして得られる精製組成物の、特に化学、製薬、化粧品、及び食品工業を企図する、ポリマー性または非ポリマー性、生分解性または非生分解性の生成物または混合物の調製における使用にも関する。
【0002】
最後に、本発明は、前記方法に従って得られる新規な生成物にも関するが、かかる種類の組成物は、純度に関する特定の特徴及び所定の不純物含量を有するものである。
【0003】
本発明の目的のための「水素添加糖」なる表現は、特に、
・ヘキシトール、例えばソルビトール、マンニトール、イジトール、及びガラクチトール等、
・ペンチトール、例えばアラビトール、リビトール、及びキシリトール等、並びに、
・テトリトール、例えばエリスリトール等、
を意味すると解される。
【0004】
「内部脱水生成物」なる表現は、あらゆる方法により、1つ以上の工程で、上述のもの等の水素化糖の本来の内部構造から1つ以上の水の分子を除去することにより得られる、あらゆる生成物を意味すると解される。
【0005】
これは、有利にはヘキシトールの内部脱水生成物、特にジアンヒドロヘキシトールまたは「イソヘキシド(isohexide)」、例えばイソソルビド(1,4-3,6-ジアンヒドロソルビトール)、イソマンニド(isomannide)(1,4-3,6-ジアンヒドロマンニトール)、またはイソイジド(isoidide)(1,4-3,6-ジアンヒドロイジトール)であってよい。
【0006】
【従来の技術】
これらの二重に脱水した水素添加糖の中でも、イソソルビドは、現在のところ、最も数多くの工業的応用が開発されている、または少なくとも企画されているものである。これらは、特に、
・US4,371,703に記載のように、疾患、特に心臓及び/または血管系の疾患の治療処置において有用な、イソソルビド=2-ニトレート、5-ニトレート、もしくは2,5-ジニトレートの調製;
・特に製薬または化粧品組成物の調製のための溶媒として(米国特許4,082,881)、あるいはまた、口腔衛生用組成物中における活性成分として(欧州特許315334)有用な、アルキル化した、特にジメチル化した、イソソルビドの誘導体の調製;
・ポリビニルアルコールに基づく(米国特許4,529,666)、ポリウレタンに基づく(米国特許4,383,051)、または「テレフタロイル」タイプのモノマーユニットを更に含むポリエステルに基づく物品の調製;
・生分解性銃縮合物の調製(国際出願WO99/45054);
・水性ラッカー(米国特許4,418,174)または吸着及び/または着色作用を有する組成物(米国特許5,766,679)の調製;
に関する。
【0007】
イソソルビド及び別の水素添加糖の内部脱水生成物、特に別のイソヘキシドの、上述の応用の多くについては、実際のイオン脱水工程から直接生じる組成物には、精製処理を施すことが一般に必要である。これは特に、こうした工程に処せられる如何なる水素添加糖(例えばソルビトール)も、前記工程の間に、所望の脱水生成物(例えばイソソルビド)とは別に様々な副生成物、例えば:
・前記所望の生成物の異性体、例えばイソマンニド及びイドイジド等のイソソルビドの異性体、
・所望の生成物またはその異性体よりも脱水が進んでいない生成物、例えばソルビタン、マンニタン、またはイジタン、
・上述の生成物の酸化、またはより一般的には分解から生じる誘導体(これらの誘導体は、例えば所望の生成物がイソソルビドである場合は、デオキシモノアンヒドロヘキシトール、モノアンヒドロペンチトール、モノアンヒドロテトリトール、アンヒドロヘキソース、ヒドロキシメチルフルフラール、またはグリセリン等の種類の副生成物を包含しうる)、
・上述の生成物の重合により生じる誘導体、及び/または
・性質があまり明らかにされていない、高度に有色の種、
に転化しがちなためである。
【0008】
一般的に、これらの様々なカテゴリーの副生成物または不純物の全てまたは幾つかが、水素添加糖の脱水の実際の工程の間には程度の大小によらずに発生するものであり、このことは前記工程の際の条件及び対策とは無関係であって、例えば、
・使用される脱水酸触媒(無機酸、有機酸、カチオン樹脂等)の性質及び提供形態、
・最初の反応媒質中における水または有機溶媒の量、または
・原料として使用される水素添加糖組成物、例えばソルビトールの純度、
とは無関係であることには、留意すべきである。
【0009】
前記脱水工程から誘導される、純度に関して改善された組成物、例えばイソヘキシドの組成物を得る目的のために、様々な技術が推奨されており、これは、前記工程の間の反応条件を調整することによる「直接」法であっても、及び/または前記工程の後に1つ以上の精製処理を適用することによる「間接」法であってもよい。
【0010】
例としては、英国特許613,444には、水/キシレン媒質中における脱水によるイソソルビド組成物の製造が記載されており、前記組成物には、その後、蒸留の処理、その後アルコール/エーテル混合物からの再結晶の処理が行われる。
【0011】
蒸留と低級脂肪族アルコール(エタノール、メタノール)からの再結晶とを組み合わせた精製処理もまた、国際特許WO 00/14081に推奨されている。この文献は、さらに、蒸留が唯一想定される精製工程である場合には、前記工程を水素化ホウ素ナトリウムの存在下で実行するのが有利である旨を示している。
【0012】
別の著者もまた、蒸留工程をホウ素含有化合物の存在下で、特に米国特許3,160,641に記載されているように、硼酸イオンで予めチャージしたアニオン樹脂の存在下または硼酸の存在下で実行することを推奨している。
【0013】
米国特許4,408,061及び欧州特許323,994には、特定の脱水触媒(それぞれ、気体ハロゲン化水素及び液体フッ化水素)の使用が記載されており、前記触媒は、有利には共触媒としてカルボン酸と組み合わせられ、この後に得られる粗製のイソソルビドまたはイソマンニドの蒸留が行われる。
【0014】
米国特許4,564,692には、詳細は一切記載されていないが、イソソルビドまたはイソマンニド組成物の「イオン交換体及び/または活性炭」での予備精製が記載され、引き続いて蒸発による濃縮及び所望のイソヘキシドの結晶のシーディングの後に、水から結晶化が挙げられている。
【0015】
欧州特許380,402は、その一部として、加圧下の水素及び、銅とVIII属の貴金属もしくは金との組み合わせに基づく特定の触媒の存在下における水素添加糖の脱水を記載している。これらの条件は、実際の脱水工程の間の、ポリマー性の性質の不純物の生成を著しく低減させることができるとされている。
【0016】
より最近では、欧州特許915,091には、脱水工程の間に酸安定水素化触媒を使用することによる、こうした望ましからぬポリマーの生成を更に有利に低減する可能性が記載されている。
【0017】
前記工程の結果としては、イソヘキシドまたは他の脱水された水素添加糖に基づく高純度の組成物の製造には、一般的に、少なくとも所定の時点で、少なくとも以下:
・例えば水素添加触媒及び共触媒を伴う水素などのように高価なもの、
・例えば有機溶媒などのように、如何なる場合でもその使用が高度に規制されており、ヒト及び環境にとっておそらくは危険であるもの、
・例えば水からの結晶化の技術のように、収率の点であまり効果的ではないもの、
のいずれかの手段の使用を要するということである。
【0018】
更に、上記の特許は一般に、精製処理の間に多少によらず脱色されるものを含む、得られる精製組成物の経時的安定性の問題を取り扱ってはいない。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
