低取代羟丙纤维素的制备方法.pdf

本发明涉及一种低取代羟丙纤维素的制备方法，包括以下步骤：A.将棉粉加入反应釜中；B.同时将烧碱溶液和环氧丙烷加入到反应釜中，搅拌；所述的棉粉、烧碱、环氧丙烷和水的比例是1∶0.4～1∶0.3～0.5∶0.4～3。本发明的方法还包括将反应釜中所得产物进行水解、离心洗涤、烘干、粉碎、混同的步骤。它提高生产效率、改善产品质量、降低生产成本，所得的低取代羟丙纤维素的羟丙氧基含量非常稳定，且反应收率大于对比例的收率。

1、  一种低取代羟丙纤维素的制备方法，包括以下步骤：
A.将棉粉加入反应釜中；
B.同时将烧碱溶液和环氧丙烷加入到反应釜中，搅拌；
所述的棉粉、烧碱、环氧丙烷和水的比例是1∶0.4～1∶0.3～0.5∶0.4～3。

2、  根据权利要求1所述的低取代羟丙纤维素的制备方法，其特征在于：反应釜中的温度为30～90℃，压力≤0.2Mpa。

3、  根据权利要求1所述的低取代羟丙纤维素的制备方法，其特征在于：搅拌时间为1～3hr。

4、  根据权利要求1所述的低取代羟丙纤维素的制备方法，其特征在于：它还包括将反应釜中所得产物进行水解、离心洗涤、烘干、粉碎、混同的步骤。

5、  根据权利要求1或2或3或4所述的低取代羟丙纤维素的制备方法，其特征在于：所述的烧碱溶液和环氧丙烷通过喷嘴喷入反应釜中。

6、  根据权利要求2所述的低取代羟丙纤维素的制备方法，其特征在于：所述反应釜中的温度为42～48℃。

7、  根据权利要求3所述的低取代羟丙纤维素的制备方法，其特征在于：所述的搅拌时间为1.5～2.5hr。

8、  根据权利要求1或2或3或4所述的低取代羟丙纤维素的制备方法，其特征在于：所得的低取代羟丙纤维素的羟丙氧基含量8.8～9.1％。

9、  根据权利要求1或2或3或4所述的低取代羟丙纤维素的制备方法，其特征在于：所述的反应釜中的压力≤0.1Mpa。

10、  根据权利要求1或2或3或4所述的低取代羟丙纤维素的制备方法，其特征在于：在加入烧碱溶液和环氧丙烷到反应釜中的同时进行搅拌。

低取代羟丙纤维素的制备方法
技术领域
本发明涉及低取代羟丙纤维素的制备方法，在药物、食品等领域中制备制剂时，将该低取代羟丙纤维素加入以提供药物或食品的崩解性或可压缩性。
背景技术
药物、食品等领域中的固体制剂，仅由主要成分制备的制剂具有如下问题：当给予药物时，因为没有获得足够的崩解性而不能充分发挥药物的作用，并且由于其较弱的可压缩性使得由此制备的片剂或颗粒剂的形状不能得以保持。在这种情况下，通过加入例如低取代羟丙纤维素、羧甲纤维素的钙盐、交联羧甲纤维素钠、交联聚乙烯吡咯烷酮或羧甲基淀粉等崩解剂可以改善其崩解性。此外，通过加入结晶纤维素或水溶性粘合剂可以改善其可压缩性。已知低取代羟丙纤维素是一种独特的兼具崩解性和可压缩性的添加剂。
由于低取代羟丙纤维素是非离子型的，例如具有与离子型药物反应引起更小变化的优点。
低取代轻丙基纤维素可用作药物的添加剂，现有技术中，低取代羟丙纤维素的制备工艺路线如下：在一定配比的碱液体系中，先用浸渍的方法使精制棉和苛性碱进行碱化反应，然后再进行压榨，将碱液与碱纤维进行分离，在向反应器内投入压榨后的碱纤维和环氧丙烷进行醚化反应，然后通过对醚化反应物料进行水解、中和、离心洗涤、烘干、粉碎、混同等工序得到成品。具体的制备方法是将精制棉简单撕开以后，浸入浓度为10～25％的碱液中，浸渍碱化3～4小时后通过压榨机进行压榨得到含湿量约10～30％的碱纤维，然后将碱纤维用人工的办法投入反应器中，向反应器中加入环氧丙烷，升温到70～90℃，压力约1.0Mpa的条件下进行醚化反应，反应结束后，将醚化反应物投入水解釜，加入盐酸水溶液，进行水解反应，再通过离心洗涤，然后烘干、粉碎、混同等工序得到成品。