×
20.04.2015
216.013.42b3

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИМИНОДИУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения иминодиуксусной кислоты, которая может найти применение в качестве комплексонного фрагмента при создании на ее основе полифункциональных лигандов, являющихся металлоиндикаторами. Согласно предлагаемому способу осуществляют взаимодействие водного раствора монохлоруксусной кислоты с глицином в присутствии гидроксида кальция при повышенной температуре и перемешивании. Затем реакционную массу подкисляют концентрированной соляной кислотой, обрабатывают и выделяют целевую иминодиуксусную кислоту. Способ характеризуется тем, что первоначально к исходному водному раствору монохлоруксусной кислоты добавляют стехиометрическое количество гидроксида кальция. Затем в реакционную массу порционно вводят водный раствор глицина, предварительно нагретый до 73-75°C и взятый в количестве, эквимолярном по отношению к монохлоруксусной кислоте, который добавляют вместе с порциями гидроксида кальция до установления pH 9-11 и при поддержании температуры реакционной массы в интервале 65-70°C. После перемешивания при тех же режимах реакционную массу обрабатывают стехиометрическим количеством концентрированной соляной кислоты при температуре 85-90°C до установления pH 1,8-2,0, охлаждают ее до 5-10°C и фильтрацией выделяют целевой продукт. Способ позволяет упростить процесс получения иминодиуксусной кислоты, выходы составляют 61-63%. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам получения аминокарбоновых кислот, в частности иминодиуксусной кислоты (ИДА), которая может быть применена как комплексонный фрагмент для создания на ее основе полифункциональных лигандов, являющихся широко известными металлоиндикаторами.

Иминодиуксусная кислота (ИДА), имеющая следующую структуру:

относится к классу аминокарбоновых кислот.

Существует ряд методов ее получения. Один из этих методов основан на процессе цианметилирования аммиака с использованием цианистой кислоты и ее солей (Franzen Н. «Über die Einwirkung von Formaldehyd auf Cyankalium». J. Prakt. Chem. 1912, Vol.86, P.133-144; USA 3886198, C07C 227/04, 1975; JP 7619718, C07C 227/04 1976; KR 1246278, CO7C 227/04, 2013).

Однако данный метод имеет ограниченную возможность реализации в производственных условиях из-за высокой токсичности исходного сырья (синильная кислота, ее соли).

В качестве альтернативы методу цианметилирования для получения ИДА можно рассматривать метод, основанный на деструкции третичных аминов. Так, для синтеза ИДА используются термическая и электрохимическая деструкция нитрилотриуксусной кислоты (Kozak W., Debowski Z. Otrzymywamu Kwasu iminodwuoctowego na drodse rozczepienia kwasu nitrilotrojoctowego. Zeszyty naukowe politechniki slaskiej. 1963, Vol.10, No.85, P.47-55; SU 598884, C07C 227/04, 1978), а также химическая деструкция гидразин-N,N-диуксусной кислоты (Ластовский Р.П., Темкина В.Я., Фадеева И.П. «Иминодиуксусная кислота». Методы получения химических реактивов и препаратов: Тр. ИРЕА. М., 1962, №6, с.59-65).

Основными недостатками метода деструкции является необходимость первоначального получения аминоуксусных кислот в ряду третичных аминов, а затем последующая их деструкция, что приводит к непроизводительным расходам сырья и энергоресурсов. Кроме того, подобные методы отличаются многостадийностью и длительностью процессов, что делает их нетехнологичными и экономически невыгодными.

Наиболее близким по своей технической сути к предлагаемому способу является известный способ получения иминодиуксусной кислоты, осуществляемый взаимодействием монохлоруксусной кислоты с глицином в присутствии гидроксида кальция (RO 81751, С07С, 1983). Данным способом получается иминодиуксусная кислота в виде гидрохлорида. Как сказано в описании данного способа, выбранного в качестве прототипа, свободная иминодиуксусная кислота может быть получена подщелачиванием ее гидрохлорида, синтезируемого в предлагаемых условиях. Известный способ является двухстадийным. На первой стадии к водной суспензии гидроксида кальция добавляют по каплям при комнатной температуре в течение 2 часов водный раствор монохлоруксусной кислоты и затем медленно загружают глицин. После этого реакционную массу размешивают в течение 10 часов при 40°C, затем добавляют гидроксид натрия для достижения значения рН≥10 и размешивают еще в течение 10 часов. На второй стадии через полученную реакционную массу при температуре 80°C в течение 1,5 часов барботируют газообразный хлористый водород или приливают концентрированную соляную кислоту в количестве, значительно превышающем стехиометрическое. Полученную реакционную массу охлаждают до температуры 20°C, выдерживают при этой температуре 2 часа и затем отфильтровывают выпавший осадок гидрохорида иминодиуксусной кислоты, промывают его на фильтре концентрированной соляной кислотой и сушат. Получают гидрохорид иминодиуксусной кислоты (ИДА·HCl) с выходом 70%, т.пл. 233°C (с разлож.). В способе оговорено, что свободная иминодиуксусная кислота может быть получена подщелачиванием ее гидрохорида.

