一种制备铝碳酸镁的方法与流程

本发明属于有机化学、无机化学以及药物化学领域，具体涉及一种制备铝碳酸镁的方法。

背景技术：

铝碳酸镁的分子式为al2mg6(oh)16co3·4h2o，分子量604，为白色或类白色颗粒性粉末，在水中几乎不溶，在稀盐酸中溶解并伴有气泡产生。临床上用于治疗十二指肠溃疡、急慢性胃炎、胆汁反流性食管炎、与胃酸分泌过多有关的胃部不适。

铝碳酸镁属于铝镁水滑石的一种，铝镁水滑石的结构通式为alamgb(oh)cxco3·yh2o，其制备原理为含al³⁺的铝盐和含mg²⁺的镁盐在碱性环境下(如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢铵、碳酸钠，碳酸钾，碳酸氢钠等)，发生共沉淀得到。在现有已公开的文献中，主要有以下两大类制备铝镁水滑石的方法。

方法一：cn1507944所公开一种镁铝水滑石的合成方法，取活性mgo，与al(oh)3、naoh及na2co3的水溶液混合，ph值控制在10-12，在60-100℃搅拌下反应4-15小时，可得到物相单一的镁铝水滑石。

方法二：以水溶性含mg²⁺(如硫酸镁、氯化镁等)的物质，与含有al³⁺(如硫酸铝、硝酸铝、氯化铝等)的物质在碱性环境下进行反应，制得到铝镁水滑石。分析铝镁水滑石的结构通式alamgb(oh)cxco3·yh2o不难发现，反应过程中必须同时存在oh^-、co3^2-来确保体系的碱性环境。其中co3^2-来源于金属碳酸盐(如碳酸氢铵、碳酸钠，碳酸钾，碳酸氢钠等)，而oh^-可以来源于金属氢氧化物(如氢氧化钠、氢氧化钾等)，也可以来源于过量的金属碳酸盐在水中水解产生oh^-。因此，根据提供碱性环境物质的不同，又可以将制备方法二细分为以下2个小类方法。

方法1：如cn101381094公开的方法，将含有al³⁺(如硫酸铝、硝酸铝、氯化铝等)的物质与含有mg²⁺(如硫酸镁、氯化镁等)物质与大量过量的金属碳酸盐(如碳酸氢铵、碳酸钠，碳酸钾，碳酸氢钠等)在水中进行反应，得到铝镁水滑石。

方法2：如cn103395808、cn101386424、cn101381094等公开的方法，将含有al³⁺(如硫酸铝、硝酸铝、氯化铝等)的物质与含有mg²⁺(如硫酸镁、氯化镁等)物质一起溶解于水中形成混合盐溶液，然后与金属碳酸盐(如碳酸氢铵、碳酸钠，碳酸钾，碳酸氢钠等)和金属氢氧化物(如氢氧化钠、氢氧化钾等)溶解于水中形成的混合碱溶液一起反应，得到铝镁水滑石。

cn107986306a公开一种铝碳酸镁的制备方法，包括如下步骤：s1.配制氢氧化镁和氢氧化铝混悬液，并向氢氧化镁和氢氧化铝混悬液中加入碳酸氢铵溶液，搅拌混合均匀；s2.将步骤s1中的混合溶液从室温缓慢升温至85～90℃，升温速率不超过0.5℃/min，并在温度为85～90℃时反应2～3h；s3.将步骤s2中反应后的物质冷却至室温，并经过洗涤、分离、干燥后得到铝碳酸镁。

cn101343078公开一种制备铝碳酸镁的方法，在氢氧化钠溶液中加入氢氧化铝溶解，在获得铝酸钠后，用水进行稀释，通入二氧化碳慢慢并均一地反应，获得碱性-碳酸铝-凝胶(gel)及碳酸钠，再加入氯化镁和氢氧化钠，生成碳酸氢镁后，将温度维持在85℃，反应获得铝碳酸镁。

cn101386424公开一种改性成型的镁铝水滑石的制备方法，其特征在于步骤如下：分别配制含有mg²⁺、al³⁺的混合盐水溶液和混合碱水溶液，将二者混合，待反应完全后进行老化与晶化，经过滤、洗涤、干燥得到镁铝水滑石。

cn101381094公开一种制备纳米镁铝水滑石的方法，包括配制镁、铝混合盐溶液；再配制碳酸氢铵溶液；将上述两种混合溶液同时加入静态混合器中发生化学反应，生成镁铝水滑石微晶；再经过熟化反应器使镁铝水滑石微晶生长，得到纳米镁铝水滑石产品。