这种羟丙纤维素制备方法存在如下缺点：1、碱化、醚化分步进行，重复进行投料，工人劳动强度大，生产效率低，投料一批总用时近12小时；2、碱化通过浸渍、压榨，碱化均匀性差，压榨的碱纤维含湿量不稳定，对后续的醚化反应难以控制，产品收率和质量相应不稳定，例如关键指标羟丙氧基含量波动很大从4～14％的范围内变动，含量波动直接造成产品崩解性能不稳定，影响使用性能；3、压榨产生的碱母液回收套用难度大，造成片碱的浪费和增加环保处理压力的问题，增加生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种低取代羟丙纤维素的制备方法，它提高生产效率、改善产品质量、降低生产成本。
本发明上述发明目的是通过以下技术方案实现的：
一种低取代羟丙纤维素的制备方法，包括以下步骤：
A.将棉粉加入反应釜中；
B.同时将烧碱溶液和环氧丙烷加入到反应釜中，搅拌；
所述的棉粉、烧碱、环氧丙烷和水的比例是1∶0.25～1∶0.3～0.5∶0.4～3。
本发明所述的低取代羟丙纤维素是纤维素的羟丙基醚化物，其易溶于冷水，加热至50℃发生胶化。可溶于甲醇、乙醇、异丙醇和丙二醇中，其可用于药物中湿法制粒的粘合剂，也可做粉末直接压片的干粘合剂。
本发明所述的棉粉是精制棉经过初步粉碎的结果，其粒度优选60～100目，如果选用较大粒度的棉粉则影响反应的速度和收率，如果棉粉颗粒过小则导致副反应增加。
所述的棉粉、烧碱、环氧丙烷和水的比例优选1∶0.4～0.5∶0.3～0.4∶0.6～1.25。
所述的棉粉、烧碱、环氧丙烷和水的比例优选1∶0.8～1∶0.3～0.5∶0.6～1.25。
本发明优选了各种反应物的比例，创造性地将碱化和醚化同步进行，消除了现有技术的多种缺陷，而通常认为上述两个步骤不能合并，因为现有技术认为如果将上述两个步骤对反应设备要求过高，且容易发生环氧丙烷的水解。本发明由于优选了上述反应物的量以及形态，解决了上述技术偏见。
本发明的棉粉、烧碱、环氧丙烷和水同时加入一反应釜中，在上述反应釜中同时进行碱化、醚化反应得到醚化反应物，与现有技术的分步进行相比，本发明一次投料，工人劳动强度小，生产效率高，投料一批总用时大大减少，只需8小时左右；它除去了浸渍、压榨等步骤，其碱化均匀性强，排除了现有技术中压榨的碱纤维含湿量不稳定的缺陷，产品收率和质量相应稳定，产品羟丙氧基含量稳定。
本发明的碱化、醚化同时在反应釜中进行，反应釜中的温度为30～90℃，优选42～48℃，压力≤0.2Mpa，优选压力≤0.1Mpa。搅拌时间为1～3hr，优选1.5～2.5hr。
本发明在上述反应条件下可以完成本发明所述的主体反应，其反应条件对设备的要求低，反应的副反应少，产品收率高。
本发明的方法还包括将反应釜中所得产物进行水解、离心洗涤、烘干、粉碎、混同的步骤。
所述的水解步骤即向反应釜中添加酸即可，所述的酸可以是盐酸，硝酸，乙酸等。
本发明所述的烧碱溶液和环氧丙烷可通过喷嘴喷入反应釜中。
本发明优选在加入烧碱溶液和环氧丙烷于反应釜中的同时进行搅拌。
综上所述，与现有技术相比，本发明改进了制备低取代羟丙纤维素过程中碱化、醚化反应的反应过程和反应物料配比、反应条件等工艺条件和工艺参数，改善了反应效率，缩短了反应周期，提高了生产效率；提高了反应均匀性，产品品质得到提高；本发明增大了碱液的浓度，改变了现有技术中碱液浓度很低，要将精制棉全部浸没，用量大、浸渍时间长的缺点，本发明所述方法所用的碱液浓度较高，能够保证碱液总体积减少。因此，本发明还减少了碱液的用量、处理量和排放量，同时达到节能减排效果，提高了设备利用率，降低了劳动强度和生产成本。
具体实施方式
实施例一
在搅拌桶中加入水200kg、氢氧化钠50kg，搅拌溶解备用。