Одним из основных недостатков рассмотренного способа-прототипа является трудоемкость его осуществления, связанная, прежде всего, со значительной продолжительностью (около 25 часов) и в связи с этим высокой энергоемкостью процесса. К числу недостатков следует также отнести непроизводительный расход соляной кислоты и щелочи. Дополнительно следует отметить, что рассмотренным способом получают иминодиуксусную кислоту в виде ее гидрохлорида, а не выделяют ее как таковую. Сложность же выделения кислоты подщелачиванием ее гидрохлорида, как предлагается в способе-прототипе, объясняется тем, что процесс подщелачивания необходимо осуществлять при строго определенном значении рН 1,8-2,0, соответствующем изоэлектрической точке иминодиуксусной кислоты. В противном случае не удается достичь высокого выхода целевого продукта. Это объясняется тем, что при более низком значении рН (ниже изоэлектрической точки) не происходит полного перевода гидрохлорида в кислоту, а при более высоком значении рН часть иминодиуксусной кислоты нейтрализуется с образованием щелочной соли иминодиуксусной кислоты. При этом оба побочных продукта (гидрохлорид иминодиуксусной кислоты и натриевая соль иминодиуксусной кислоты) хорошо растворимы в воде, что снижает чистоту и выход получаемого продукта. Кроме того, для повышения чистоты получаемой иминодиуксусной кислоты необходимо ввести дополнительную стадию ее отмывки от неорганического хлорида, образовавшегося при подщелачивании, что дополнительно приводит к снижению выхода целевого продукта.

В качестве недостатков прототипа следует также отдельно отметить, что доказательства чистоты и индивидуальности полученного гидрохлорида ИДА в способе-прототипе отсутствуют. Как показывает дополнительное воспроизведение известного способа, получаемая данным способом иминодиуксусная кислота может содержать хлористый кальций, хлористый натрий, гидрохлорид глицина, монохлоруксусную кислоту и/или продукт ее гидролиза.

С целью создания технологичного, экономически и энергетически перспективного процесса предлагается новый способ получения иминодиуксусной кислоты, включающий взаимодействие монохлоруксусной кислоты с глицином в присутствии гидроксида кальция, для чего к исходному водному раствору монохлоруксусной кислоты добавляют стехиометрическое количество гидроксида кальция, а затем в реакционную массу порционно вводят водный раствор глицина, предварительно нагретый до 73-75°C и взятый в количестве, эквимолярном по отношению к монохлоруксусной кислоте, который добавляют вместе с порциями гидроксида кальция до установления рН 9-11 и при поддержании температуры реакционной массы в интервале 65-70°C, а затем после перемешивания при тех же режимах реакционную массу обрабатывают стехиометрическим количеством концентрированной соляной кислоты при температуре 85-90°C до установления рН 1,8-2,0, охлаждают ее до 5-10°C и фильтрацией выделяют целевой продукт. Отфильтрованный целевой продукт промывают метанолом.

В основе предлагаемого способа, как и способа-прототипа, лежит реакция взаимодействия глицина и монохлоруксусной кислоты, которая в предлагаемом способе протекает с непосредственным выделением иминодиуксусной кислоты. В способе-прототипе, в отличие от предлагаемого способа, в качестве целевого продукта выделяют гидрохлорид иминодиуксусной кислоты, а сама иминодиуксусная кислота, как сказано в описании данного изобретения, может быть получена из ее гидрохлорида только после дополнительного его подщелачивания.

