TW201136838A - Non-caking potassium chloride composition, preparation process and use thereof - Google Patents

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201136838 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種包括（内消旋）酒石酸的鐵錯合物之氯 化鉀組合物’該氯化鉀組合物之製造方法，及該氣化鉀組 合物之用途。 【先前技術】 氣化鉀，有時稱為「氣化鉀或苛性鉀」在暴露於水分及 不同的溫度時易形成大的聚結塊。此等硬化塊一般係稱為 結塊。在運輸之前’通常會將不結塊試劑添加至氣化鉀中 以防止結塊形成’及藉此改善其處理特性^胺類及油類通 常係用作不結塊添加劑。 例如，蘇聯專利申請案第1650,648號揭示一種用於氣化 鉀之抗結塊試劑，其包含與一或多種脂肪酸混合之高碳數 脂肪胺之鹽。 US 3,305,491係關於一種組合物，其係由包含脂肪酸之 脂肪胺鹽之胺基組分及包含除用於形成該胺基組分之脂肪 酸外之至少一種游離脂肪酸之另一組分所構成，該組合物 係下式之混合物：

R„CO〇H » RpNH2+xRnCOOH 其中χ係任何正數及Rn&Rp係具有8至22個碳原子之基園。 【發明内容】 本發明之-目標係提供一種用於氯化卸（kci)組合物之 添加劑’其係充當不結塊添加劑（因此可防止結塊之形成 及改善組合物之處理特性），其具有商業吸引力、容易獲 152549.doc 201136838 得及環境安全性，及其較佳亦降低處理該等組合物時灰塵 之形成程度及/或延緩水之吸附。此外，本發明之一目標 係提供一種包含該不結塊添加劑之不結塊氣化鉀（KC1)組 合物。 令人驚訝地，吾人已發現該目標係藉由製備一包括酒石 酸之鐵錯合物作為不結塊添加劑之不結塊氣化鉀組合物得 到滿足，其中至少5重量％的酒石酸係内消旋異構體。較 佳地’ 55至90重量％之間的酒石酸係内消旋酒石酸。較佳 地’ 1 0重量°/〇的該不結塊氣化鉀組合物之水溶液具有6至i i 之間’更佳為6至9之間的pH值。 已發現藉由將至少5重量％的酒石酸為内消旋酒石酸之 酒石酸之鐵錯合物作為不結塊添加劑添加至氣化鉀組合物 中’可使形成結塊之趨勢降低及所得組合物具有良好處理 特性°此外，已發現根據本發明之氣化卸組合物比不含該 不結塊添加劑之氣化鉀組合物更不易吸收水，其對該鹽之 結塊趨勢具有正面影響。亦發現包括根據本發明之添加劑 之濕潤氣化鉀組合物的乾燥時間因節省能量而明顯減少。 最終，已發現相較於不含該添加劑之氯化卸組合物，包括 根據本發明之添加劑的氣化卸組合物在處理時形成較少灰 塵。 【實施方式】 術語「氣化鉀組合物」意指75重量％以上由KC1組成之 所有組合物。較佳地’該氣化鉀組合物包含9〇重量％以上 的KC1 »更佳地’該氣化鉀組合物包含92%以上的KC丨，然 152549.doc 201136838 而以具有95重量％以上的KC1之該氣化鉀組合物為最佳。 通常，該氯化鉀組合物包含數百分比的水。 如上所提及，根據本發明之不結塊氣化鉀組合物包括含 酒石酸的鐵錯合物之不結塊添加劑，其中至少5重量％的 該酒石酸係内消旋酒石酸及更佳為其中5 5至90重量〇/〇之間 的該酒石酸係内消旋酒石酸。最佳地，60至8〇重量％之間 的該酒石酸係内消旋酒石酸’在此情況下，該不結塊添加 劑之不結塊活性係處於其最佳狀態以使引入該氯化鉀組合 物中之鐵及有機物之可能量最低。 應瞭解一 _及二價鐵源（其分別為亞鐵及鐵鹽）皆可用於製 備根據本發明之添加劑。然而，最佳係使用鐵（ΙΠ)源。該 鐵（III)源較佳為FeCl3或FeCl(S〇4)。以FeCl3為最佳。 該不結塊組合物中鐵與酒石酸總量之莫耳比率（即鐵之 莫耳里除以酒石酸之總莫耳量）較佳係在〇. 1至2之間，更佳 在0.5至1.5之間，及最佳在〇_8至1.2之間。酒石酸之鐵錯合 物較佳以能使該不結塊氯化鉀組合物包括以鐵計至少1 ppm 及較佳為至少1.2 ppm，最佳為至少L5 ppm之濃度的不結 塊添加劑之量使用。較佳地’以鐵計不大於5〇〇 ppm，更 佳為200 ppm的不結塊添加劑係存在於不結塊氯化鉀組合 物中。 該不結塊氣化鉀組合物之pH係藉由製備包括10重量％的 氣化卸組合物之水溶液經由習知pH測定方法（諸如pH測定 盗）所測得。若需要，則可藉由任何習知酸或鹼調節該氯 化鉀組合物之pH。適宜的酸包括鹽酸、硫酸、曱酸及草 152549.doc 201136838 酸。適且的驗包括氫氧化鈉、氫氧化卸、碳酸鈉及碳酸 卸。該酸或驗可分別或與該不結塊添加劑一起添加至該氯 化卸組合物中。 