在反应釜中加入精制棉200kg(80目)，然后缓慢(约30分钟)喷入配制好的碱溶液和环氧丙烷80kg，不停地搅拌，在反应釜中原料同时进行碱化和醚化反应，控制反应釜中的温度在42～48℃，反应压力0.05MPa，反应时间2.5hr。反应结束后经过水解、离心洗涤、烘干、粉碎工序处理完成后得到羟丙纤维素成品195.6kg。按中国药典2005版进行检验，产品的羟丙氧基含量、膨胀度见表1，其中羟丙氧基含量8.8％。
比较例一
将精制棉100kg在碱浓度为15％(重量)的氢氧化钠水溶液2000kg中浸渍后压榨，得到碱纤维素130kg。这种碱纤维素130kg加入到反应器中，向反应器中加入环氧丙烷25kg边搅拌边在50℃反应1小时、在60℃反应1小时和在70℃反应2小时，得到反应生成物140kg。再通过水解、离心洗涤、烘干、粉碎工序处理完成后得到产品90.2kg。然后通过按照实施例1所述方法测量其所得产品的各项性能指标，得结果见表1。
比较例二
将精制棉100kg在碱浓度为20％(重量)的氢氧化钠水溶液2000kg中浸渍后压榨，得到碱纤维素137kg。这种碱纤维素137kg加入到反应器中，向反应器中加入环氧丙烷31kg边搅拌边在50℃反应1小时、在60℃反应1小时和在70℃反应2小时，得到反应生成物135kg。再通过水解、离心洗涤、烘干、粉碎工序处理完成后得到产品91.4kg。然后通过按照实施例1所述方法测量其所得产品的各项性能指标，得结果见表1。
实施例二
在搅拌桶中加入水250kg、氢氧化钠100kg，搅拌溶解备用。
在反应釜中加入精制棉200kg(60目)，然后缓慢喷入配制好的碱溶液和环氧丙烷100kg，同时进行碱化和醚化反应，反应温度55～60℃，反应压力0.1MPa，反应时间3hr。反应结束后经过后续工序处理完成后得到羟丙纤维素成品197.3kg。经同样方法检验，产品质量明显优于现有技术产品，其中羟丙氧基含量9.1％。
实施例三
在搅拌桶中加入水180kg、氢氧化钠75kg，搅拌溶解备用。
在反应釜中加入精制棉200kg(100目)，然后缓慢喷入配制好的碱溶液和环氧丙烷90kg，同时进行碱化和醚化反应，反应温度81～88℃，反应压力0.15MPa，反应时间1.5hr。反应结束后经过后续工序处理完成后得到羟丙纤维素成品194.5kg。经同样方法检验，产品质量明显优于现有技术产品，其中羟丙氧基含量8.9％。
实施例四
在搅拌桶中加入水80kg、氢氧化钠80kg，搅拌溶解备用。
在反应釜中加入精制棉200kg(80目)，然后缓慢喷入配制好的碱溶液和环氧丙烷60kg，同时进行碱化和醚化反应，反应温度30～40℃，反应压力0.1MPa，反应时间3hr。反应结束后经过后续工序处理完成后得到羟丙纤维素成品191.3kg。经同样方法检验，产品质量明显优于现有技术产品，其中羟丙氧基含量8.8％。
实施例五
在搅拌桶中加入水600kg、氢氧化钠80kg，搅拌溶解备用。
在反应釜中加入精制棉200kg(90目)，然后缓慢喷入配制好的碱溶液和环氧丙烷60kg，同时进行碱化和醚化反应，反应温度60～70℃，反应压力0.2MPa，反应时间3hr。反应结束后经过后续工序处理完成后得到羟丙纤维素成品190.3kg。经同样方法检验，产品质量明显优于现有技术产品，其中羟丙氧基含量8.9％。
实施例六
在搅拌桶中加入水160kg、氢氧化钠200kg，搅拌溶解备用。
在反应釜中加入精制棉200kg(60目)，然后缓慢喷入配制好的碱溶液和环氧丙烷60kg，同时进行碱化和醚化反应，反应温度50～60℃，反应压力0.1MPa，反应时间2.5hr。反应结束后经过后续工序处理完成后得到羟丙纤维素成品190.1kg。经同样方法检验，产品质量明显优于现有技术产品，其中羟丙氧基含量8.9％。
表1