cn106379924公开一种纳米镁铝水滑石的制备方法，以氯化镁、氯化铝、碳酸钠和氢氧化钠为主要原料，添加起泡助剂油酸钠，先经气泡液膜反应制备前驱体滤饼、再经水热反应、过滤、洗涤和干燥而制成。

cn102139901一种制备镁铝水滑石的方法包括将可溶性镁盐溶液与氨水溶液反应产生氢氧化镁沉淀，通二氧化碳，沉淀逐渐溶解生成碳酸氢镁溶液，将氢氧化镁，氢氧化铝凝胶，碳酸氢镁按摩尔比5：2：1加入到反应釜中，控制温度反应即得镁铝水滑石，采用喷雾干燥机烘干。

但是，上述已公开的制备方法均有其不足的地方，如方法一中用到了水不溶性物质氧化镁作为mg²⁺的来源，由于氧化镁不溶解于水，因此会有反应不完全的氧化镁以杂质形式存在与目标产品中，且会对制酸力产生一定程度的影响。而方法1中用碳酸盐水解提供oh^-，但从铝碳酸镁的分子式al2mg6(oh)16co3·4h2o可知，其氢氧根个数为16，仅仅依靠碳酸盐水解提供的oh^-难以满足反应本身所需，这就导致方法1制备得到的铝镁水滑石结构中氢氧根的个数为不足16，为14，甚至更少，而最终的结果就是方法1制备得到的铝镁水滑石产品的抗酸时间太短(维持ph处于3～5之间仅60min或更短时间)。而对于方法2，可以说是目前制备具有持久制酸力铝碳酸镁最为成熟的方法，但是，现有公开的文献中，均采用混合盐溶液和混合碱溶液直接混合反应，结果由于反应体系中局部的碱性过强(ph达14以上)，所得到的铝碳酸镁呈现胶体状形态，无法实现后续的洗涤(因药用铝碳酸镁后处理过程中必须通过大量水洗除去体系中过量的oh^-、co3^2-)及固液分离，即使如文献中提到的通过延长陈化时间(使固体颗粒尽可能变大)，但实际的实验效果仍然很有限。因此，方法2虽然能够在一定程度上能够获得持久制酸力的铝碳酸镁样品，但却无法实现工业化放大生产。

针对现有技术存在问题，本发明人经过了大量的研究，比如，最初本发明人也尝试过采用其他常规的办法来解决方法2中出现的胶体状形态，如先让一部分混合盐溶液与一部分碳酸盐反应，再加入剩余的混合盐溶液和混合碱溶液；再比如提高反应釜的搅拌速率；还比如进一步延长陈化的时间(24h甚至更久)，但均没办法解决。直到采用本发明的分散滴加加料方式加料混合碱溶液，并控制混合碱溶液的加料速度0.9kg/min～2.5kg/min，同时控制体系的ph值稳定在10～12之间的这一新的制备方法，才得以最终解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种制备铝碳酸镁的方法。该方法通过采用分散滴加加料的方式加料混合碱溶液，并控制混合碱溶液的加料速度为0.9kg/min～2.5kg/min，同时将反应体系的ph值控制在10～12之间，物料加料完毕后无需陈化，反应1h左右即可完成，且体系不再呈现出胶状形态，后续洗涤以及固液分离十分顺利，同时得到的铝碳酸镁制酸力表现优良，体外制酸力测试ph值处于3～5之间的时间达到90min以上。

为实现本发明的目的，提供如下实施方案。

本发明的一种制备铝碳酸镁的方法，包括以下步骤：

1)按摩尔比配制含有al³⁺、mg²⁺的混合盐溶液，以及含有oh^-、co3^2-的混合碱溶液；

2)将配制的混合盐溶液和混合碱溶液加入到反应釜中进行反应，其中，混合碱溶液以分散滴加的加料方式加入到反应釜，并控制反应体系的ph值范围在10～12之间；

3)反应完毕后经洗涤、过滤、干燥即可得到目标产品。

上述本发明的方法，步骤1)所述al³⁺来源于硫酸铝、硝酸铝和氯化铝等中的一种或几种，所述mg²⁺来源于硫酸镁、氯化镁等或它们的混合物，所述oh^-来源于氢氧化钠、氢氧化钾等或它们的混合物，所述co3^2-来源于碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸钾和碳酸氢钠等中的一种或几种；步骤1)所述摩尔比为nal³⁺：mmg²⁺：xoh-：yco3^2-＝1：3：(9～14)：(1～1.5)，优选的，所述摩尔比为nal³⁺：mmg²⁺：xoh-：yco3^2-＝1：3：(9～12)：(1～1.2)；步骤2)中所述分散滴加的加料方式为

