DE1645642A1

DE1645642A1 - Verfahren zur Reinigung von Polyvinylpyrrolidon

Info

Publication number: DE1645642A1
Application number: DE19661645642
Authority: DE
Inventors: John Friedrich Dipl-Ing Dr
Original assignee: Vickers Zimmer AG
Current assignee: Vickers Zimmer AG
Priority date: 1966-09-27
Filing date: 1966-09-27
Publication date: 1971-08-26
Also published as: DE1645642B2

Description

Verfahren zur Reinigung von Polyvinylpyrrolidon Polyvinylpyrrolidon wird bekanntlich in entsprechend eingestellter Lösung als Ersatz für Blutplasma benutzt. Aber auch anderweitig findet es in der pharmazeutischen Industrie Verwendung, z.B. als Tablettenbindemittel.
Für solche Zwecke muss das Polyvinylpyrrolidon natürlich sehr rein sein, vor allem muss es frei von toxischen Substanzen sein. Auch bei der Verwendung in der Lebensmittelindustrie oder der kosmetischen Industrie darf es keine toxischen Bestandteile enthalten.
Polyvinylpyrrolidon wird nach bekannten Verfahren durch Polymerisation von Vinylpyrrolidon erhalten. Von seiner Herstellung her sind aber neben einigen anderen Verunreinigungen noch gewisse, wenn auch geringe Anteile an Pyrrolidon enthalten, die man wegen des ähnlichen Siedepunktes mit dem Vinylpyrrolidon sehr schwer von diesem durch Destillation trennen kann. Andere Reinigungsarten kommen wegen der Empfindlichkeit des Vinylpyrrolidons nicht in Frage. Bei der Polymerisation von Vinylpyrrolidon, die man bekanntlich in wässriger Lösung ausführt, bleibt das Pyrrolidon und die eventuellen anderen Verunreinigungen in der wässrigen Lösung des Polyvinylpyrrolidons. Da die Polymerisation nie ganz vollständig verläuft, bleibt auch eine mehr oder weniger grosse Menge von monomerem Vinylpyyrolidon in der Polymerisatlösung.
Diese Lösung wird gewöhnlich in einem Sprühtrockner eingedamprt,- um festes Polyvinylpyrrolidon zu erhalten. Dabei verflüchtigen sich zwar auch gewisse Anteile des monomeren Vinylpyrrolidons und des Pyrrolidons, aber ein mehr oder weniger grosser Teil von beiden bleibt im festen Polyvinylpyrrolidon zurück.
Um aus dem festen Polyvinylpyrrolidon das Pyrrolidon und die Hauptmenge des unumgesetzten Vinylpyrrolidons zu entfernen, hat man das Polymerisat mit Äther oder einem Gemisch von Äther und Aceton extrahiert. Dieses Verfahren hat einmal den Nachteil, dass man das Polyvinylpyrrolidon zweimal trocknen muss, darüber hinaus wird durch den Äther allein sehr wenig extrahiert; man muss also sehr grosse Mengen an Äther anwenden, um die relativ geringen Mengen an unerwünschten Substanzen zu entfernen. Bei der Extraktion mit einem Ather-Acetongemisch bleibt ein beträchtlicher=Teil des Acetons im Polyvinylpyrrolidin und lässt sich aus diesem nur durch starkes Trocknen entfernen. Ausserdem muss man bei der Wiedergewinnung des Ather-Acetongemisches dieses vor dem Wiedereinsetzen auf die bestimmte, benötigte Zusammensetzung neu einstellen, was zu einer weiteren Verteuerung des Verfahrens führt.
Es wurde nun gefunden, dass man die Nachteile der bekannten Reinigungsverfahren meiden kann, wenn man nicht das getrocknete Polyvinylpyrrolidon, sondern dessen Lösung vor der Sprühtrocknung extrahiert.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung von Polyvinylpyrrolidon durch Extraktion, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die durch Polymerisation von Vinylpyrrolidon erhaltene wässrige Polymerisatlö=sung Reiz bei Raumtemperatur flüssigen Halogenkohlenwasserstoffen extrahiert. Diese halogenierten Kohlenwasserstoffe lassen sich leicht von der wässrigen Lösung trennen, sie lösen sich nur spurenweise in Wasser und lösen andererseits nur geringe Meinen Wasser auf. Die erfindungsgemäss als Extraktionsmittel verwendeten Halogenkohlenwasserstoffe lösen bevorzugt die Verunreinigungen, besonders Pyrrolidon und tnonomeres Vinylpyrrolidon aus der wässrigen Lösung, während Polyvinylpyrrolidon in der wässrigen Phase zurückbleibt.