出願人によれば、実際に、これまでは、例えば少なくとも98.5%の純度(乾燥/乾燥)を有し、白色(粉末として)または無色(溶液として)であり、優れた安定性を有する組成物(例えばイソソルビド)を、工業的慣行において、蒸留工程に次いで有機溶媒からの結晶化の工程を連続的に行うことを必要とせずに効果的に調製することは不可能であった。
【0020】
【課題を解決するための手段】
実際、脱水の工程から誘導される媒質の単純な蒸留及び、その冷却による「凝集した(massed)」タイプの組成物への転化からなる別経路では、精製の点で、特に色(黄色から褐色)及び安定性の点で、充分な結果を得ることが不可能である。予め再溶解した留出物を粒状活性炭で処理する更なる工程を、蒸発の前に行うことにより、色の点では改善された組成物を得ることができるが、純度の点では全く改善されない。さらにまた、こうした組成物は、比較的に経時的に限定された安定性を有する。出願人は、多大な研究の後に、純度が高く、優れた安定性のイソヘキシド及び他の脱水水素添加糖に基づく組成物を、溶媒媒質からの結晶化の工程を行う必要無しに得ることが可能であり、これが、少なくとも1つの脱色処理工程及び少なくとも1つのイオン交換工程を特定の順序で行うことで可能になることを見出した。
【0021】
【発明の実施の形態】
更に詳しくは、本発明の主題は、少なくとも1つの水素添加糖の内部脱水生成物を含有する組成物の精製方法であって、
a)前記組成物を、再溶解した後に、または再溶解せずに、少なくとも1つの脱色手段で処理する任意の工程;
b)任意に脱色処理された前記組成物を、引き続き少なくとも1つのイオン交換手段で処理する工程;
c)得られた組成物を、引き続き少なくとも1つの脱色手段で処理する工程;
を含むことを特徴とする精製方法である。
【0022】
前記方法の1つの有利な変形によれば、該方法は、
a)組成物を、再溶解した後に、または再溶解せずに、活性炭、好ましくは粒状形態の活性炭で処理する工程;
b)得られた組成物を、引き続き少なくとも1つのイオン交換手段で処理する工程;
c)得られた組成物を、引き続き活性炭、好ましくは粒状形態の活性炭で処理する工程;
を含むことを特徴とする。
【0023】
更に好ましくは、使用される活性炭は、
・工程a)においては粒状形態であり、
・工程c)においては粉状形態である。
【0024】
別の変形によれば、工程b)において使用されるイオン交換手段は、少なくとも1つのアニオン樹脂及び少なくとも1つのカチオン樹脂を含む。好ましくは、この手段は、アニオン樹脂とカチオン樹脂との混合ベッドか、またはカチオン樹脂の後にアニオン樹脂が続く連続物か、またはアニオン樹脂の後にカチオン樹脂が続く連続物から構成される。非常に有利な方法では、使用される樹脂は、強カチオン樹脂及び強アニオン樹脂である。
【0025】
本発明による方法の別の実施態様によれば、これは、工程c)により得られた組成物に、任意の濾過の後に「凝集した」生成物を得るために濃縮処理を施し、次いで任意に結晶化処理を行う工程であって、特に有機溶媒及び/または乾燥による結晶化処理を施す工程c)を含む。
【0026】
本発明による精製方法に処せられた組成物は、上記の少なくとも1つの水素添加糖の内部脱水生成物を含有し、前記脱水は、完全であっても部分的であってもよい。
【0027】
一般的に、前記組成物は、これらの生成物の幾つかの混合物を含むが、そのうちの1つが重量に基づいて優勢となる。本発明による精製方法の第一の目的は、これらの組成物に、安定性及び呈色の点で改善された特性を付与することであり、その一方で前記組成物中に含まれる全ての別の種に対して、乾燥物質(「DM」)含量での特定の水素添加糖の重量割合を維持すること、及び任意に増大させることである。
【0028】
これらの組成物は、前述のいずれの特許文献に記載された脱水工程に従い、引き続き任意の蒸留工程に従っても得ることができる。それにもかかわらず、本発明による方法はまた、所望であれば、溶媒媒質または水からの結晶化により既に精製された組成物に有利に適用可能であり、この場合は、前記組成物は、本発明に従って処理されるように、一般的には再溶解される。
【0029】
本発明に従う精製方法に処せられた組成物は、有利なことに、イソヘキシド組成物、すなわち、その由来、その性質、その提供形態、及びその組成によらず、イソヘキシドを1つ以上の別のイソヘキシドとの混合物または単独の形態で含む組成物となりうる。前記イソヘキシドは、如何なる場合でも、前記組成物中に最も多く存在し、一般的にDMで優勢な種である。
【0030】
このように重量に基づいて優勢なイソヘキシドの性質によれば、これは特にイソソルビド、イソマンニド、またはイソガラクチド組成物を含みうる。
【0031】
好ましい変形によれば、本発明による精製方法に処せられた組成物は、イソソルビド組成物からなる。
【0032】
出願人は、驚くべきことに、かかる精製方法、すなわち連続的なイオン交換手段に次ぐ脱色という組み合わせを使用することにより、安定性の点で改善された組成物が得られることを見出した。
【0033】
「安定性」なる表現は、特にpHの変化、電気伝導率、及び/または所定の不純物の含量に関する、該組成物の経時的安定性を意味すると解される。これらには、特に、蟻酸及び一般的にイオン性の種が含まれるが、これらの生成物全てが上述の従来技術において特に研究されているわけではない。出願人は、如何なる場合でも、これらの生成物の全てまたは幾つかが、ここに想定する組成物の不安定性の「促進剤」及び/または「誘発剤」の役割を果たしているかもしれないと考える。
【0034】
この結果は、出願人が行った実験により、脱色及びイオン交換手段を、個別に使用しても、または逆の順序に組み合わせて(脱色に次いでイオン交換)使用しても、特に得られる精製組成物の安定性に関して同様の性能を得ることが全く不可能なことが示されているために、いっそう驚くべきである。
【0035】
例えば、予め活性炭カラムを通したイソソルビド組成物を、強カチオン樹脂に次いで強アニオン樹脂に連続的に通して処理すると、最後には、こうして得られた脱色イソソルビドに不安定化効果がもたらされることが観察された。出願人は、特に、本発明によらないこうした使用は、該イソソルビド組成物に、比較的低い温度(60℃)での短期間(2日間)の貯蔵の間にさえも、1)全体的に酸性化され(pHの測定)、特に2)蟻酸を生成し、のみならず3)イオン性種を生成する(電気導電性の全体的測定)傾向を増大させるという、望ましからぬ作用をもたらすことを見出した。
【0036】
この場合は粉状活性炭である第二の脱色手段を、樹脂での処理の前に用いたところが、この傾向を著しく低減することはできなかった。
【0037】
逆に、同様の活性炭を同様の樹脂での処理の後に用いたところ、これは本発明によるが、不思議なことに、同様の貯蔵処理の間にも、酸性化されて蟻酸及びイオン性種を発生させる傾向に明かな減少が認められるイソソルビド組成物を得ることができた。
【0038】
したがって、こうしてイソヘキシド及び別の脱水した水素添加糖(ソルビタン、マンニタン、イジタン、ガラクチタン、キシリタン、リビタン、またはエリスリタン)の改善された組成物の調製のための、特にイソソルビド及びイソマンニドの改善された組成物の調製のための、単純且つ有効な手段が入手できる。
【0039】
この手段により、特にイソソルビドまたはイソマンニド組成物であって、