将混合碱溶液以合适的速度，多滴加位置点的方式(混合碱液滴加示意图详见附图1)加料至反应釜中进行反应，其中合适的加料速度为：混合碱溶液的分散滴加加料速度为0.9kg/min～2.5kg/min，优选0.9kg/min～1.6kg/min。优选的，步骤2)中所述的ph值范围为10～11之间。

在一具体实施方案中，本发明的一种制备铝碳酸镁的方法，包括以下步骤：

1)按照nal³⁺：mmg²⁺：xoh-：yco3^2-＝1：3：9：1.0的物料摩尔比配制含有氯化铝和氯化镁的混合盐溶液，以及氢氧化钠和碳酸钠的混合碱溶液；

2)以0.9kg/min～1.6kg/min的分散滴加的加料方式将混合碱溶液滴加到反应釜中，同时将混合盐溶液按常规(单点滴加)滴加方式滴加到反应釜中进行反应，并控制反应体系的ph值在10～11之间，加料完毕后升温至80℃左右反应1h；

3)反应完毕后经过2-5次加水洗涤，然后过滤、干燥即可得到目标产品。

本发明的效果

本发明的方法，通过采用分散滴加的加料方式加料混合碱溶液(物料)，并控制混合碱溶液的加料速度为0.9kg/min～2.5kg/min，以及加料过程体系的ph值稳定在10～12之间。物料加料完毕后无需陈化，反应1h左右即可完成，且体系不再呈现出胶状形态，后续洗涤以及固液分离十分顺利，操作简单方便，适合工业化放大生产。同时得到的铝碳酸镁制酸力表现优良，体外制酸力测试ph值处于3～5之间的时间达到90min以上。

附图说明

图1为反应设备示意图。

图中：1-混合碱液滴加罐；2-混合盐液滴加罐；3-用于分散滴加混合碱液的多位置点滴加孔或喷雾装置；4-反应釜。

具体实施方式

以下实施例用于进一步理解本发明的实质，但不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1以分散滴加的加料方式加料混合碱溶液制备铝碳酸镁

物料摩尔配比为：nal³⁺：mmg²⁺：xoh^-：yco3^2-＝1：3：9：1.0，滴加过程中控制反应体系的ph＝10～11。其反应设备示意图如图1所示。

制备工艺：

配制混合盐溶液：将150.4kg氯化镁和70.4kg氯化铝一起溶解到200kg水中，搅拌溶解，形成混合盐溶液；

配制混合碱溶液：将56.2kg碳酸钠和190.8kg氢氧化钠一起溶解到200kg水中，搅拌溶解，形成混合碱溶液；

将配制的混合碱溶液以0.9kg/min的速度分散滴加至反应釜中，同时将配制的混合盐溶液按常规(单点滴加)滴加方式滴加到反应釜中进行反应，并控制整个加料过程的ph＝10～11。加料完毕后升温至80℃左右反应1h。

反应完毕后，加水洗涤5次，每次均顺利实现固液分离。洗涤完毕后过滤，100℃干燥3h，得54.2kg铝碳酸镁样品。

测定样品的制酸力：

样品制酸力的测定方法：分别取上述样品约1.0g，精密称定。向溶出杯中加入30ml水和70ml的0.1mol/l盐酸溶液，搅拌均匀，置于溶出仪中，加热至37℃，搅拌速度为200转/分钟，用ph计监测溶出杯内溶液ph值的变化，记录溶液初始ph值。取样品投入溶出杯中，开启蠕动泵，以2.0±0.1ml/min的流速向溶出杯中泵入37℃的0.1mol/l盐酸溶液，溶液ph值达到3.0的时间记录为tph3；溶液ph值保持在3.0～5.0的时长记录为tph3～5。最终样品保持ph3.0～5.0的时长98min。

