×
25.08.2017
217.015.af92

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕНДИАМИН-N,N,N',N'-ТЕТРАПРОПИОНОВОЙ КИСЛОТЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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 выделение целевого продукта. При этом в качестве карбоксиалкилирующего агента используют акриловую кислоту, к предварительно нагретому до 40-45°C водному раствору которой при перемешивании добавляют этилендиамин. Количество этилендиамина соответствует его мольному соотношению к акриловой кислоте, равному 1:4,0-4,4. Затем реакционную массу перемешивают при температуре 60-65°C, охлаждают и фильтрацией выделяют целевой продукт. Предлагаемый способ позволяет получать этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовую кислоту в одну стадию с хорошим выходом и высокой чистотой. 3 з.п. ф-лы, 4 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам получения этилендиаминтетракарбоновых кислот, в частности этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты (ЭДТП), используемой в качестве комплексообразующего агента в аналитической химии, биологии, медицине и других областях.

Известен способ получения этилендиаминтетрапропионовой кислоты из этилендиаминтетрапропионитрила, предварительно полученного из этилендиамина и акрилонитрила и выделенного из реакционной массы вакуум-дистилляцией (A.E. Martell, S. Chaberek. The preparation and properties of some N,N'-Disubstituted-ethylenediaminedipropionic acids. J. Amer. Chem. Soc. V. 72, p. 5357-5360, 1950). Согласно данной публикации предварительно полученный этилендиаминтетрапропионитрил добавляют к смеси дистиллированной воды и 12 н. соляной кислоты, после чего реакционную смесь кипятят с обратным холодильником в течение 6 часов, выдерживают в течение 15-20 часов и затем отгоняют под вакуумом растворитель, а остаток подщелачивают водным раствором гидроксида натрия и удаляют отгонкой паром образовавшийся аммиак. Полученный раствор подкисляют до pH 2 и выдерживают на холоде до выделения этилендиаминтетрапропионовой кислоты, которую четырежды очищают перекристаллизацией из горячей дистиллированной воды. Основные недостатки данного способа - многостадийность, высокая энергоемкость и отсутствие экологической безопасности, связанной с использованием токсичных нитрилов.

Кроме того, позднее было установлено, что при подкислении до pH 2 водного раствора тетранатриевой соли этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты, полученной щелочным гидролизом этилендиаминтетрапропионитрила, этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовая кислота выделяется в виде дигидрохлорида (RU 2308448, С07С 227/04, 2007). В приведенном способе (RU 2308448, С07С 227/04, 2007), лишенном вышеперечисленных недостатков и выбранном в качестве прототипа предлагаемому способу, получение этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты осуществляют реакцией взаимодействия этилендиамина с натриевой солью β-хлорпропионовой кислоты, предварительно полученной нейтрализацией β-хлорпропионовой кислоты водным раствором гидроксида натрия. Основную реакцию в данном способе осуществляют при температуре не выше 85°C и при pH реакционной массы на уровне 9-11, для чего в реакционную массу вводят водный раствор гидроксида натрия, после чего ее охлаждают, обессоливают, подкисляют охлажденный фильтрат соляной кислотой до pH 1,5-2,0. Затем отфильтровывают выделившийся осадок дигидрохлорида этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты, обрабатывают триэтиламином до pH 4,0-4,5 и выделяют этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовую кислоту. Подкисление маточника после фильтрации хлористого натрия проводят при температуре 10-15°C. Обработку дигидрохлорида этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты триэтиламином осуществляют при 5-10°C. Конечный продукт очищают промывкой дистиллированной водой. Выход этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты данным известным способом составляет порядка 50%, что значительно превышает выход кислоты (12%), получаемой аналогичным способом (A.E. Martell, S. Chaberek. The preparation and properties of some N,N'-Disubstituted-ethylenediaminedipropionic acids. J. Amer. Chem. Soc. V. 72, p. 5357-5360, 1950). Однако несмотря на достаточно высокий выход данный известный способ не является оптимальным, поскольку предполагает использование непрофильных вспомогательных реагентов для осуществления химического взаимодействия этилендиамина с β-хлорпропионовой кислотой. При этом процесс ведут в присутствии щелочи при взаимодействии этилендиамина с β-хлорпропионовой кислотой, а затем в присутствии соляной кислоты для подкисления щелочного раствора и переводом дигидрохлорида ЭДТП, образующегося при нейтрализации щелочного раствора в ЭДТП обработкой его триэтиламином, в результате чего при реализации этого метода сохраняется многостадийность и расход непрофильного достаточно токсичного сырья, что отражается на экономических показателях процесса.