在添加根據本發明之不結塊添加劑之前，可將氣化鉀組 合物之pH調節至所需值。引入酸或鹼之方式係取決於所得 氣化钟組合物之所需含水量及待處理的氣化鉀組合物之含 水量。通常係將酸或鹼之濃縮溶液喷灑至該氣化鉀組合物 上。 此外’本發明係關於一種該不結塊氣化钟組合物之製備 方法。更詳細而言，其係關於一種包括以下步驟之不結塊 氣化卸組合物之製備方法：將包含酒石酸的鐵錯合物（其 中至少5重量％的該酒石酸及較佳為55至9〇重量％的該酒石 酸係内消旋酒石酸，及其具有1至8之間，較佳為2至7之 間，更佳為3至6之間，及最佳為4至4 · 5之間的pH)之水性 處理溶液噴灑在氣化鉀組合物上。 該酒石酸之鐵錯合物（其中至少5重量％及較佳為55至9〇 重量°/〇之間的酒石酸係内消旋酒石酸）可以不同的習知方式 引入或形成於該氣化鉀組合物中或其上。然而，較佳方式 係將該鐵源、該酒石酸及視需要之其他的組分（諸如氣化 鉀及/或p Η控制劑）溶於水中及將該溶液喷灑於氣化鉀組合 物上。 更詳細而言，製備一種水性處理溶液，其包括鐵源及酒 石酸（其中至少5重量％及較佳為55至90重量％的該酒石酸 係内/肖％酒石酸）並視需要包括氣化卸。視需要調節該水 152549.doc 201136838 溶液之pH及/或藉由酸（諸如HCl、曱酸、草酸、硫酸或其 組合物）之添加緩衝之。該氯化鉀濃度可在〇重量％至飽和 的範圍内》該水溶液在下文中係稱為處理溶液。 該處理溶液較佳包括0.5至25重量❶/〇之間的酒石酸（其中 至少5重量％及較佳為55至90重量％之間的該酒石酸係内消 旋酒石酸）。鐵源較佳係以能使該處理溶液中鐵與酒石酸 總量之間的莫耳比率在0.1至2之間，及更佳在0.5至15之 間，及最佳在0.8至1.2之間之量存在。 較佳係（例如）藉由將該處理溶液喷灑或滴至該組合物上 而使該處理溶液之液滴與該氣化鉀組合物接觸。為獲得不 結塊氣化鉀組合物，較佳使該處理溶液以能在該氣化鉀組 合物中獲得濃度為至少丨，更佳為至少丨2，及最佳為至少 1.5 ppm的鐵之量與該氯化鉀組合物接觸。較佳為以能將 不大於500卯111的鐵，更佳為2〇〇卯111的鐵，及最佳為5〇卯〇1 的鐵引入該不結塊氣化鉀組合物中之量與該氣化鉀組合物 接觸。 包括至少5重量％的内消旋酒石酸且不大於5〇重量％的内 /肖方疋酒石酸之酒石酸混合物可經由w〇 〇〇/59828之實例中 所述之方法製備。然而，包括更高量的内消旋酒石酸之組 合物無法經由此方式獲得。由於迄今為止無容易且具經濟 吸引力之製備包括50重量％以上的内消旋酒石酸之酒石酸 混a物之方法存在，因此吾人開發此一新穎及具經濟吸引 力的方法。在另-實施例中，本發明因此係關於—種製備 根據本發明之不結塊氯化卸組合物之方法，其中該包括酒 J52549.doc 201136838 石酸的鐵錯合物之水性處理溶液係根據以下步驟所獲得： ⑴製備包括3 5至65重量％之間的L-酒石酸之二鹼金屬鹽、 D-酒石酸之二鹼金屬鹽；L-酒石酸、D-酒石酸及視需要之 内消旋酒石酸之二鹼金屬鹽之混合物；及2至15重量。/〇之 間的驗金屬或鹼金屬氫氧化物之水性混合物；（ii)使該水 性混合物攪拌及加熱至1 〇〇°C至其沸點之間的溫度並直到 至少5重量％的酒石酸及較佳為55至9〇重量％之間的酒石酸 已轉化成内消旋酒石酸為止；（iii)冷卻及視需要添加水； (iv)視需要將pH調節為pH 5至9之間；（v)與鐵（11)鹽及/或鐵 (ΠΙ)鹽攪拌混合；及（Vi)若pH超出3至6之間的範圍，則將 pH調節為pH 3至6之間。 已發現就根據本發明之方法而言，不論係由該方法開始 (即步驟⑴中）時還係在步驟（ii)期間，皆超出内消旋酒石酸 之溶解度限度，其會造成内消旋酒石酸自該反應混合物中 沉澱。因此，如整個說明書中所用之術語「水性混合物」 係用於澄清水溶液以及以水為主的漿液。 在根據本發明之方法的步驟（iii)中，較佳將該混合物冷 卻至90°C或更低的溫度’及更佳為冷卻至贼或更低的溫 度，及最佳為冷卻至6〇t或更低之溫度。在一較佳實施例 中，水係（例如）在步驟（iii)期間添加至步驟（Η)中所獲得之 混合物中(通常係少量）。在步驟㈤中，亦可添加水以製 備具有所需濃度之處理溶液。在一較佳實施例中，步驟 (iii)中所獲得之反應混合物係藉由將装 符W肿再添加至該鐵（II)及/ 或鐵（iii)鹽之水溶液中而與鐵（11)及/或鐵（ΙΠ)鹽混合。 152549.doc 201136838 較佳地，鐵（II)及/或鐵（III)鹽之水溶液係用於步驟卜) 中，但亦可以固體形式將其添加至該（等）鐵鹽中。 由於此係放熱反應步驟，因此一旦在步驟（v)中與鐵（ιι) 鹽及/或鐵（III)鹽攪拌混合後，較佳使該混合物冷卻。 在步驟（vi)中，其中若pH係超出3至6之間的範圍，則將 其調節至該範圍内，較佳將該混合物冷卻至至多3〇<t。 