Weiterhin werden durch die Halogenkohlenwasserstoffe o gomere des Polyvinylpyrrolidons gelöst,und zwar um so leichter, je niedriger inr Molekulargewicht ist. Es kann daher Polyvinylpyrrolidon grosser Reinheit hergestellt werden, was vor allem bei der Verwendung dieses Polymeren als Blutplasmaersat von ausserordentlichem Vorteil ist. Die schwierig entfernbaren oligomeren Anteile von Polyvinylpyrrolidon bedeuten bei den meisten Anwendungsgebieten des Polyvinylpyrrolidons eine unerwünschte, oft sogar eine untragbare Verunreinigung.
Die erfindungsgemäss als Extraktionsmittel verwendeten, bei Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoffe besitzen vorzugsweise Siedepunkte zwischen 40 und 1000C. Es können auch Halogenkohlenwasserstoffe mit niedrigeren oder höheren Siedepunkten angewendet werden; jedoch erschwert ein höherer Siedepunkt die W-edergewinnung des Extraktionsmittels und die Abtrennung der letzten Spuren aus dem Polyvinylpyrrolidon und niedrigere Siedepunkte weisen den Nachteil auf, dass die Extraktion unter Druck durchgeführt werden muss.
Es werden vor allem aliphatische. Halogenkohlenwasserstoffe eingesetzt, deren Halogenrest ein Chlors Brom-oder Fluorrest ist und die mehrere gleiche oder verschiedene Halogenreste im Molekül enthalten. Dazu gehören: 1,1-Dichlorpropan, 1, 2-Dichlorpropan, l, l-Dichloräthan, 1, 2-Dichloräthan, l, l-Dichloräthylen, 1, 2-Dichloräthylen, Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Methylenbromid, l-Brompropan, 2-Brompro « propan, l-Brompropylen, 2-Brompropylen und die Frigene.
Die Extraktion kann diskontinuierlich oder kontinuierlich vorgenommen werden. Vorteilhaft ist es kontinuierlich zu extrahieren, weS dazu xtraktiansmittel verwendet werden muss.
Nach durchgeführter Extraktion trennt man die wässrige Polyvinylpyrrolidonlösung von dem Extraktionsmittel, d.h. dem halogenierten Kohlenwasserstoff, der die Verunreinigungen enthält. Die Polyvinylpyrrolidonlösung wird, wie üblich, in einem Sprühtrockner zur Trockene verdampft, während das Extraktionsmitel von den darin gelösten Verunreinigungen abdestilliert wird.
Das Destillat kann wieder zu neuerlicher Extraktion eingesetzt werden. Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1 2000 g Vinylpyrrolidon mit einem gaschromatographisch bestimmten Gehalt an Pyrrolidon von 0,2 2 d.s. also 4 g, wurden bis zu einem K-Wert von 29,5 auf übliche Weise polymerisiert. Die Lösung des Polymerisates, 6600 cm5, wurden mit 6600 cm3 Tetrachlorkonlenstoff in einer Extraktionsapparatur kontinuierlich extrahiert.
Der Tetrachlorkohlenstoff wurde dann im Wasserbad an einer 50 cm langen Kolonne abdestilLirt. Es blieb ein Rückstand von 15,6 g.
Bei der gaschromatographischen Analyse wurden darin 28 ffi Pyrrolidon gefunden, d.s. 4,4 g.
Beispiel 2 2100 g Vinylpyrrolidon mit einem Gehalt an 0, 33 % Pyrrolidon, d.s. 6,93 g, wurden bis zu einem K-Wert von 51,5 polymerisiert. Die Polymerisatlösung (7000 cm)) wurde vier mal mit je 5500 cm3 1,2-Dichlorpropan ausgeschüttelt. Das Dichlorpropan wurde dann im Ölbad an einer 50 cm langen Kolonne abdestilliert, wobei ein Rückstand von 18,4 g blieb. In diesem wurden 37 ffi Pyrrolidon mittels Gaschromatographie gefunden, das entspricht 6,8 g Beispiel 3 In vier verschiedenen Ansätzen wurden je lC00 g Vinylpyrrolidon zu Polyvinylpyrrolidon mit K-Werten von 19,0, 27,2, 30,6 und 33.8 polymerisiert.