С целью создания технологичного, экологически и экономически приемлемого процесса получения этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты предлагается способ, осуществляемый карбоксиалкилированием этилендиамина с использованием в качестве карбоксиалкилирующего агента акриловой кислоты, к водному раствору которой, предварительно нагретому до температуры 40-45°C, при перемешивании добавляют этилендиамин в количестве, соответствующем мольному соотношению этилендиамина к акриловой кислоте, равному 1:4,0-4,4, после чего реакционную массу перемешивают при температуре 60-65°C, охлаждают и фильтрацией выделяют целевой продукт.

Оптимальное мольное соотношение этилендиамина к акриловой кислоте составляет 1:4,2-4,3.

Из фильтрата после частичного упаривания, предпочтительно на 2/3 объема, и охлаждения фильтрацией дополнительно выделяют целевой продукт.

Полученную этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовую кислоту промывают дистиллированной водой и сушат.

Основным существенным признаком предлагаемого способа является: выбор в качестве исходных реагентов этилендиамина и акриловой кислоты при мольном соотношении, равном 1:4,0-4,4.

В предлагаемом способе, как и в известных способах синтеза производных этилендиамина, содержащих четыре пропионовые группы, в качестве одного из исходных реагентов используется этилендиамин. Отличие предлагаемого метода от описанных ранее состоит в том, что в качестве карбоксиалкилирующего агента используется акриловая кислота.

В предлагаемом способе акриловая кислота может вводиться как в количестве, соответствующем ее стехиометрическому соотношению к этилендиамину (мольное соотношение этилендиамина к акриловой кислоты составляет 1:4,0), так и с небольшим мольным избытком от стехиометрического по отношению к этилендиамину, а именно в количестве, соответствующем мольному соотношению этилендиамина к акриловой кислоте, равному 1:4,0-4,4.

Из приведенных ниже примеров видно, как величина мольного соотношения исходных реагентов влияет на выход получаемого продукта. Максимальный выход достигается при 5-7%-ном мольном избытке акриловой кислоты по отношению к стехиометрическому количеству этилендиамина, что соответствует мольному соотношению этилендиамина к акриловой кислоте, равному 1:4,2-4,3.

Существенно на процесс влияют и температурные режимы на разных стадиях: как на стадии введения этилендиамина (температура 40-45°C), так и при проведении основной реакции (температура 60-65°C).

Предлагаемый способ обладает технологическими и экономическими преимуществами по сравнению со способом-прототипом и другими его известными аналогами: он экономичен, поскольку протекает с достаточно высоким (около 60%) выходом, технологичен, является одностадийным и экологически менее напряженным, поскольку в качестве сырья не используются вспомогательные токсичные и опасные вещества: щелочь, соляная кислота, триэтиламин.

Получаемая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовая кислота (ЭДТП) идентифицирована данными элементного анализа: найдено, % C 48.28, H 6.72, N 7.96 C14H24N2O8; вычислено, %: C 48.27, H 6.94, N 8.04, O 36.74; по температуре плавления: Тпл. 218-222°C (с разложением).