此方法中所用之酒石酸二鹼金屬鹽中的鹼金屬較佳為鈉 或鉀。用於此方法中之鹼金屬或鹼金屬氫氧化物較佳為氫 氧化鈉或氫氧化鉀。 L(+)-酒石酸二鈉鹽，亦稱為^酒石酸二鈉係可購得的， 例如購自Sigma-Aldrich(CAS編號6106-24-7)。應瞭解亦可 使用L(+)- /酉石酸（購自（例如）sigma_Aldrich，CAS編號87_ 69-4)替代L(+)-酒石酸二鈉鹽，及藉由額外Na〇H的添加原 位製備L(+)-酒石酸二鈉鹽。對於其他可能起始材料，dl_ 酒石酸二鈉鹽，則保持一致：其係購自（例如）Sigma· Aldrich或自DL-酒石酸（cas編號133-37-9)或DL-酒石酸一 鈉鹽與NaOH原位產生。實際上，包含任意比例及呈酸或 鹽形式之D，L，内消旋之任何酒石酸來源皆可用於此方法 中。D-酒石酸亦可用作起始材料，但由於其相對昂貴，所 以較不偏好使用之。較佳係使用L_酒石酸二鈉鹽（藉由 NaOH之添加原位產生或使用其本身），因為此等起始材料 係相對廉價且製備具有55至90重量％之間的内消旋酒石酸 之組合物之方法比使用D-及L-酒石酸之混合物作為起始材 料時更快。顯然’亦可使用D-、L-、及内消旋酒石酸之混 152549.doc 201136838 合物。 該方法較佳係在大氣壓下實施。然而，亦可在高壓（例 如2至3 bar)下進行該方法’但此較不偏好使用。 應瞭解搜拌及加熱（即製備方法之步驟（Π))該混合物以獲 付所需量的内消旋酒石酸之所需時間段係取決於該水性混 合物中酒石酸之濃度及鹼或鹼金屬氫氧化物之存在量。然 而，若該方法係在大氣壓下進行，則通常在步驟（ii)中攪 拌及加熱該混合物3至2〇〇小時。 步驟（11)中該混合物中内消旋酒石酸之量可藉由習知方 法測定’諸如藉由iH_NMR(例如在D2〇/k〇h溶液中使用甲 磺酸作為内部標準品）。内消旋酒石酸2NMR_光譜與dl· 酒石酸之NMR-光譜略有不同。NMR係用於測定反應樣品 中DL ·内消旋比率或視需要藉由使用内部或外部標準品 定量DL或内消旋異構體濃度。D_及L_酒石酸無法藉由 NMR直接區分。為測定D、L及内消旋酒石酸之濃度，對 掌性HPLC係適宜的方法。 熟悉此項技術者應瞭解’視pH值而定，酒石酸可以緩酸 形式或鹽（酒石酸氩鹽或酒石酸鹽）形式存在於水溶液令。 例如’若氫氧化鈉係以足夠高之量存在，則其係以二鈉鹽 形式存在。為方便起見’術語「酒石酸j在整個說明金中 係用於酸形式以及酒石酸鹽及酒石酸氫鹽形式。 根據本發明之不結塊氣化钟組合物可在肥料中、用作製 造氫氧化鉀及鉀金屬之化學原料、在醫藥中、用作道路用 鹽及在食品及飼料應用中用作NaCI之低鈉替代物。 152549.doc •10· 201136838 除操作實例或另外指出之外’應瞭解用於本說明書及申 請專利範圍中之所有表述成份量、反應條件等之數字可在 所有情況中經術語「約」修飾。 本發明進一步藉由以下實例來闡述。 實例 用於實例中之鹽係乾燥KC1，純度>99〇/〇(Fluka)。 添加去礦物質水以開始結塊並使該樣品乾燥直至1〇〇0/〇 的水（藉由重量損失測定）蒸發為止。視所添加之不結塊試 劑的濃度而定’此在35°C及40%相對濕度下需要2至24小 時。 結塊係於.粉體流變儀（Powder Flow Analyzer)或簡古之， 流變儀（TA-XT21型，穩定微系統）中重複測量三次。用〜5〇 g 鹽樣品填充容益及令其事先經1 kg重量壓縮及乾燥空氣清 洗2小時等調理。在此之後，將螺旋狀轉動葉片裝入該鹽 中。流變儀連續地測量經該轉動葉片施加於該鹽之力及杻 轉力。當將力相對於產物中之移動深度作圖時，曲綫下之 積分等於能量之消耗量。CE4值係在葉片移動大約4 mm之 後於4 mm床尚度之不同範圍内所測得#N mm為單位之結 塊能量。此外，CE20值係在葉片移動大約4 mm之後於2〇 床高度之不同範圍内所測得以N.mm為單位之結塊能量。 結塊能量越高，則結塊更多（因此結塊能量越低越好卜估 計此方法之精確度係2s=35%。為消除其他影響，諸如空氣 濃度對結果之影響，建議集中關注在藉由相對結塊能;所 表述之相同系列測量之趨勢。 152549.doc 201136838 測定不結塊添加劑對相對結塊能量之作用的標準化測試 稱取48_75±0.5 gKCl(純度>99%)鹽並添加！ g水，藉此使 該鹽獲得2.5 wt%水。隨後添加所需量的抗結塊試劑。將 具有抗結塊試劑之鹽於小塑膠袋中旋轉鼓上旋轉該鹽約i 〇 分鐘而使其混合均勻。將該樣品以i kg重量於流變儀上壓 縮及釋放》將乾燥空氣通入至底部（9〇丨/h)達至少2小時以 沖洗該樣品。藉由稱重來測量蒸發水之量。藉由流變儀測 量以N.mm為單位之結塊能量。 