・イソソルビドまたはイソマンニド純度が、少なくとも98.5%、好ましくは少なくとも99.0%であり、
・遊離及び/または塩の形態で蟻酸含量が、最大で0.01%であり、
(これらのパーセンテージは、前記組成物の全乾燥重量に対する乾燥重量として表される)
・好ましくは、電気伝導率が、最大で20マイクロシーメンスパーセンチメートル(20μS/cm)である、
組成物の製造が可能になる。
【0040】
前記電気伝導率は、必要であれば、該イソソルビド組成物の乾燥物(DM)含量を、蒸留水中に希釈することにより、または逆に真空下でこれを濃縮することにより、5%の値に調整すること、及びその後こうして得られた5%組成物の電機導電率を測定することからなる、試験Aに従って測定される。
【0041】
驚くべきことに、この手段によって、特にその前または後に結晶化工程を組み合わせると、イソソルビド組成物を製造することができ、これは少なくとも99.5%、好ましくは少なくとも99.6%、例えば更に例示されるように99.8%のオーダーの純度を有すると特徴付けられた。
【0042】
本発明による方法はまた、イソソルビドまたはイソマンニド組成物であって、・イソソルビドまたはイソマンニド純度が、少なくとも98.5%、好ましくは少なくとも99.0%であり、
・全モノアンヒドロペンチトール含量が、最大で0.1%、好ましくは最大で0.07%であり、
・総モノデオキシ-及びジデオキシモノアンヒドロヘキシトール含量が、最大で0.08%である、
(これらのパーセンテージは、前記組成物の全乾燥重量に対する乾燥重量として表される)
組成物の製造を可能にする。
【0043】
既述の通り、本方法によれば、少なくとも99.5%、好ましくは少なくとも99.6%の純度を有すると特徴付けられる、イソソルビド組成物の製造が可能である。
【0044】
イソソルビド及び別の脱水水素添加糖の含量は、従来はガスクロマトグラフィー(GC)によって測定されている。
【0045】
蟻酸含量は、従来は高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)によって測定されている。
【0046】
出願人の知る限り、このように特徴付けられるイソソルビドまたはイソマンニド組成物は、新規な工業製品を構成する。これらが、必ずしも工程d)の有機溶媒媒質からの結晶化の工程を含まずとも、及び/または最終乾燥工程を用いても、本発明に従って得ることができるため、これらの組成物は、有利にも、所定の用途のための如何なる微量の有機溶媒も含まないことがあり得る。
【0047】
本発明によって得られるイソソルビド及び、イソマンニド等の他の水素添加糖の内部脱水生成物は、様々な液体または固体形態で提供してよく、特に精製留出物の形態、凝集生成物の形態、または十分細分化した結晶の混合物の形態で提供されうる。前記固体形態は、更に白い色、及び最大で1%、好ましくは最大で0.6%、特に0.10乃至0.55%の水含量を有しうる。
【0048】
その純度、安定性、及び/または色の特性に鑑みて、これらの組成物は、多数の工業において、特に合成中間体、コモノマー(鎖伸長剤を含む)、溶剤、可塑剤、潤滑剤、充填剤、甘味料、及び/または活性成分として、化学、製薬、化粧品、及び食品工業を企図するポリマー性または非ポリマー性、生分解性または非生分解性の生成物または混合物の調製に有利に使用されうる。
【0049】
本発明は、限定的ではない下記の実施例の補助のもとに、より詳細に説明される。
【0050】
【実施例】
(実施例1)
出願人により「NEOSORB(登録商標)70/02」の名で市販の、70%DM含有のソルビトール溶液1kg及び7gの濃硫酸を、被覆した撹拌反応器に仕込む。得られた混合物を真空下で(圧力は約100mbar)5時間加熱して、当初の反応媒質中に含まれる水分およびソルビトール脱水反応から得られる水分を除去する。
【0051】
粗製の反応生成物をおよそ100℃に冷却した後、11.4gの50%水酸化ナトリウム溶液で中和する。こうして中和されたイソソルビド組成物は、その後真空下で(圧力は約50mbar)蒸留する。
【0052】
僅かに有色(明黄色)の粗製イソソルビド留出物を、その後蒸留水に溶解させて、40%DMを含有する溶液を得る。
【0053】
その後、この溶液は、「CECA DC 50」タイプの活性炭カラムを0.5BV/時(ベッド体積/時間)の速度で透過させる。こうして得られた脱色イソソルビド組成物は、その後2BV/時の速度で、「PUROLITE C 150 S」タイプの強カチオン樹脂のカラムを、次いで「AMBERLITE IRA 910」タイプの強アニオン樹脂のカラムを、連続して通過させる。
【0054】
この溶液は、その後「NORIT SX+」タイプの粉末活性炭で20℃にて1時間に亘って処理する。
使用する活性炭は、乾燥重量/溶液の乾燥重量として表して5%の量である。
【0055】
濾過の後、前記イソソルビド溶液を真空下で濃縮する。得られた溶融固体は、冷却すると大型の結晶の「凝集生成物」の形態で結晶化し、その後これを粉砕して、0.3%の水分含量、即ち99.7%のDMを有する白色粉末を得る。
【0056】
このイソソルビド組成物は、本発明に従って得られるものであるが、下記の特徴を有する(パーセンテージは前記組成物の全重量に対して表される)。
水 :0.3%
イソソルビド :98.8%
イソマンニド :0.3%
他のジアンヒドロヘキシトール :0.3%
モノアンヒドロペンチトール :<0.025%
デオキシヘキシトール :<0.070%
蟻酸 :<0.0005%
pH* :6.6
電気伝導性* :<20μS/cm
*:前記組成物をDM5%にまで希釈した後に測定。
【0057】
得られた組成物は、本発明に従うものであり、然るに98.8/99.7、すなわち約99.1%のイソソルビド純度を有する。
【0058】
このイソソルビドの凝集生成物20gを、共せんプラスチック容器に仕込み、これをオーブン中で60℃にて貯蔵する。これらの条件下での貯蔵2日間後、この組成物がpHに関して僅かに変化したが(0.6pH単位の減少)、特にそのイソソルビド純度、その蟻酸濃度、及びその電気伝導性には著しい変化がなく、前記蟻酸濃度及び電気伝導性は非常に低レベルに維持されることが認められる。
【0059】
(実施例2)
これらの試験において、実施例1で得られた粗製のイソソルビド留出物を、本発明によらない別の変形、すなわち、それぞれ下記に従って精製する:
・試験1:前記留出物は、粒状活性炭で処理しただけで、凝集生成物の形態に結晶化される、
・試験2:前記留出物は、樹脂(強カチオンに次いで強アニオン)で処理しただけで、結晶化(凝集)される、
・試験3:前記留出物は、まず活性炭で処理し、その後樹脂(強カチオンに次いで強アニオン)で処理し、この後結晶化(凝集)される、
・試験4:前記留出物は、粒状活性炭に次いで粉状活性炭で連続的に処理し、その後濾過した後に樹脂で処理し、結晶化(凝集)される。
【0060】
これらの方法から得られた直後の全てのイソソルビド組成物が、全体で、
・非常に僅かな、または実施例1で得られるよりも著しく低いpH、すなわち、5.6(試験2)乃至約6.5(試験3及び4)のpH、
・20μS/cm未満(試験2乃至4)、または僅かに高い(23μS/cm−試験1)の電気伝導性、及び
・0.0005%または5ppm未満(試験2乃至4)または僅かにより高い(0.0015%または15ppm−試験1)蟻酸濃度、
を有することが観察される。
【0061】
しかしながら、実施例1に記載したのと同様の貯蔵条件下では、これら全ての組成物は、