Для иллюстрации этого различия ниже приводится схема реакций, протекающих в процессе осуществления предлагаемого способа и способа-прототипа:

В предлагаемом новом способе, как и в способе-прототипе, получение ИДА проводят через стадию образования ее кальциевого комплекса с последующим разрушением комплекса соляной кислотой и выделением собственно ИДА. С этой целью к водному раствору монохлоруксусной кислоты (МХА) добавляют стехиометрическое количество гидроксида кальция до получения Ca-соли монохлоруксусной кислоты. На процесс взаимодействия Ca-соли монохлоруксусной кислоты и глицина влияют такие факторы, как температурные условия процесса, значения рН и выбранная техника введения глицина и гидроксида кальция. Необходимым условием осуществления процесса является порционное добавление к водной суспензии кальциевой соли монохлоруксусной кислоты водного раствора глицина, предварительно нагретого до 73-75°C, и гидроксида кальция. Именно такие условия осуществления взаимодействия реагентов обеспечивают эффективность процесса. Введение гидроксида кальция проводят до установления в каждый момент взаимодействия рН 9-11 при поддержании температуры в интервале 65-70°C, что достигается введением реагентов с определенной скоростью за счет порционного введения. Каждая последующая порция глицина вводится в реакцию при предварительном достижении значения рН реакционной массы 9-11 добавлением в нее гидроксида кальция. В противном случае глицин (не при порционом введении с добавлением гидроксида кальция) играет роль щелочного агента, связывающего выделяющийся в ходе реакции хлористый водород, что существенно тормозит основную реакцию его взаимодействия с монохлоруксусной кислотой. По окончании загрузки реагентов реакционную массу размешивают при этой же температуре, а затем уже при температуре 85-90°C ее подкисляют концентрированной соляной кислотой, взятой в стехиометрическом количестве по отношении к глицину, которое, согласно реакции, рассчитывается, исходя из мольного соотношения глицина к соляной кислоте (в пересчете на хлористый водород), равном 2:4. После этого реакционную массу охлаждают до температуры (5-10)°C, отфильтровывают выпавший осадок иминодиуксусной кислоты и промывают его на фильтре метанолом от хлорида кальция. Получают иминодиуксусную кислоту с выходом 61-63%.

Для идентификации получаемого продукта использован метод потенциометрического титрования, данные элементного анализа и температура плавления.

Полученная предлагаемым способом иминодиуксусная кислота имеет т.пл. 243°C (с разложением), что соответствует данным, приведенным в Каталоге-справочнике химических реактивов. Aldrich 2007-2008.

Для иминодиуксусной кислоты найдено, %: C 36.07; H 5.52; N 10.55, C4H7NO4. Вычислено, %: C 36.09; H 5.30; N 10.52; O 48.08.

По кривым потенциометрического титрования иминодиуксусной кислоты щелочью вычислены константы кислотной диссоциации: pk1=2,51, pk2=9,14 (pk1=2,54, pk2=9,12). Дятлова Н.М., Темкина В.Я., Колпакова И.Д. Комплексоны. М.: Химия, 1970, 370 с.

Ниже изобретение иллюстрируется примерами, которые никак не ограничивают возможность осуществления данного способа в пределах заявляемого объема притязаний.

Пример 1

К раствору 18,9 г (0,2 моль) монохлоруксусной кислоты в 10 см3 воды добавляют 7,4 г (0,1 моль) гидроксида кальция, а затем прибавляют порциями при перемешивании нагретый до 75°C раствор 15 г (0,2 моль) глицина в 15 см3 воды и 14,8 г (0,2 моль гидроксида кальция с такой скоростью, чтобы значение рН реакционной массы поддерживалось в пределах 9-11, а температура 65°C. По окончании загрузки реагентов реакционную массу размешивают при этой же температуре, подкисляют концентрированной соляной кислотой в количестве 33 см3 (0,4 моль) при температуре 90°C, охлаждают до температуры 5°C. Выпавший белый кристаллический осадок отфильтровывают и промывают на фильтре метанолом от CaCl2. Получают иминодиуксусную кислоту с выходом 61%.

Пример 2

К раствору 18,9 г (0,2 моль) монохлоруксусной кислоты в 10 см3 воды добавляют 7,4 г (0,1 моль) гидроксида кальция, к полученной кальциевой соли МХА прибавляют порциями при перемешивании нагретый до 73°C раствор 15 г (0,2 моль) глицина в 15 см3 воды и 14,8 г (0,2 моль) гидроксида кальция) с такой скоростью, чтобы значение рН реакционной массы поддерживалось в пределах 9-11, а температура 70°C. По окончании загрузки реагентов реакционную массу размешивают при этой же температуре, подкисляют концентрированной соляной кислотой в количестве 33 см3 (0,4 моль) при температуре 85°C, охлаждают до температуры 10°C. Выпавший белый кристаллический осадок отфильтровывают и промывают на фильтре метанолом от CaCl2. Получают иминодиуксусную кислоту с выходом 63%.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ прост в осуществлении и технологически приемлем, энергетически и экономически выгоден. Конечный продукт - иминодиуксусная кислота - получается с выходом 61-63%.