添加mTA作為抗結塊試劑之程序係根據以下方式標準 化·將包含25 μΐ酒石酸（TA)溶液之1 g h20添加至49.75 g KC1 中。使用 67:33 mTA:DL-TA之比率、1:1 Fe:mTA之比率 及4-4.4之pH下mTA中3 ppm之Fe作為TA溶液之標準品。在 實例1至6之各實例中係改變參數中之一者。應瞭解乂 ppm mTA意指mTA中鐵之濃度。此外，由於所添加的體積係固 定保持在25 μΐ且比率Fe:mTa係丨：i ,藉此暗指就一系列鐵 濃度而言，低鐵濃度比高鐵濃度添加更少的mTA。 實例1 : (Fe)mTA錯合物中鐵濃度對結塊能量之作用 為測試根據本發明之不結塊添加劑之不結塊性能，使用 上述標準化測試測量結塊能量。如所闡述，結塊能量越 低’抗結塊試劑作用得越好。 在各試驗中： •含水量為2.5%， •酒石酸（TA)之異構體比率係67:33 mTA:(DL)-TA， • mTA溶液之PH係在4至4 4之間 I52549.doc 201136838 •可改變以FeCl3形式添加之Fe(Hi)之量（使用1、2、3、 6、及 12 ppm FeCl3)。 • 25 μΐ ιηΤΑ溶液（見上） 將該結果與未添加抗結塊試劑之Kci鹽（空白）比較。 實例1 内消旋：DL比率 Fe ： mTA 結塊能量(N.mm) 無添加劑 - - 249 a (1 ppm Fe) 67:33 1:1 99 b (2 ppm Fe) 67:33 1:1 91 c (3 ppm Fe) 67:33 1:1 79 d (6 ppm Fe) 67:33 1:1 47 e (12 ppm Fe) 67:33 1:1 66 表1 :不結塊添加劑中鐵濃度對相對結塊能量之作用（越 低越好）。 自表1可清楚得知：根據本發明之不結塊添加劑對於KC1 係一種良好的不結塊添加劑，因為利用根據本發明之不結 塊試劑測得遠比不含不結塊試劑者低之結塊能量。使用大 約6 ppm Fe可獲得最佳結果。 實例2:酒石酸總量中内消旋酒石酸之百分比對結塊能量 之作用 為測試根據本發明之不結塊添加劑之不結塊性能，使用 如上所述之標準化測試測量結塊能量.如所闡釋般，結塊 能量越低，抗結塊試劑作用得越好。在各試驗中： •含水量係2.5% • mTA溶液之pH係在4至4.4之間 •以FeCh形式添加之Fe(III)之量係固定保持在3 ， • 25 μΐ mTA溶液（見上） 152549.doc •13- 201136838 •可改變mTA:(DL)TA之酒石酸（ΤΑ)之異構體比率。 將該結果與未添加不結塊試劑之KC1鹽比較。 實例2 總ΤΑ之mTA百分比 Fe : mTA 結塊能量(N.mm) 無添加劑 - - 338 a 35 1:1 187 b 67 1:1 89 c 80 1:1 96 d 95 1:1 119 表2 : ΤΑ總量中mTA百分比對相對結塊能量之作用（越低 越好）。 自此等測試可清楚得知：相較於未添加不結塊添加劑之 空白而言，添加具有低百分比的mTA或更高百分比的mTA 之根據本發明之不結塊添加劑至KC1中可造成結塊能量降 低。其中60至80%為mTA之不結塊添加劑比包括超出此範 圍的mTA百分比之不結塊添加劑具有更好的不結塊特性。 最佳結果係以約67%為mTA(並因此33%為（DL)-TA)之添加 劑所獲得。 實例3:比率Fe:mTA對結塊能量之作用 為測試根據本發明之不結塊添加劑之不結塊性能，使用 如上所述之標準化測試測量結塊能量。如所闡述般，結塊 能量越低，抗結塊試劑作用得越好。在各試驗中： •含水量係2.5%， • mTA溶液之pH係在4至4.4之間 •以FeCl3形式添加之Fe(III)之量係固定保持在3 ppm， • 25 μΐ mTA溶液（見上） • mTA:(DL)TA之酒石酸（ΤΑ)之異構體比率係67:33。 152549.doc 14 201136838 •在此等測試中Fe:mTA之間的比率係不同的。 將該結果與未添加抗結塊試劑之KC1鹽相比較。 實例3 内消旋：DL比率 Fe ' mTA 結塊能量(N.mm) 無添加劑 - - 338 a 67:33 1 :0.5 148 b 67:33 1:1 83 c 67:33 1 : 1.5 145 d 67:33 1:3 238 表3 : mTA與Fe之間的比率對相對結塊能量之作用（越低 越好）。 就根據本發明之不結塊試劑而言，測得遠比無不結塊試 劑者低之結塊能量。一般而言，所有比率造皆可使結塊能 量降低，其中Fe對mTA之1 ·· 1比率可獲得最佳結果。 實例4 : TA類型對結塊能量之作用 為測試根據本發明之不結塊添加劑之不結塊性能，使用 如上所述之標準化測試測量結塊能量。如所闡述般，結塊 能量越低，抗結塊試劑作用得越好。