・実施例1の場合に観察される値に比べ、少なくとも3倍、特に4倍(試験4)乃至5倍(試験3)大幅なpHの減少、
・実施例1の場合よりも格段に著しい蟻酸の発生(前記蟻酸のレベルは0.01%の値を更に超え、0.02%を超える値に達し(試験4)、さらには0.04%を越え(試験3)、0.08%までも達する(試験2))。
を示す。
【0062】
さらにまた、試験2及び試験3から誘導される組成物は、僅か2日間の間にその電気伝導性が40μS/cmの値に達し(試験3)、更には80μS/cmの値を超える(試験2)ことから、貯蔵の間にイオン性種を発生させる非常に著しい傾向を示す。
【0063】
したがって、非常に驚くべきことに、出願人によって実施例1に想定されるように、脱色手段をイオン交換手段の後に使用することを企図する本発明に従う方法では、実施例2に記載された全ての方法に従って得られる組成物よりも格段に安定な組成物、この場合はイソソルビドの組成物を得ることが可能になる。
【0064】
特定の順序でのこれらの2つの特定の手段の使用によるこの改善は、これらの手段を別個に使用する場合(試験1及び2)またはこれらの手段を組み合わせるが逆の順序で使用する場合(実施例3及び4)に得られるそれぞれの効果に鑑みれば、なおさら予期しがたいものである。
【0065】
(実施例3)
これらの試験においては、本発明に従ってイソソルビドの粗製の留出物を得た後、実施例1と同様の方法で処理するが、所定の変形、すなわちそれぞれ下記のような例外を伴う:
・試験5:実施例1において得られた凝集生成物を、メタノール中に熱時溶解させる。得られる75%DMを含有する溶液を、約-15℃の室温に冷却し、最初の凝集生成物よりもより分割された結晶の混合物に転化する、
・試験6:実際の脱水工程に原料物質として使用されるソルビトール組成物を、カルシウム形態の「PCR 432」タイプPUROLITEカラムを使用するクロマトグラフィーによって予め精製した、
・試験7:蒸留工程を、0.5% NaBH4(乾燥/乾燥)中で行う、
・試験8:粒状活性炭での処理を行った後、本発明に従って、カチオン性及びアニオン性の樹脂で処理し、その後粉状活性炭で処理した、40DM%を含有する溶液は、それ自体が蒸留によって得られるイソソルビド凝集生成物のメタノールからの結晶化により、定法に従って得られるイソソルビド結晶の、水への再溶解により生じる。
【0066】
本発明によって得られる全ての組成物は、0.1%(試験8)乃至0.5%(試験5)の水含量、及び実施例1由来の生成物よりも依然(僅かに)高い純度を有する。このイソソルビド純度は、99.2%(試験7)乃至99.6%(試験5、6、及び8)である。
【0067】
こうした純度のレベル(99.6%)が得られること、特に試験6にしたがって如何なる結晶化工程も無しに得られることは、実際に驚くべきことである。
【0068】
この生成物及び試験5、7、及び8により生成するものは、実際に、本発明による貯蔵の間の優れた安定性及び特定の不純物レベルを有する。
【0069】
(実施例4)
実施例1に得られる通りの粗製の留出物を、2-プロパノール中に60℃の温度で溶解して、75%の乾燥物質(DM)を含有する溶液を得る。この溶液をその後ゆっくりと、10℃にて5時間かけて冷却する。再結晶されたイソソルビドのシードを40℃にて加える。
【0070】
その後、前記結晶は、遠心分離装置中で水切りし、少量の2-プロパノールで洗う。
真空下で乾燥させた後、前記結晶を水に再溶解して、DM40%を得る。
【0071】
この溶液は、粒状活性炭(CPG 12-40)のカラムを0.5BV/時の速度にて透過させる。こうして得られるイソソルビド組成物を、その後2BV/時の速度で、本願実施例1に記載したもの等の強カチオン樹脂のカラムに、次いで強アニオン樹脂のカラムに連続して通す。
【0072】
前記組成物は、その後「NORIT SX+」タイプの粉末活性炭で20℃にて1時間に亘って処理する。
使用する活性炭は、乾燥重量/溶液の乾燥重量として表して0.2%の量である。
【0073】
濾過の後、前記イソソルビド溶液を真空下で濃縮する。得られた溶融固体は、冷却すると凝集生成物の形態で結晶化し、その後これを粉砕して、0.2%の水分含量の水含量を有する白色粉末を得る。
【0074】
このイソソルビド組成物は、本発明に従って得られるものであるが、下記の特徴を有する(パーセンテージは前記組成物の全重量に対して表される)。
水 :0.2%
イソソルビド :99.6%
イソマンニド :未検出
他のジアンヒドロヘキシトール :0.03%
モノアンヒドロペンチトール :未検出
デオキシヘキシトール :未検出
蟻酸 :<0.0005%
pH* :6.5
電気伝導性* :<20μS/cm
【0075】
そのイソソルビド純度は、したがって99.6/99.8、すなわち約99.8%である。
【0076】
このイソソルビドの凝集生成物20gを、共せんプラスチック容器に仕込み、これをオーブン中で60℃にて貯蔵する。14日間の貯蔵の後、そのイソソルビド純度及びその蟻酸濃度は変化していないことが認められる。
【0077】
(実施例5)
700gのマンニトール、300gの水、及び21gの濃硫酸を、被覆した撹拌反応器に仕込む。得られた混合物を真空下で(40mbar)8時間加熱して、反応媒質中に含まれる水分およびマンニトール脱水反応由来の水分を除去する。
【0078】
粗製の反応生成物を50%水酸化ナトリウム溶液で中和する。該イソソルビド組成物は、その後真空下で蒸留する。
粗製留出物を、その後水に溶解させて、40%DMを得る。
【0079】
その後、この溶液は、粒状活性炭(CPG 12-40)のカラムを0.5BV/時の速度で透過させる。こうして得られたイソマンニド組成物は、その後2BV/時の速度で、実施例1に記載したもの等の強カチオン樹脂のカラム及び、次いで強アニオン樹脂のカラムを連続して通過させる。
【0080】
前記組成物は、その後「NORIT SX+」タイプの粉末活性炭で20℃にて1時間に亘って処理する。
使用する活性炭は、乾燥重量/溶液の乾燥重量として表して5%の量である。
【0081】
濾過の後、前記イソマンニド溶液を真空下で濃縮する。得られた溶融固体は、冷却すると凝集生成物の形態で結晶化し、その後これを粉砕して、0.3%の水分含量の水含量を有する白色粉末を得る。
【0082】
このイソマンニド組成物は、本発明に従って得られるものであるが、下記の特徴を有する(パーセンテージは前記組成物の全重量に対して表される)。
水 :0.5%
イソマンニド :98.0%
イソソルビド :0.9%
他のジアンヒドロヘキシトール :0.3%
蟻酸 :<0.0005%
pH* :6.5
電気伝導性* :<20μS/cm
【0083】
そのイソマンニド純度は、したがって98/99.5、すなわち約98.5%である。
【0084】
このイソマンニドの凝集生成物20gを、共せんプラスチック容器に仕込み、これをオーブン中で60℃にて貯蔵する。14日間の貯蔵の後、そのイソソルビド純度及びその蟻酸濃度は変化していないことが認められる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel process for the purification of compositions containing an internal dehydration product of at least one hydrogenated sugar.