Технологичность процесса подтверждается тем, что заявляемый способ является значительно менее продолжительным (около 5 часов) и, как следствие, менее энергоемким и более экономичным, чем известный способ-прототип. Кроме того, способ экологически более приемлем, поскольку исключается расход щелочи и практически в 2 раза сокращается расход соляной кислоты. Получаемая данным способом иминодиуксусная кислота характеризуется высоким качеством, подтвержденным физико-химическими исследованиями, что позволяет использовать ее в качестве узлового соединения для синтеза полифункциональных лигандов, в том числе металл-индикаторов и хелоновых смол.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 44 items.
25.08.2017
№217.015.9a98

Коллоидный раствор наносеребра в этиленгликоле и способ его получения

Предлагаемое изобретение относится к получению коллоидного раствора наносеребра в этиленгликоле. Коллоидный раствор содержит этиленгликоль и наночастицы серебра в концентрации от 1 до 100 мг/л. Доля наночастиц серебра размером от 5 до 8 нм составляет от 3 до 5%, от 30 до 50 нм - от 28 до 30%,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610197
Дата охранного документа: 08.02.2017
25.08.2017
№217.015.9c5e

Способ получения наночастиц магнетита (варианты)

Изобретение может быть использовано в медицине, фотонике, электронике. Получение наночастиц магнетита FeO осуществляют методом высокотемпературного восстановительного гидролиза соединений железа (III) среде этиленгликоля в присутствии осадителя и стабилизатора. В качестве осадителя используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610506
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.9d1a

Способ получения пропиточной композиции на основе модифицированного битума, применяемой для поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий

Изобретение относится к дорожному строительству и касается способа получения составов на основе полимербитумных вяжущих, которые могут быть применены для защиты дорожных асфальтобетонных покрытий от негативных воздействий. Способ осуществляют путем образования битумно-нефтеполимерной смеси и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610510
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.af92

Способ получения этилендиамин-n,n,n',n'-тетрапропионовой кислоты

Изобретение относится к способу получения этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты, используемой в качестве комплексообразующего агента в аналитической химии, биологии и медицине. Согласно предлагаемому способу осуществляют карбоксиалкилирование этилендиамина при повышенной температуре и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611011
Дата охранного документа: 17.02.2017
25.08.2017
№217.015.b2f2

Способ получения легированного алюмоиттриевого граната

Изобретение относится к технологии получения соединений, относящихся к группе сложных оксидов со структурой граната, легированных щелочными и щелочноземельными элементами и элементами 3d группы, которые могут быть применены для изготовления различных люминесцентных материалов в оптоэлектронике,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613994
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b2f3

Способ получения легированного алюмоиттриевого граната

Изобретение относится к технологии получения соединений, относящихся к группе сложных оксидов со структурой граната, легированных щелочными и щелочноземельными элементами и элементами 3d группы, которые могут быть применены для изготовления различных люминесцентных материалов в оптоэлектронике,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613994
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.c272

Способ выделения битумного вяжущего из растворов и эмульсий

Изобретение относится к области аналитической химии, нефтехимии, химии лаков и красок и предназначено для выделения вяжущего компонента из растворов битумных композиций, битумных эмульсий, битумных лаков, а также любых других смесей, содержащих в качестве вяжущего битумную составляющую и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617766
Дата охранного документа: 26.04.2017
25.08.2017
№217.015.c52d

Коллоидный раствор наносеребра в метилцеллозольве и способ его получения

Изобретение относится к коллоидному раствору наносеребра в органическом растворителе - метилцеллозольве и способу его получения. Предложенный коллоидный раствор содержит метилцеллозольв и наночастицы серебра и имеет концентрацию наночастиц серебра от 0,29 до 0,30 мас.%, при следующем долевом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618303
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.ca30

Рентгеноконтрастный маркер для диагностики хронических запоров и капсула с рентгеноконтрастными маркерами

Изобретение относится к области медицины и касается капсулы и рентгеноконтрастного маркера для диагностики запоров. Сущность изобретения заключается в том, что маркер изготовлен на основе сульфата бария и связующего, в качестве которого использована композиция на основе силиконового каучука,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620162
Дата охранного документа: 23.05.2017
25.08.2017
№217.015.ca47