在各試驗中： •含水量係2.5%， • mTA溶液之pH係在4至4.4之間 •以FeCl3形式添加之Fe(III)之量係固定保持在3 ppm， •可改變酒石酸（ΤΑ)之異構體比率。各類型的ΤΑ係以其 最純形式進行測試。L-TA Sigma-Aldrich>99°/。，D-TA Fluka>99% 及 DL-TA Jinzhan>99.7%皆係純的。可獲得 之最大 mTA(Sigma-Aldrich>97°/〇)濃度係與 4.1 °/〇 DL-TA結合之95.9%。 • Fe: mTA 比率係 1:1 152549.doc 15 201136838 能 將該等結果與無添加不結塊試劑之Kc】鹽相比較 圖1描述試驗結果，其中測定不同類型 量之作用（越低越好）。 的酒石酸對結塊 此圖可得知：根據本發明之不結塊添加劑(其中TA係 使用_之形式）可獲得最佳結果。就根據本發明之不社 塊試劑而言，測得遠比無添加不結塊試劑者低之結塊 量。-般而言，所有TA類型皆可造成結塊能量降低，其中 以mTA為最佳。 實例5 : mTA之pH對結塊能量之作用 為測試根據本發明之不結塊添加劑之不結塊性能，使用 如上所述之標準化測試測量結塊能b如所閣述般，結塊 能量越低，抗結塊試劑作用得越好。在各試驗中： •含水量係2.5%， • mTA溶液之pH係在1至7之間變化 •以FeCh形式添加之Fe(III)之量係固定保持在3 ppm， • 25 μΐ πιΤΑ溶液（見上） • mTA:(DL)TA之酒石酸（TA)之異構體比率係67:33。 將該結果與無添加不結塊試劑之κα鹽比較。 圖2闡述試驗結果，其中測定經喷灑在κα上之mTA溶液 的pH對結塊能量之作用（越低越好）。 如由圖2可得，在所有測量pH值下可測得較低之結塊能 量。應注意低於約1.5之pH值造成mTA溶液不穩定，從而 減少其實際用途。 實例6 : mTA對乾燥KCI之作用 152549.doc 16 201136838 為測試mTA對KC1的乾燥時間之作用，在饥及傷相 對濕度下以空氣乾燥期間之重量損失測量__段時間後之蒸 發水。 在氣候室中實施相反作用’其中測量—段時間後之水吸 附相S /‘i度每小時增加並測得重量增加。結&係閱述於 圖3(mTA對KC1之乾燥時間之作用）及4(mTA對一段時間後 之水吸附之影響）中。 自圖3可得.包含mTA(3、6及12 ppm Fe)之樣品明顯增 加KC1之乾燥時間。在2至3小時内’該等樣品完全乾燥， 然而無mTA之樣品則需要約24小時才可完全乾燥。在圖3 中，♦代表空白，'' 士 -代表3 ppm mTA，--X-- 6 ppm， …代表12 ppm mTA，及——·一代表第2空白。 圖4中顯示藉由KC1組合物吸附水。在85%的相對濕度 下，KC1開始吸收水。此時，經mTA處理之樣品吸收水不 及空白KC1快速。兩個製程（乾燥及吸附）表明對KC1使用包 括根據本發明mTA之不結塊添加劑可產生較乾燥的產物。 在圖 4 中，—化一代表 3 ppm Fe mTA，-_--·-代表 3 ppm Fe mTA(duplo測量），及--χ--代表空白。 實例7·根據本發明之添加劑之製備 實例7a :經由L-酒石酸製備添加劑 將156.6 kg 50 wt%氫氧化鈉（溶於水中）溶液（如Sigma， 經分析之NaOH濃度為49.6 wt%)與18_4 kg去礦物質水及 106.1 kg L-酒石酸（如 Caviro Distillerie’ Italy)於 200-公升 蒸氣加熱之夾套容器中混合。進行中和以得到包含48·7 152549.doc -17- 201136838 wt〇/。L-酒石酸二鈉鹽、7·5 wt%游離Na〇H&43 7 wt%水之 溶液》將該混合物在大氣壓及全回流下沸騰並總共攪拌24 小時。在此段時間期間，將樣品取出及藉由lH NMR測定 L-酒石酸鹽至内消旋酒石酸鹽之轉化率。結果可見於表4 中。在合成期間，某些内消旋酒石酸鹽進一步反應成D·酒 石酸鹽。 表4 :根據實例7a之一段時間後的相對轉化率 時間 [小時] 2.0 4.0 5.7 7.7 9.8 11.7 13.7 15.8 17.7 19.7 22.8 24.0 内消旋 [總 TA 之 wt%] 22 29 33 45 51 54 61 66 70 73 76 77 D+L [總 ΤΑ 之 wt%] 100 78 71 67 55 49 46 39 34 30 27 24 23 在沸騰大約4_0至4.5小時之後，該混合物變得渾濁及固 體自該溶液中沉澱出。在剩下實驗期間，漿液密度增加。 經由對掌性HPLC測定D-、L-、及内消旋酒石酸之絕對量（所 用管柱：Chirex 3126 (D)-青黴胺（配位體交換）)（參見表5)。 HPLC條件： 保護管柱 ：無 分析管柱 ：Chirex 3126 (D) 50x4.6 mm ID ; dp=5 ㈣ 移動相 ：90%洗提液A、10%洗提液β之混合物。 經過濾及除氣。 152549.doc •18- 201136838 洗提液A PH 洗提液B 分離模式 流速 溫度 注射體積 偵測器 1 mM醋酸銅（II)及0.05 Μ醋酸鋁 4.5(使用醋酸）