The invention also relates to the preparation of the purified composition thus obtained, in particular in the preparation of polymeric or non-polymeric, biodegradable or non-biodegradable products or mixtures intended for the chemical, pharmaceutical, cosmetic and food industries. Also related to use.
[0002]
Finally, the present invention also relates to a novel product obtained according to the above process, but this kind of composition has specific characteristics regarding purity and a predetermined impurity content.
[0003]
The expression “hydrogenated sugar” for the purposes of the present invention is in particular:
Hexitol, such as sorbitol, mannitol, iditol, galactitol, etc.
Pentitol, such as arabitol, ribitol, xylitol, etc., and
Tetriitol, such as erythritol,
Is understood to mean
[0004]
The expression “internal dehydration product” is obtained by any method, in one or more steps, by removing one or more water molecules from the original internal structure of a hydrogenated sugar such as those described above, It is understood to mean any product.
[0005]
This is preferably an internal dehydration product of hexitol, in particular dianhydrohexitol or “isohexide”, for example isosorbide (1,4-3,6-dianhydrosorbitol), isomannide (1, 4-3,6-dianhydromannitol), or isoidide (1,4-3,6-dianhydroiditol).
[0006]
[Prior art]
Among these doubly dehydrated hydrogenated sugars, isosorbide is currently the most numerous industrial application being developed or at least planned. These are especially
The preparation of isosorbide = 2-nitrate, 5-nitrate, or 2,5-dinitrate useful in the therapeutic treatment of diseases, in particular heart and / or vascular diseases, as described in US 4,371,703;
Alkylated, especially dimethylated, especially useful as solvents for the preparation of pharmaceutical or cosmetic compositions (US Pat. No. 4,082,881) or also as active ingredients in oral hygiene compositions (European patent 315334) Preparation of a derivative of isosorbide;
Preparation of articles based on polyvinyl alcohol (US Pat. No. 4,529,666), polyurethane based (US Pat. No. 4,383,051) or polyester further comprising “terephthaloyl” type monomer units;
-Preparation of biodegradable gun condensate (International application WO99 / 45054);
The preparation of aqueous lacquers (US Pat. No. 4,418,174) or compositions having adsorption and / or coloring action (US Pat. No. 5,766,679);
About.
[0007]
For many of the above applications of isosorbide and other hydrogenated sugar internal dehydration products, especially other isohexides, it is generally necessary to subject the composition directly resulting from the actual ion dehydration process to a purification treatment. . This is particularly true for any hydrogenated sugar (eg, sorbitol) that is subjected to such a process during the process, in addition to the desired dehydration product (eg, isosorbide), various by-products such as:
Isomers of the desired product, for example isosorbide isomers such as isomannide and iidoide,
A product that is less dehydrated than the desired product or its isomer, such as sorbitan, mannitan, or iditan,
Derivatives resulting from oxidation or more generally degradation of the products mentioned above (these derivatives are for example deoxymonoanhydrohexitol, monoanhydropentitol, if the desired product is isosorbide, Including by-products such as monoanhydrotetritol, anhydrohexose, hydroxymethylfurfural, or glycerin),
-Derivatives resulting from the polymerization of the products mentioned above, and / or
・ Highly colored species, whose properties are not well clarified,
This is because it tends to be converted to.
[0008]
In general, all or some of these various categories of by-products or impurities are generated, regardless of the magnitude, during the actual process of dehydration of the hydrogenated sugar. Is irrelevant to the conditions and measures in the process, for example,
-Properties and form of dehydration acid catalyst used (inorganic acid, organic acid, cationic resin, etc.),
The amount of water or organic solvent in the initial reaction medium, or
・ Purity of hydrogenated sugar composition used as a raw material, such as sorbitol,
It should be noted that it is irrelevant.
[0009]
Various techniques have been recommended for the purpose of obtaining a composition with improved purity derived from the dehydration process, such as an isohexide composition, which adjusts the reaction conditions during the process. It may be an “direct” method, and / or an “indirect” method by applying one or more purification treatments after said step.
[0010]
By way of example, British Patent 613,444 describes the preparation of an isosorbide composition by dehydration in a water / xylene medium, which is then treated by distillation and then recrystallised from an alcohol / ether mixture. Is performed.
[0011]
A purification process combining distillation and recrystallization from lower aliphatic alcohols (ethanol, methanol) is also recommended in International Patent WO 00/14081. This document further shows that when distillation is the only possible purification step, it is advantageous to carry out the step in the presence of sodium borohydride.
[0012]
Another author has also performed the distillation step in the presence of a boron-containing compound, particularly in the presence of an anion resin pre-charged with borate ions or in the presence of boric acid, as described in U.S. Pat.No. 3,160,641. Recommended.
[0013]
US Pat. No. 4,408,061 and European Patent 323,994 describe the use of specific dehydration catalysts (gaseous hydrogen halide and liquid hydrogen fluoride, respectively), which are advantageously combined with a carboxylic acid as a cocatalyst. This is followed by distillation of the crude isosorbide or isomannide obtained.
[0014]
U.S. Pat. After seeding, crystallization from water is mentioned.
[0015]
European Patent 380,402 describes, as part thereof, dehydration of hydrogenated sugars in the presence of hydrogen under pressure and a specific catalyst based on a combination of copper and a Group VIII noble metal or gold. These conditions are said to be able to significantly reduce the formation of polymeric nature of impurities during the actual dehydration process.
[0016]
More recently, European Patent 915,091 describes the possibility of further advantageously reducing the production of such unwanted polymers by using an acid stable hydrogenation catalyst during the dehydration process.
[0017]
As a result of the above steps, the production of a high purity composition based on isohexide or other dehydrated hydrogenated sugar generally involves at least a predetermined time at least:
-Expensive things such as hydrogen with hydrogenation catalyst and cocatalyst,
Any use that is highly regulated in any case, such as organic solvents, and possibly dangerous for humans and the environment,
-Those that are not very effective in terms of yield, such as crystallization from water,
It is necessary to use any one of the means.