Die erhaltenen Polymerisatlösungen hatten einen Gehalt an monomerem Vinylpyyrolidon von 0.33, 5.00, 6.90 und 10.60 bezogen auf das Polyvinylpyrrolidon. Jede dieser vier Lösungen von Polyvinylpyrrolidon wurde in zwei Teile (je 500 g Polyvinylpyrrolidon) geteilt. Der eine Teil wurde direkt zur Trockne gedeampft, während der andere erst mit je 800 cm- Dichloräthan vier mal ausgeschüttelt und dann zur Trockene gedampft wurde. Der Gehalt an monomerem Vinylpyrrolidon betrug in den vier nicht extrahierten Anteilen nach dem Trocknen: 0.29 5, 2.25 ,%, 2.75 % und 3.40 %, während er in den extrahierten Anteilen auf 0.22 , 34 %, 0.61 ß und 0.18 % abgesunken war.
Beispiel 4 1000 g Vinylpyrrolidon wurden in wässriger Lösung polymerisiert. Die erhaltene Polymerisatlösung wurde in fünf Teile geteilt. Zwei Teile wurden mit je 1200 cm3 Methylenchlorid in einer Extraktionsapparatur kontinuierlich extrahiert, dann zur Trockene gedampft. In dem einen Teil wurde der Restmonomergehalt sofort bestimmt; er betrug 0,15 %, Der andere Teil wurde mit 1000 cm3 Ather extrahiert, dann nochmals getrocknet und nun darin der Restmonomergehalt bestimmt. Es wurden O. 16 % Monomerengehalt festgestellt. Die drei nicht mit Methylenchlorid extrahierten Anteile wurden ebenfalls zur Trockene gedampft. In dem einen dieser Anteile wurde ein Restmonomergehalt von 5.44 ß gefunden. Der 2. Anteil wurde mit 1000 cm# Äther extrahiert, wonach der Restmonomergehalt des trokkenen Produktes 3.08 % betrug, der 3. schliesslich wurde mit einem Gemisch von 500 cm3 Äther und 500 cm3 ceton extrahiert, nochmals getrocknet und auf Restmonomeres analysiert. Es waren noch 1.13 % vorhanden.
Beispiel 5 2 Proben mit je 100 g trockenem Polyvinylpyrrolidon, wovon eine in Lösung sofort nach der Polymerisation mit Je 150 cm3 Chloroform 4 mal ausgeschüttelt worden war, wurden mit 500 cm3 Äther 10 Stunden lang unter Rühren am Rückfluss extrahiert.
Der Äther werde abfiltriert und an einer 50 cm langen Kolonne abdestilliert. Aus der Extraktionslösung des vorher nicht extrahierten Polyvinylpyrrolidons wurden dabei 1. D g Rückstand mit einem Gehalt von 20 % Pyrrolidon und 51 % Vinylpyrrolidon erhalten, während aus dem vorher mit Chloroform extrahierten Polyvinylpyrrolidon mit Äther nichts mehr extrahiert wurde.
Nach der Abdestillation des Äthers blieb kein Rückstand.
Beispiel 6 Zu 270 g Vinylpyrrolidon mit 0.5 0 Pyrrolidongehalt wurden 22 g Pyrrolidon zugefügt, diese Mischung in Wasser gelöst und polymerisiert. Nach der Polymerisation waren noch 9,6 % Restmonomeres, bezogen auf das Polyvinylpyrrolidon, vorhanden, wahrscheinlich weil die grosse Menge Pyrrolidon bei der Polymerisation etwas stört. Die erhaltene Polymerisatlösung wurde vier mal mit je 750 cm3 2-Brompropan augeschüttelt. Die vereinigten Auszüge wurden abdestilliert und ergaben einen Rückstand von 58 g, der aus 34 % Vinylpyrrolidon und 38 % (22 g) Pyrrolidon bestand.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) Verfahren zur Reinigung von Polyvinylpyrrolidon durch Extraktion, dadurch gekennzeichnet, dass man die durch Polyrnerisation von Vinylpyrrolidon erhaltene wässrige Polymerisatlösung mit bei Raumtemperatur flüssigen Halogenkohlenwasserstoffen extrahiert.
2.) Verfahren nach Anspruch 1J dadurch gekennzeichnet, dass zur Extraktion Halogenkohlenwasserstoffe mit Siedetemperaturen zwischen 40 und 1000C verwendet werden.