異丙醇 等強度 2.0 ml/min 50°C 2 μΐ 在UV之280 nm處 表5 :根據實例73之絕對濃度及一段時間後之相對轉化率 時間 【小時] 4 5.8 7.8 9.811.8 13.8 15.8 17.8 19.8 22.9 24 以鈉鹽形式表述 内消旋 10.6 14.5 17 22.2 24.9 26.7 30.7 33.2 35.2 36.3 32.7 38.9 L iwt%] 34.5 30.4 27.3 20.8 17.5 16 12.3 10.4 9 7.7 5.5 6.4

1.1 2.5 3.8 5 5.1 5.3 5.2 4.8 4.4 4.3 3.4 3.9 HPLC結果證實1H-NMR結果。 内消旋 【總ΤΑ之wt%l 23 31 35 46 52 56 64 69 72 75 79 79 D+L [總 ΤΑ 之 wt0/〇l 77 69 65 54 48 44 36 31 28 25 21 21 適用於喷麗在氣化納組合物上以使其不結塊之不結 理溶液係根據以下程序製備： 將15.241 kg去擴物質水及3.00 kti τ 1 τ υ L-酒石酸添加至 40.126 kg實例7a之反應產物中以得到內坫 π N阕消旋酒石酸含量為 酒石酸總量的66%之澄清溶液《將4Q以 ^ “ 灯g溶於水中之4〇 wt〇/〇 FeCl3·溶液添加至99.98 g之此涡人4 色合物中。使用16.6 g 152549.doc •19· 201136838 溶於水中之50 wt%氫氧化鈉溶液將pH設定在4.35。最終， 添加1163.6 g去礦物質水以獲得所需最終鐵濃度。 此所獲得之不結塊處理溶液係由0.56 wt% Fe(III)、1.55 wt0/。内消旋酒石酸及0.79 wt% DL-酒石酸組成。當以每噸 氣化納組合物0.5公升之量喷灑在氣化鈉組合物上時，3 ppm 鐵及12 ppm酒石酸係存在於所得不結塊氣化鈉組合物中。 實例7b :經由DL-酒石酸製備不結塊添加劑 將15.41 kg 50 wt0/〇氫氧化鈉（溶於水中）溶液（如sigma)與 1.815 kg去礦物質水及10.592 kg外消旋DL-酒石酸（如

Jinzhan，寧海有機化工廠，中國）於3〇_公升蒸氣加熱之夾 套容器中混合。將混合物在回流及大氣壓下沸騰並攪拌總 計190小時。在此段時間期間，將樣品自反應混合物中取 出及藉由1H-NMR測定DL-酒石酸至内消旋酒石酸之轉化率 (參見表6) ^ 表6 :根據實例7 b之一段時間後之相對轉化率。

固體於整個實驗期間係存在的。 經由對掌性HPLC測定内消旋酒石酸及DL_酒石酸之絕對 量。（所用管柱.Chirex 3126 (D)-青黴胺（配位體交換）)（參 152549.doc •20· 201136838 見表7)。 表7:根據實例7b之絕對濃度及一段時間後之相對轉化率

可以看出：兩種原料（實例7a及7b)產生相同最終產物_主 要包含内消旋酒石酸及某些D及L之酒石酸混合物，其d:l 比率隨時間趨近50:50(熱動力平衡）。作為起始材料之^酒 石酸可獲得更快的轉化率。其他製程參數，諸如Na〇H濃 度亦可影響轉化速率。 藉由實例7a中所述之相同方法完成處理。 比較例A :較高NaOH含量及較低酒石酸鈉含量之作用 實例A(i) : L-酒石酸作為起始材料： 將 606.04 g NaOH溶液（包含 50 wt% NaOH及 5〇 wt%水）與 414.40 g水及96.70 g L-酒石酸於1-公升反應器容器中混 合。混合後，則可獲得包括11.2 wt% L-酒石酸二納、22.5 wt% NaOH及66.3 wt%水之混合物。在連續撥拌下，加熱 5亥成合物並保持在大氣沸騰條件及回流下達26小時（τ* 〜110°C )。獲得澄清溶液。在規則時間間隔下自液體中取 出樣品並藉由iH-NMR分析内消旋酒石酸、DL-酒石酸及醋 152549.doc -21 - 201136838 酸鹽含量（D與L-對映異構體無法藉由ih_NMR區別）。 iH-NMR顯示L-酒石酸係轉化成内消旋酒石酸直至獲得 約40 wt%内消旋（以酒石酸之總量計）之值為止（參見表8)。 自此之後’延長沸騰並無法使轉化成内消旋酒石酸鹽之轉化 率增加。然而，副產物醋酸鹽之量隨時間增加至約1 wt〇/〇。 在沸騰約6小時之後’出現少量固體。及IR分析 顯示此固體主要為草酸鈉-酒石酸降解產物。 表8:根據實例A(i)之一段時間後之相對轉化率。 