[0018]
Furthermore, the above patents generally do not address the issue of stability over time of the resulting purified composition, including those that are decolorized somewhat during the purification process.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
According to the applicants, in fact, so far a composition having, for example, a purity (dry / dry) of at least 98.5%, white (as a powder) or colorless (as a solution) and excellent stability It has not been possible to effectively prepare (e.g. isosorbide) in industrial practice without the need to continuously perform a distillation step followed by a crystallization step from an organic solvent.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In fact, the alternative route consisting of a simple distillation of the medium derived from the dehydration process and its conversion to a “massed” type composition by cooling, in particular in terms of purification (yellow to brown) ) And stability, it is impossible to obtain satisfactory results. By carrying out the further step of treating the pre-dissolved distillate with granular activated carbon before evaporation, a composition which is improved in terms of color can be obtained, but in terms of purity it is not improved at all. Furthermore, such compositions have a relatively limited stability over time. Applicants can obtain, after extensive research, a composition based on isohexide and other dehydrohydrogenated sugars of high purity and excellent stability without the need for a crystallization step from a solvent medium And this has been found to be possible by performing at least one decolorization step and at least one ion exchange step in a specific order.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
More particularly, the subject of the present invention is a method for the purification of a composition containing an internal dehydration product of at least one hydrogenated sugar comprising:
a) the optional step of treating the composition with at least one decolorizing means after or without redissolving;
b) subsequently treating the optionally decolorized composition with at least one ion exchange means;
c) subsequently treating the resulting composition with at least one decolorizing means;
A purification method characterized by comprising:
[0022]
According to one advantageous variant of the method, the method comprises:
a) treating the composition with activated carbon, preferably in granular form, after or without redissolving;
b) subsequently treating the resulting composition with at least one ion exchange means;
c) the subsequent treatment of the resulting composition with activated carbon, preferably activated carbon in granular form;
It is characterized by including.
[0023]
More preferably, the activated carbon used is
In step a) is in granular form,
In step c) it is in powder form.
[0024]
According to another variant, the ion exchange means used in step b) comprises at least one anionic resin and at least one cationic resin. Preferably, the means consists of a mixed bed of an anionic resin and a cationic resin, or a series of cationic resins followed by an anionic resin, or a series of anionic resins followed by a cationic resin. In a very advantageous way, the resins used are strong cationic resins and strong anionic resins.
[0025]
According to another embodiment of the process according to the invention, this is a process in which the composition obtained according to step c) is subjected to a concentration treatment in order to obtain a product “agglomerated” after optional filtration, and then optionally A step of carrying out the crystallization treatment, in particular comprising a step c) of carrying out the crystallization treatment by organic solvent and / or drying.
[0026]
The composition subjected to the purification method according to the present invention contains the internal dehydration product of at least one hydrogenated sugar as described above, and the dehydration may be complete or partial.
[0027]
In general, the composition comprises a mixture of several of these products, one of which predominates based on weight. The primary purpose of the purification process according to the invention is to give these compositions improved properties in terms of stability and coloration, while all other components contained in said compositions. Maintaining a specific hydrogenated sugar weight percentage at a dry matter ("DM") content and optionally increasing it.
[0028]
These compositions can be obtained according to the dehydration step described in any of the above-mentioned patent documents and subsequently according to any distillation step. Nevertheless, the method according to the invention is also advantageously applicable to compositions already purified by crystallization from a solvent medium or water, if desired, in which case the composition is It is generally redissolved as processed according to the invention.
[0029]
The composition subjected to the purification process according to the invention advantageously has an isohexide composition, i.e. regardless of its origin, its nature, its form of provision, and its composition, isohexide with one or more other isohexides. Or a composition containing it in a single form. In any case, the isohexide is most abundant in the composition and is generally the dominant species in DM.
[0030]
Thus, according to the predominantly weight-based nature of isohexide, this may in particular comprise an isosorbide, isomannide or isogalactide composition.
[0031]
According to a preferred variant, the composition subjected to the purification method according to the invention consists of an isosorbide composition.
[0032]
Applicants have surprisingly found that by using such a purification method, ie a combination of decolorization followed by a continuous ion exchange means, a composition improved in terms of stability can be obtained.
[0033]
The expression “stability” is understood to mean the stability of the composition over time, in particular with regard to pH change, electrical conductivity, and / or the content of certain impurities. These include in particular formic acid and generally ionic species, but not all of these products have been specifically studied in the prior art described above. Applicant believes that in any case, all or some of these products may serve as "accelerating" and / or "inducing agents" for the instability of the composition envisaged herein. .
[0034]
This result is based on experiments conducted by the Applicant, in particular the purified composition obtained by using the decolorization and ion exchange means individually or in combination in the reverse order (decoloration followed by ion exchange). It is even more surprising because it has been shown that it is quite impossible to obtain similar performance in terms of object stability.
[0035]
For example, when an isosorbide composition that has been passed through an activated carbon column in advance is passed through a strong anion resin and then a strong anion resin, the decolorized isosorbide thus obtained may have a destabilizing effect. Observed. Applicants have specifically noted that such use not in accordance with the present invention allows the isosorbide composition to be applied to the isosorbide composition even during short-term (2 days) storage at relatively low temperatures (60 ° C.) 1) overall Acidification (measurement of pH), in particular 2) producing formic acid, as well as 3) increasing the tendency to produce ionic species (overall measurement of electrical conductivity), leading to an undesirable effect I found out.
[0036]
In this case, when the second decolorizing means, which is powdered activated carbon, was used before the treatment with the resin, this tendency could not be remarkably reduced.
[0037]
Conversely, when similar activated carbon was used after treatment with the same resin, this was in accordance with the present invention, but strangely, during similar storage treatment, it was acidified to remove formic acid and ionic species. It was possible to obtain an isosorbide composition in which a clear decrease in the tendency to occur was observed.
[0038]
Thus improved compositions of isosorbide and isomannide, in particular for the preparation of an improved composition of isohexide and another dehydrated hydrogenated sugar (sorbitan, mannitan, iditan, galactitanium, xylitan, rivitan or erythritan) Simple and effective means are available for the preparation of
[0039]
By this means, in particular isosorbide or isomannide compositions,
The isosorbide or isomannide purity is at least 98.5%, preferably at least 99.0%;
The formic acid content in free and / or salt form is at most 0.01%,
(These percentages are expressed as dry weight relative to the total dry weight of the composition)
Preferably, the electrical conductivity is at most 20 microsiemens per centimeter (20 μS / cm),
The production of the composition becomes possible.
[0040]
The electrical conductivity is, if necessary, a value of 5% by diluting the dry matter (DM) content of the isosorbide composition by diluting it in distilled water or concentrating it under vacuum. It is measured according to test A, consisting of adjusting and then measuring the electrical conductivity of the 5% composition thus obtained.
[0041]
Surprisingly, by this means, especially when combined with a crystallization step before or after, an isosorbide composition can be produced, which is at least 99.5%, preferably at least 99.6%, eg as further exemplified It was characterized as having a purity on the order of 99.8%.
[0042]
The method according to the invention is also an isosorbide or isomannide composition, wherein the isosorbide or isomannide purity is at least 98.5%, preferably at least 99.0%,
The total monoanhydropentitol content is at most 0.1%, preferably at most 0.07%;
The total monodeoxy- and dideoxymonoanhydrohexitol content is at most 0.08%;
(These percentages are expressed as dry weight relative to the total dry weight of the composition)
Allows the production of the composition.