Получаемая данным способом этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовая кислота (ЭДТП) характеризуется высокой чистотой и может быть использована в качестве комплексообразующего агента в аналитической химии, биологии, медицине и других областях.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (мольное соотношение этилендиамин:акриловая кислота 1:4,2)

К 30 мл воды приливают 47,2 г (45,0 мл, 0,656 моль) акриловой кислоты. Смесь нагревают до 45°C. При перемешивании к водному раствору акриловой кислоты добавляют 9,4 г (10,4 мл, 0,156 моль) этилендиамина. Реакционную массу нагревают до 65°C, выдерживают при перемешивании в течение 2 часов, охлаждают и выделяют целевой продукт фильтрацией. Из фильтрата после упаривания на 2/3 объема и охлаждения фильтрацией дополнительно выделяют продукт. Целевой продукт промывают дистиллированной водой и сушат. Выход этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты составляет 62%.

Пример 2 (мольное соотношение этилендиамин:акриловая кислота 1:4,28)

К 30 мл воды приливают 48,1 г (45,8 мл, 0,668 моль) акриловой кислоты. Смесь нагревают до 40°C. При перемешивании к водному раствору акриловой кислоты добавляют 9,4 г (10,4 мл, 0,156 моль) этилендиамина. Реакционную массу нагревают до 60°C, выдерживают при перемешивании в течение 2 часов, охлаждают и выделяют целевой продукт фильтрацией. Из фильтрата после упаривания на 2/3 объема и охлаждения фильтрацией дополнительно выделяют продукт. Целевой продукт промывают дистиллированной водой и сушат. Выход этилендаамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты составляет 63%.

Пример 3 (мольное соотношение этилендиамин:акриловая кислота 1:4,4)

К 30 мл воды приливают 49,4 г (47,0 мл, 0,686 моль) акриловой кислоты. Смесь нагревают до 43°C. При перемешивании к водному раствору акриловой кислоты добавляют 9,4 г (10,4 мл, 0,156 моль) этилендиамина. Реакционную массу нагревают до 62°C, выдерживают при перемешивании в течение 2 часов, охлаждают и выделяют целевой продукт фильтрацией. Из фильтрата после упаривания на 2/3 объема и охлаждения выделяют дополнительно фильтрацией продукт. Целевой продукт промывают дистиллированной водой и сушат. Выход этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты составляет 62%.

Пример 4 (мольное соотношение этилендиамин:акриловая кислота 1:4,0)

К 30 мл воды приливают 45,0 г (47,3 мл, 0,624 моль) акриловой кислоты. Смесь нагревают до 43°C. При перемешивании к водному раствору акриловой кислоты добавляют 9,4 г (10,4 мл, 0,156 моль) этилендиамина. Реакционную массу нагревают до 62°C, выдерживают при перемешивании в течение 2 часов, охлаждают и выделяют целевой продукт фильтрацией. Из фильтрата после упаривания на 2/3 объема и охлаждения фильтрацией дополнительно выделяют продукт. Целевой продукт промывают дистиллированной водой и сушат. Выход этилендиамин-N,N,N',N'-тетрапропионовой кислоты составляет 57%.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 40 items.
27.05.2013
№216.012.4446

Способ получения 1,5-бис(2-гидроксифенокси)-3-оксапентана моногидрата

Изобретение относится к способу получения 1,5-бис(2-гидроксифенокси)-3-оксапентана моногидрата, являющегося промежуточным продуктом при синтезе краун-эфиров, которые обладают комплексообразующими и сольватирующими свойствами и широко применяются в различных областях химии, техники, биологии и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483055
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.08.2013
№216.012.5cf7

Способ получения этилендиамин-n-монопропионовой кислоты

Изобретение относится к способам получения этилендиаминкарбоновых кислот, а именно этилендиамин-N-монопропионовой кислоты, которая может быть использована в качестве узлового соединения для синтеза полифункциональных лигандов, а также комплексообразующего реагента в аналитической химии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489420
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.63f8

Способ очистки нитрата калия

Изобретение относится к способам очистки нитрата калия до получения высокочистого продукта, который может быть применен в современных областях науки и техники (волоконная оптика, оптическое стекловарение, монокристаллы и др.). Очистку водного раствора нитрата калия осуществляют обработкой при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491229
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.02.2014
№216.012.a208