内消旋 DL 沸騰時間(hr) (總 TA 之 wt%) (總 ΤΑ 之 wt%) 0 0 100 1.8 2 98 3.8 31 69 4.8 37 63 5.5 39 61 20.2 40 60 26.1 40 60 實例A(ii):内消旋酒石酸鹽與DL-酒石酸鹽之混合物作為 起始材料： 製備1，470 g包含11.4 wt%酒石酸二鈉（其中78 wt%為内 消旋酒石酸鹽及22 wt%為DL-酒石酸鹽）、21.8 wt% NaOH 及66.8 wt%水之混合物。基於實際原因，此混合物係自 NaOH溶液、水及根據實例7 a)中之程序所製得之反應混合 物製成。此意指該起始混合物除了酒石酸二納之内消旋： DL·比率之外完全類似於實例a⑴之起始混合物。在連續攪 拌下，加熱該混合物並保持在大氣沸騰條件及回流下達26 小時（T* »〜11 〇 c )。獲得澄清溶液。在規則時間間隔下自 液體取出樣品並藉由W-NMR分析内消旋酒石酸、DL-酒石 152549.doc -22· 201136838 酸及醋酸鹽含量（D與L_對映異構體無法藉*NMR區分）。 W-NMR分析顯示内消旋酒石酸係轉化成DL_酒石酸直至 獲得約40 wt%内消旋酒石酸（以酒石酸之總量計）之值為止 (參見表9)。在沸騰大約22小時之後達到平衡。然而，副產 物醋酸鹽之量隨時間增加至約1 wt0/0。 在沸騰約6小時之後，出現少量固體。1H-NMR及IR分析 顯示此固體主要為草酸鈉-酒石酸降解產物。 表9 :根據實例A(ii)之一段時間後之相對轉化率。 沸騰時間(hr) 内消旋 (總 TA 之 wt%) 0.0 77 3.0 70 4.1 52 5.1 43 6.1 42 7.1 42 22.0 40 26.0 40

DL (總 TA 之 wt%) 23 30 48 57 58 58 60 60 為進一步闡述，兩個試驗 A(i)及A(ii)之一段時間後之 .進程係顯示於圖5中（比較例 對轉化率）。實例A(i)之結果 係以實線顯示（其中一◊一代表内消旋酒石酸之量，及_— 代表D-及L-酒石酸之組合量）^實例Α(ϋ)之結果係以虛線 表示（其中· - ◊--代表内消旋酒石酸之量，及_ _代表 D-及L-酒石酸之組合量）。 發現在約6小時之後以約40 wt%内消旋酒石酸及60 wt% D-及L-酒石酸達到平衡。 比較例B:較低酒石酸鈉含量之作用 實例B(i) : L-酒石酸作為起始材料： 152549.doc •23· 201136838 在類似於貫例A(i)之s式驗中’ 1，61 6 g NaOH溶液（包含50 wt% NaOH及 5 0 wt%水）係與 2,964.5 g水及 759.5 g L-酒石酸 混合。混合後，中和酸，從而產生包含丨8.4 wt% L-酒石酸 二鈉、7.5 wt% NaOH及74.1 wt°/。水之混合物。在連續搜拌 下’加熱該混合物並保持在大氣沸騰條件及回流下達46小 時（T* »〜11 0°C )。獲得澄清溶液。在規則時間間隔下自液 體取出樣品及藉由1H-NMR分析内消旋酒石酸、DL-酒石酸 及醋酸鹽含量（D及L-對映異構體無法藉由NMR區分）。 h-NMR分析顯示L-酒石酸係轉化成内消旋酒石酸直至 獲得約3 5 wt%内消旋（以酒石酸之總量計）之值為止（參見表 1 〇)。在沸騰約25小時之後，不再觀察到轉化至内消旋酒 石酸之轉化率增加。副產物醋酸鹽之量隨時間增加至約 0.2 wt%。 表10 :根據資例B⑴之一段時間後之相對轉化率。 沸騰時間(hr) 内消旋 (總 TA 之 wt%) 0.0 〇 1.1 6 3.1 \j 13 5.1 19 6.8 23 21.5 33 25.5 33 30.8 33 45.9 35

DL (總 TA 之 wt0/〇) 100 94 86 81 77 67 67 67 65 實例B(U):内消旋酒石酸鹽與DL-酒石酸鹽之混合物作為 起始材料： 製備6.30 kg包含18.6 wt%酒石酸二鈉（其中78%係内消旋 152549.doc • 24· 201136838 酒石酸鹽及22%係DL-酒石酸鹽）、7 6 wt% NaOH及73.7 wt%水之混合物。基於實際原因，此混合物係自Na〇H溶 液（50% NaOH溶於50%水中）、水及根據實例7a之程序所製 知之反應混合物製成。起始混合物除了酒石酸中内消旋/DL 異構體之比率外係完全類似於實例B⑴之起始混合物β在 連續攪拌下，加熱該混合物並保持在大氣沸騰條件及回流 下達53小時（Τ;* 11 〇。〇)。獲得澄清溶液^在規則時間間 隔下自液體取出樣品及藉由》H-NMR分析内消旋酒石酸、 DL-酒石酸及醋酸鹽含量（D與l-對映異構體無法藉由nmr 區分）。 