[0043]
As already mentioned, this method makes it possible to produce isosorbide compositions characterized as having a purity of at least 99.5%, preferably at least 99.6%.
[0044]
The content of isosorbide and other dehydrated hydrogenated sugars is conventionally measured by gas chromatography (GC).
[0045]
The formic acid content is conventionally measured by high performance liquid chromatography (HPLC).
[0046]
To the best of Applicants' knowledge, the isosorbide or isomannide composition thus characterized constitutes a new industrial product. Since these can be obtained according to the invention without necessarily including the step of crystallization from the organic solvent medium of step d) and / or using a final drying step, these compositions are advantageously May not contain any trace amount of organic solvent for a given application.
[0047]
The internal dehydration product of isosorbide and other hydrogenated sugars such as isomannide obtained by the present invention may be provided in various liquid or solid forms, particularly in the form of purified distillate, aggregated product, or It can be provided in the form of a mixture of well-divided crystals. Said solid form may have a further white color and a water content of at most 1%, preferably at most 0.6%, in particular 0.10 to 0.55%.
[0048]
In view of their purity, stability, and / or color properties, these compositions are used in many industries, especially synthetic intermediates, comonomers (including chain extenders), solvents, plasticizers, lubricants, fillers. As an agent, sweetener and / or active ingredient, advantageously used in the preparation of polymeric or non-polymeric, biodegradable or non-biodegradable products or mixtures intended for the chemical, pharmaceutical, cosmetic and food industries Can be done.
[0049]
The invention is explained in more detail with the aid of the following non-limiting examples.
[0050]
【Example】
(Example 1)
1 kg of a 70% DM-containing sorbitol solution and 7 g of concentrated sulfuric acid, marketed by the applicant under the name “NEOSORB® 70/02”, are charged into a coated stirred reactor. The resulting mixture is heated under vacuum (pressure is about 100 mbar) for 5 hours to remove the water contained in the original reaction medium and the water resulting from the sorbitol dehydration reaction.
[0051]
The crude reaction product is cooled to approximately 100 ° C. and then neutralized with 11.4 g of 50% sodium hydroxide solution. The neutralized isosorbide composition is then distilled under vacuum (pressure is about 50 mbar).
[0052]
The slightly colored (light yellow) crude isosorbide distillate is then dissolved in distilled water to give a solution containing 40% DM.
[0053]
This solution is then permeated through a “CECA DC 50” type activated carbon column at a rate of 0.5 BV / hour (bed volume / hour). The decolorized isosorbide composition thus obtained was then continuously fed through a column of “PUROLITE C 150 S” type strong cation resin and then a column of “AMBERLITE IRA 910” type strong anion resin at a rate of 2 BV / hour. And let it pass.
[0054]
This solution is then treated with powdered activated carbon of the “NORIT SX +” type at 20 ° C. for 1 hour.
The activated carbon used is in an amount of 5% expressed as dry weight / dry weight of solution.
[0055]
After filtration, the isosorbide solution is concentrated under vacuum. The resulting molten solid crystallizes in the form of large crystalline “agglomerated products” upon cooling, which is then ground to obtain a white powder having a moisture content of 0.3%, ie 99.7% DM.
[0056]
This isosorbide composition, obtained according to the present invention, has the following characteristics (percentages are expressed relative to the total weight of the composition).
Water: 0.3%
Isosorbide: 98.8%
Isomannide: 0.3%
Other dianhydrohexitols: 0.3%
Monoanhydropentitol: <0.025%
Deoxyhexitol: <0.070%
Formic acid: <0.0005%
pH *: 6.6
Electrical conductivity *: <20μS / cm
*: Measured after diluting the composition to DM 5%.
[0057]
The resulting composition is in accordance with the present invention, but has an isosorbide purity of 98.8 / 99.7, or about 99.1%.
[0058]
20 g of this isosorbide agglomerated product is placed in a co-plastic plastic container and stored in an oven at 60 ° C. After 2 days of storage under these conditions, the composition changed slightly with respect to pH (a decrease of 0.6 pH units), but in particular there was no significant change in its isosorbide purity, its formic acid concentration, and its electrical conductivity. It can be seen that the formic acid concentration and electrical conductivity are maintained at a very low level.
[0059]
(Example 2)
In these tests, the crude isosorbide distillate obtained in Example 1 is purified according to another variant not according to the invention, ie each according to the following:
Test 1: The distillate is crystallized in the form of agglomerated products just by treatment with granular activated carbon.
Test 2: The distillate is crystallized (aggregated) only by treatment with resin (strong anion followed by strong anion).
Test 3: The distillate is first treated with activated carbon, then treated with resin (strong anion followed by strong anion), and then crystallized (aggregated).
Test 4: The distillate is continuously treated with granular activated carbon followed by powdered activated carbon, then filtered, treated with resin, and crystallized (aggregated).
[0060]
All the isosorbide compositions immediately after obtained from these methods are in total,
Very little or significantly lower pH than that obtained in Example 1, ie pH from 5.6 (Test 2) to about 6.5 (Tests 3 and 4),
Electrical conductivity of less than 20 μS / cm (tests 2 to 4) or slightly higher (23 μS / cm—test 1), and
-Formic acid concentration less than 0.0005% or 5ppm (tests 2-4) or slightly higher (0.0015% or 15ppm-test 1),
It is observed that
[0061]
However, under storage conditions similar to those described in Example 1, all these compositions
At least 3 times, in particular 4 times (Test 4) to 5 times (Test 3) a significant pH reduction compared to the values observed in Example 1;
Generation of formic acid significantly more marked than in Example 1 (the level of formic acid further exceeds 0.01%, reaches 0.02% (Test 4), and further exceeds 0.04% (Test 3) 0.08% (Test 2)).
Indicates.
[0062]
Furthermore, the compositions derived from tests 2 and 3 reach an electrical conductivity of 40 μS / cm in only 2 days (test 3) and even exceed the value of 80 μS / cm (test 2) shows a very significant tendency to generate ionic species during storage.
[0063]
Thus, very surprisingly, as envisaged in Example 1 by the applicant, the method according to the invention which contemplates the use of the decoloring means after the ion exchange means is all described in Example 2. It is possible to obtain a composition that is much more stable than the composition obtained according to the above method, in this case, a composition of isosorbide.
[0064]
This improvement by the use of these two specific means in a specific order is achieved when these means are used separately (Tests 1 and 2) or when these means are combined but used in the reverse order (implementation In view of the respective effects obtained in Examples 3 and 4), it is even more unexpected.
[0065]
(Example 3)
In these tests, after obtaining a crude disorbate of isosorbide according to the present invention, it is processed in the same manner as in Example 1, but with certain variations, each with the following exceptions:
Test 5: The agglomerated product obtained in Example 1 is dissolved in methanol when heated. The resulting solution containing 75% DM is cooled to room temperature of about −15 ° C. and converted to a mixture of crystals that are more divided than the initial aggregated product.
Test 6: The sorbitol composition used as a raw material in the actual dehydration process was previously purified by chromatography using a “PCR 432” type PUROLITE column in calcium form.
Test 7: Distillation process with 0.5% NaBH Four (Dry / Dry)
Test 8: After treatment with granular activated carbon, according to the present invention, a solution containing 40 DM%, treated with cationic and anionic resins and then with powdered activated carbon, was itself distilled. Crystallization of the resulting isosorbide aggregate product from methanol results from re-dissolution of the isosorbide crystals obtained according to a conventional method in water.