实施例2以分散滴加的加料方式加料混合碱溶液制备铝碳酸镁

物料摩尔配比为：nal³⁺：mmg²⁺：xoh-：yco3^2-＝1：3：14：1.5，滴加过程中控制反应体系的ph＝11～12。其反应设备示意图如图1所示。

制备工艺：

配制混合盐溶液：将117.3kg氯化镁和70.4kg硫酸铝一起溶解到200kg水中，形成混合盐溶液；

配制混合碱溶液：将44.5kg碳酸钠和151.2kg氢氧化钠一起溶解到200kg水中，形成混合碱溶液；

然后将混合碱溶液以2.5kg/min的速度分散滴加加料至反应釜中，同时将配制的混合盐溶液按常规(单点滴加)滴加方式滴加到该反应釜中进行反应，控制整个加料过程的ph＝11～12。喷雾加料完毕后升温至80℃左右反应1h。

反应完毕后，加水洗涤3-5次，每次均顺利实现固液分离。洗涤完毕后过滤，100℃干燥3h，得52.4kg样品。

按实施例1同法测定样品的制酸力：保持ph3.0～5.0的时长93min。

实施例3以分散滴加的加料方式加料混合碱溶液制备铝碳酸镁

物料摩尔配比为：nal³⁺：mmg²⁺：xoh-：yco3^2-＝1：3：12：1.2，滴加过程中控制反应体系的ph＝10～11。

制备工艺：

配制混合盐溶液：将191.4kg硫酸镁和70.4kg氯化铝一起溶解到200kg水中，形成混合盐溶液；

配制混合碱溶液：将67.4kg碳酸钠和254.4kg氢氧化钠一起溶解到200kg水中，形成混合碱溶液；

然后将混合碱溶液以1.6kg/min的速度分散滴加加料至反应釜中，同时将配制的混合盐溶液按常规(单点滴加)滴加方式滴加到该反应釜中进行反应，控制整个加料过程的ph＝10～11。喷雾加料完毕后升温至80℃左右反应1h。

反应完毕后，加水洗涤5次，每次均顺利实现固液分离。洗涤完毕后过滤，100℃干燥3h，得54.8kg样品。

按实施例1同法测定样品的制酸力：保持ph3.0～5.0的时长96min。

对比实施例1常规滴加法制备铝碳酸镁(重复现有公开方法2)

物料摩尔配比为：nal³⁺：nmg²⁺：noh-：nco3^2-＝1：3：9：1.0；

制备工艺：

配制混合盐溶液：将150.4g氯化镁和70.4g氯化铝一起溶解到200g水中，形成混合盐溶液；

配制混合碱溶液：将56.2g碳酸钠和190.8g氢氧化钠一起溶解到200g水中，形成混合碱溶液；

然后用常规玻璃恒压滴加漏斗分别将上述配制好的混合盐溶液和混合碱溶照常规滴加方式(单点滴加)加料至1l反应瓶中，在80℃左右反应5h。反应完毕后，发现体系呈现胶状态，加水洗涤时出现乳化，无法实现固液分离，最后取少许物料过滤，发现过滤困难，最终仅获得4g铝碳酸镁样品。

同法测定样品的制酸力为保持ph3.0～5.0的时长80min。

对比实施例2重复现有公开方法1

先将20.8g氢氧化铝，24.0g氢氧化钠，8.68g碳酸钠，溶解到250ml热水中，再将新购的11.4g轻质氧化镁加入其中，搅拌混合，在100℃下回流反应10h，最后经洗涤、过滤、干燥得到铝碳酸镁样品。

样品制酸力的测定方法：分别取上述样品约1.0g，精密称定。向溶出杯中加入30ml水和70ml的0.1mol/l盐酸溶液，搅拌均匀，置于溶出仪中，加热至37℃，搅拌速度为200转/分钟，用ph计监测溶出杯内溶液ph值的变化，记录溶液初始ph值。取样品投入溶出杯中，开启蠕动泵，以2.0±0.1ml/min的流速向溶出杯中泵入37℃的0.1mol/l盐酸溶液，溶液ph值达到3.0的时间记录为tph3；溶液ph值保持在3.0～5.0的时长记录为tph3～5。最终样品保持ph3.0～5.0的时长62min。

对比实施例3重复现有公开方法1

先将90.5g碳酸氢铵溶解到500ml热水中，再将70.4g硫酸铝和58.0g氯化镁加入其中，搅拌混合，在80℃左右反应5h，最后经洗涤、过滤、干燥得到铝碳酸镁样品。

同法测定样品的制酸力为保持ph3.0～5.0的时长52min。

依据以上实施例和对比实施例的结果，本发明的方法制备铝碳酸镁，其制酸力明显优于现有公开方法一、公开方法1和公开方法2制备的铝碳酸镁。

在不偏离本发明的精神实质的条件下，对上述本发明的实施例和实施方案进行简单的改变和替换，也属于本发明的范围。