W-NMR分析顯示内消旋酒石酸係轉化成DL_酒石酸直至 獲得約34 wt%内消旋酒石酸（以酒石酸之總量計）之值為止 (參見表11)。在大約3 1小時之後達到平衡。然而，副產物 醋酸鹽之量隨時間在46小時之後增加至約0.4 wt0/。。 表11 :根據實例B(ii)之一段時間後之相對轉化率。 沸騰時間(hr) 内消旋(總ΤΑ之wt%) DL(總 ΤΑ 之 wt%) 0.0 78 22 1.5 73 27 3.0 70 30 4.5 65 35 6.8 60 40 22.6 38 62 26.3 36 64 28.3 35 65 31.6 34 66 46.7 32 68 52.5 34 66 來自實例B(i)及B(ii)之試驗係顯示於圖6中以進一步闞述 之（比較例B(i)及B(ii)之一段時間後之相對轉化率）。在此 152549.doc • 25- 201136838 較低NaOH含量下，平衡係在約34 wt°/。内消旋酒石酸及66 wt% DL-酒石酸（佔酒石酸總量）時；副產物醋酸鹽之形成 遠低於實例A。該反應較慢。 【圖式簡單說明】 圖1顯示測定不同類型的酒石酸對結塊能量之作用之試 驗結果（越低越好）； 圖2顯示測定喷灑在KC1上之mTA溶液的pH對結塊能量 之作用之試驗結果（越低越好）； 圖3顯示mTA對KC1之乾燥時間之作用； 圖4顯示mTA對一段時間後之水吸附之作用； 圖5顯示比較例A⑴及A(ii))之一段時間後之相對轉化 率；及 圖6顯示比較例B(i)及B(ii)之一段時間後之相對轉化率。 152549.doc -26-

Claims (1)

1. 201136838 七、申請專利範圍： 1. 一種包括酒石酸之鐵錯合物之氣化鉀組合物，其特徵為 至少5%的該酒石酸係内消旋酒石酸。 2. 如請求項1之氣化鉀組合物，其中55至90重量％之間的該 酒石酸係内消旋酒石酸。 3. 如請求項1或2之氯化鉀組合物，其中6〇至8〇重量。/。之間 的該酒石酸係内消旋酒石酸。 4. 如請求項1之氣化鉀組合物，其中該鐵與該酒石酸之間 的莫耳比率係在0· 1至2之間。 5 _如請求項4之氯化鉀組合物，其中該酒石酸之鐵錯合物 係以鐵計1 ppm至500 ppm之間的濃度存在於該氣化鉀組 合物中。 6. 一種製備如請求項1之氯化鉀組合物之方法，其包括將 包含酒石酸之鐵錯合物（其中至少5重量％的該酒石酸係 内消旋酒石酸，並具有1至8之間，較佳為3至6之間，及 最佳為4至4.5之間的pH)之水性處理溶液噴灑在該氣化鉀 組合物上之步驟。 7_如請求項6之製備氯化鉀組合物之方法，其中55至9〇%之 間的該酒石酸係内消旋酒石酸。 8.如s青求項ό或7之製備氣化錦組合物之方法，其中今包括 酒石酸之鐵錯合物之水性處理溶液係根據以下步驟獲 得： (1)製備包括35至65重量％之間的l-酒石酸之二驗金屬 鹽；D-酒石酸之二鹼金屬鹽；石酸、&酒石酸 152549.doc -1. 201136838 及視需要之内消旋酒石酸之二鹼金屬鹽之混合物； 及2至1 5重量％的驗金屬或驗金屬氫氧化物之水性混 合物； (ii) 使該水性混合物攪拌及加熱至1 〇〇<t至其沸點之間的 溫度，直到至少5重量％的酒石酸及較佳為55至9〇重 量％之間的酒石酸已轉化成内消旋酒石酸為止； (iii) 冷卻及視需要添加水； (iv) 視需要將pH調節至pH 5至9之間； (v) 使其與鐵（II)鹽及/或鐵（ΠΙ)鹽攪拌混合；及 (vi) 若pH超出3至6之間的範圍，則將ρΗ調節至ρΗ 3至6 之間。 9. 10. 11. 12. 13. 如請求項ό之製備氣化鉀組合物之方法，其中pH係藉由 添加選自由HC1、甲酸、草酸、硫酸或其任意組合物組 成之群之酸來調節。 如請求項6之製備氣化鉀組合物之方法，其中該酒石酸 鹽中之該鹼金屬係鈉或鉀，及其中該鹼金屬氫氧化物係 氫氧化納或氫氧化鉀。 如請求項6之製備氣化鉀組合物之方法，其中該鐵源係 鐵（II)源，較佳為 FeCl3 或 FeCl(S04)。 如請求項6之製備氣化鉀組合物之方法，其中該水性處 理溶液包括0.5至25重量％之間的酒石酸，其中至少5重 量％及較佳其中55至90重量％係内消旋酒石酸。 如請求項6之製備氣化鉀組合物之方法’其中該鐵與該 酒石酸之間的莫耳比率係〇.1至2之間，較佳為〇5至1 $之 152549.doc 201136838 間，最佳為0.8至1.2之間。 14. 如請求項6之製備氣化鉀組合物之方法，其中該水溶液 係以能獲得該不結塊氯化鈉組合物中濃度為i至5〇〇 ppm 之間，較佳為1·5至200 ppm之間的鐵之量喷灑在該氯化 鈉組合物上。 15. 種如咐求項1或2之不結塊氣化钟組合物之用途，其係 用於肥料中、作為用於製造氫氧化卸及卸金屬之化學原 料用於语藥中、作為道路用鹽及用於食品及飼料應用 中作為NaCl之低鈉替代物。 152549.doc