[0066]
All compositions obtained according to the invention have a water content of 0.1% (test 8) to 0.5% (test 5) and still (slightly) higher purity than the product from Example 1. The isosorbide purity is 99.2% (Test 7) to 99.6% (Tests 5, 6, and 8).
[0067]
It is actually surprising that such a level of purity (99.6%) is obtained, in particular without any crystallization step according to test 6.
[0068]
This product and that produced by tests 5, 7, and 8 actually have excellent stability and specific impurity levels during storage according to the present invention.
[0069]
Example 4
The crude distillate as obtained in Example 1 is dissolved in 2-propanol at a temperature of 60 ° C. to obtain a solution containing 75% dry matter (DM). The solution is then slowly cooled at 10 ° C. over 5 hours. Add recrystallized isosorbide seeds at 40 ° C.
[0070]
The crystals are then drained in a centrifuge and washed with a small amount of 2-propanol.
After drying under vacuum, the crystals are redissolved in water to obtain DM40%.
[0071]
This solution is permeated through a column of granular activated carbon (CPG 12-40) at a rate of 0.5 BV / hour. The isosorbide composition thus obtained is then passed continuously at a rate of 2 BV / hour through a column of a strong cation resin such as that described in Example 1 of this application and then through a column of a strong anion resin.
[0072]
The composition is then treated with powdered activated carbon of the “NORIT SX +” type for 1 hour at 20 ° C.
The activated carbon used is 0.2% expressed as dry weight / dry weight of the solution.
[0073]
After filtration, the isosorbide solution is concentrated under vacuum. The resulting molten solid crystallizes in the form of an agglomerated product upon cooling and is then ground to obtain a white powder having a water content of 0.2% moisture content.
[0074]
This isosorbide composition, obtained according to the present invention, has the following characteristics (percentages are expressed relative to the total weight of the composition).
Water: 0.2%
Isosorbide: 99.6%
Isomannide: not detected
Other dianhydrohexitols: 0.03%
Monoanhydropentitol: not detected
Deoxyhexitol: not detected
Formic acid: <0.0005%
pH *: 6.5
Electrical conductivity *: <20μS / cm
[0075]
Its isosorbide purity is therefore 99.6 / 99.8, ie about 99.8%.
[0076]
20 g of this isosorbide agglomerated product is placed in a co-plastic plastic container and stored in an oven at 60 ° C. It can be seen that after 14 days of storage, its isosorbide purity and its formic acid concentration have not changed.
[0077]
(Example 5)
700 g of mannitol, 300 g of water, and 21 g of concentrated sulfuric acid are charged to the coated stirred reactor. The resulting mixture is heated under vacuum (40 mbar) for 8 hours to remove moisture contained in the reaction medium and moisture from the mannitol dehydration reaction.
[0078]
The crude reaction product is neutralized with 50% sodium hydroxide solution. The isosorbide composition is then distilled under vacuum.
The crude distillate is then dissolved in water to give 40% DM.
[0079]
This solution is then permeated through a column of granular activated carbon (CPG 12-40) at a rate of 0.5 BV / hour. The isomannide composition thus obtained is then continuously passed through a column of strong cation resin such as that described in Example 1 and then a column of strong anion resin at a rate of 2 BV / hour.
[0080]
The composition is then treated with powdered activated carbon of the “NORIT SX +” type for 1 hour at 20 ° C.
The activated carbon used is in an amount of 5% expressed as dry weight / dry weight of solution.
[0081]
After filtration, the isomannide solution is concentrated under vacuum. The resulting molten solid crystallizes in the form of agglomerated products upon cooling and is then ground to obtain a white powder having a water content of 0.3% water content.
[0082]
This isomannide composition, obtained according to the present invention, has the following characteristics (percentages are expressed relative to the total weight of the composition):
Water: 0.5%
Isomannide: 98.0%
Isosorbide: 0.9%
Other dianhydrohexitols: 0.3%
Formic acid: <0.0005%
pH *: 6.5
Electrical conductivity *: <20μS / cm
[0083]
Its isomannide purity is therefore 98 / 99.5, ie about 98.5%.
[0084]
20 g of this agglomerated product of isomannide is charged into a co-plastic plastic container and stored in an oven at 60 ° C. It can be seen that after 14 days of storage, its isosorbide purity and its formic acid concentration have not changed.
Claims (11)
a)前記組成物を蒸留する、最初の工程;
b)前記組成物を、引き続き少なくとも1つのイオン交換手段で処理する工程;
c)得られた組成物を、引き続き活性炭で処理する工程;
を含むことを特徴とする精製方法。A method for the purification of a composition comprising at least one dianhydrohexitol comprising:
a) an initial step of distilling said composition;
The b) before SL composition, subsequently treating with at least one ion-exchange means;
c) a step of subsequently treating the resulting composition with activated carbon ;
A purification method comprising:
b)前記組成物を、引き続き粒状形態の活性炭で処理する工程;
c)得られた組成物を、引き続き少なくとも1つのイオン交換手段で処理する工程;
d)得られた組成物を、引き続き粉状形態の活性炭で処理する工程;
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。a) an initial step of distilling said composition;
b) said composition, process subsequently treated with activated carbon particle-like form;
c ) subsequently treating the resulting composition with at least one ion exchange means;
step of d) resulting composition is treated with activated carbon continue can powdery form;
The method of claim 1, comprising:
・イソソルビドまたはイソマンニド純度が、少なくとも99.0%であり、
・遊離及び/または塩の形態で蟻酸含量が、最大で0.01%であり、
(これらのパーセンテージは、前記組成物の全乾燥重量に対する乾燥重量として表される)
・電気伝導率が、最大で20μS/cmである、
ことを特徴とする組成物。 An isosorbide or isomannide composition obtainable by the method according to any one of claims 1 to 5 ,
- isosorbide or isomannide purity, a 99.0% even without a small,
The formic acid content in free and / or salt form is at most 0.01%,
(These percentages are expressed as dry weight relative to the total dry weight of the composition)
- electrical conductivity, is the largest in the 20μS / cm,
The composition characterized by the above-mentioned.
・全モノアンヒドロペンチトール含量が、最大で0.1%であり、
・総モノデオキシ-及びジデオキシモノアンヒドロヘキシトール含量が、最大で0.1%である、
(これらのパーセンテージは、前記組成物の全乾燥重量に対する乾燥重量として表される)
ことを特徴とする組成物。 An isosorbide or isomannide composition according to claim 6 comprising
The total monoanhydropentitol content is at most 0.1 % ,
The total monodeoxy- and dideoxymonoanhydrohexitol content is at most 0.1 % ,
(These percentages are expressed as dry weight relative to the total dry weight of the composition)
The composition characterized by the above-mentioned.
・最大で1%の水含量、
を有し、精製留出物の形態、凝集生成物の形態、または結晶の混合物の形態であることを特徴とする、請求項6乃至9のいずれか一項に記載の組成物。 - white, and 1% water content in-up,
The have the form of the purified distillate in the form of aggregate product, or characterized by Oh Rukoto in the form of a mixture of crystalline, set composition as claimed in any one of claims 6-9.
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