Способ изготовления катетера шунтирующей системы с антимикробными свойствами для лечения гидроцефалии

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для изготовления катетера шунтирующей системы для лечения гидроцефалии. Для этого в материал стенки катетера включают рифампицин. Предварительно смешивают силиконовую композицию с рифампицином до содержания рифампицина в смеси от 1 до 3...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620161
Дата охранного документа: 23.05.2017
Showing 21-30 of 42 items.
25.08.2017
№217.015.9a98

Коллоидный раствор наносеребра в этиленгликоле и способ его получения

Предлагаемое изобретение относится к получению коллоидного раствора наносеребра в этиленгликоле. Коллоидный раствор содержит этиленгликоль и наночастицы серебра в концентрации от 1 до 100 мг/л. Доля наночастиц серебра размером от 5 до 8 нм составляет от 3 до 5%, от 30 до 50 нм - от 28 до 30%,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610197
Дата охранного документа: 08.02.2017
25.08.2017
№217.015.9c5e

Способ получения наночастиц магнетита (варианты)

Изобретение может быть использовано в медицине, фотонике, электронике. Получение наночастиц магнетита FeO осуществляют методом высокотемпературного восстановительного гидролиза соединений железа (III) среде этиленгликоля в присутствии осадителя и стабилизатора. В качестве осадителя используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610506
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.9d1a

Способ получения пропиточной композиции на основе модифицированного битума, применяемой для поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий

Изобретение относится к дорожному строительству и касается способа получения составов на основе полимербитумных вяжущих, которые могут быть применены для защиты дорожных асфальтобетонных покрытий от негативных воздействий. Способ осуществляют путем образования битумно-нефтеполимерной смеси и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610510
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.af92

Способ получения этилендиамин-n,n,n',n'-тетрапропионовой кислоты

Изобретение относится к способу получения этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты, используемой в качестве комплексообразующего агента в аналитической химии, биологии и медицине. Согласно предлагаемому способу осуществляют карбоксиалкилирование этилендиамина при повышенной температуре и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611011
Дата охранного документа: 17.02.2017
25.08.2017
№217.015.b2f2

Способ получения легированного алюмоиттриевого граната

Изобретение относится к технологии получения соединений, относящихся к группе сложных оксидов со структурой граната, легированных щелочными и щелочноземельными элементами и элементами 3d группы, которые могут быть применены для изготовления различных люминесцентных материалов в оптоэлектронике,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613994
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b2f3

Способ получения легированного алюмоиттриевого граната

Изобретение относится к технологии получения соединений, относящихся к группе сложных оксидов со структурой граната, легированных щелочными и щелочноземельными элементами и элементами 3d группы, которые могут быть применены для изготовления различных люминесцентных материалов в оптоэлектронике,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613994
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.c272

Способ выделения битумного вяжущего из растворов и эмульсий

Изобретение относится к области аналитической химии, нефтехимии, химии лаков и красок и предназначено для выделения вяжущего компонента из растворов битумных композиций, битумных эмульсий, битумных лаков, а также любых других смесей, содержащих в качестве вяжущего битумную составляющую и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617766
Дата охранного документа: 26.04.2017
25.08.2017
№217.015.c52d

Коллоидный раствор наносеребра в метилцеллозольве и способ его получения

Изобретение относится к коллоидному раствору наносеребра в органическом растворителе - метилцеллозольве и способу его получения. Предложенный коллоидный раствор содержит метилцеллозольв и наночастицы серебра и имеет концентрацию наночастиц серебра от 0,29 до 0,30 мас.%, при следующем долевом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618303
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.ca30

Рентгеноконтрастный маркер для диагностики хронических запоров и капсула с рентгеноконтрастными маркерами

Изобретение относится к области медицины и касается капсулы и рентгеноконтрастного маркера для диагностики запоров. Сущность изобретения заключается в том, что маркер изготовлен на основе сульфата бария и связующего, в качестве которого использована композиция на основе силиконового каучука,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620162
Дата охранного документа: 23.05.2017
25.08.2017
№217.015.ca47

Способ изготовления катетера шунтирующей системы с антимикробными свойствами для лечения гидроцефалии

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для изготовления катетера шунтирующей системы для лечения гидроцефалии. Для этого в материал стенки катетера включают рифампицин. Предварительно смешивают силиконовую композицию с рифампицином до содержания рифампицина в смеси от 1 до 3...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620161
Дата охранного документа: 23.05.2017
+ добавить свой РИД