Способ получения асимметричной этилендиамин-n,n-дипропионовой кислоты

Изобретение относится к способу получения асимметричной этилендиамин-N,N-дипропионовой кислоты формулы которая может найти применение в качестве комплексообразующего агента в химии, биологии и медицине. Способ осуществляют через образование промежуточного цинкового комплекса асимметричной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507195
Дата охранного документа: 20.02.2014
10.04.2014
№216.012.b1f3

Цинковый комплекс ассиметричной этилендиамин-n, n-дипропионовой кислоты дихлорид и способ его получения

Изобретение относится к цинковому комплексу асимметричной этилендиамин-N,N-дипропионовой кислоты дихлорида формулы Также предложен способ его получения. Комплекс может быть применен для решения проблем, связанных с необходимостью введения Zn в хелатной форме взамен его минеральных солей, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511271
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.09.2014
№216.012.f995

Способ количественного определения органических примесей в бензокраун-эфирах

Изобретение относится к области аналитической химии и непосредственно касается хроматографического метода определения содержания органических примесей в макроциклических полиэфирах, а именно в бензокраун-эфирах, которые применяются в аналитической химии, биохимии, медицине, фармации. В качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529730
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.10.2014
№216.013.0317

Способ получения чистого карбоната кальция

Изобретение может быть использовано при получении продуктов для оптического стекловарения. Способ получения чистого карбоната кальция включает карбонизацию газообразным диоксидом углерода водной суспензии гидроксида кальция. Диоксид углерода используют с 25-30% мольным избытком по отношению к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532189
Дата охранного документа: 27.10.2014
10.02.2015
№216.013.22ae

Способ получения бензоаза-12-крауна-4

Изобретение относится к способу получения бензоаза-12-крауна-4, осуществляемого конденсацией о-аминофенола с дихлоридом триэтиленгликоля с последующим выделением целевого продукта, отличающемуся тем, что исходный о-аминофенол в среде изопропилового спирта обрабатывают гидроокисью натрия и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540331
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.04.2015
№216.013.42b3

Способ получения иминодиуксусной кислоты

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548573
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.06.2015
№216.013.581a

Способ получения этилендиамин-n,n'-ди-α-пропионовой кислоты

Изобретение относится к способу получения этилендиамин-N,N'-ди-α-пропионовой кислоты формулы HOOC(HC)HCHNCHCHNHCH(CH)COOH. Согласно предлагаемому способу в качестве исходных продуктов используют этилендиамин и α-хлорпропионовую кислоту. Последнюю в виде водного раствора предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554095
Дата охранного документа: 27.06.2015
Showing 1-10 of 38 items.
27.05.2013
№216.012.4446

Способ получения 1,5-бис(2-гидроксифенокси)-3-оксапентана моногидрата

Изобретение относится к способу получения 1,5-бис(2-гидроксифенокси)-3-оксапентана моногидрата, являющегося промежуточным продуктом при синтезе краун-эфиров, которые обладают комплексообразующими и сольватирующими свойствами и широко применяются в различных областях химии, техники, биологии и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483055
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.08.2013
№216.012.5cf7

Способ получения этилендиамин-n-монопропионовой кислоты

Изобретение относится к способам получения этилендиаминкарбоновых кислот, а именно этилендиамин-N-монопропионовой кислоты, которая может быть использована в качестве узлового соединения для синтеза полифункциональных лигандов, а также комплексообразующего реагента в аналитической химии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489420
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.63f8

Способ очистки нитрата калия

Изобретение относится к способам очистки нитрата калия до получения высокочистого продукта, который может быть применен в современных областях науки и техники (волоконная оптика, оптическое стекловарение, монокристаллы и др.). Очистку водного раствора нитрата калия осуществляют обработкой при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491229
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.02.2014
№216.012.a208

Способ получения асимметричной этилендиамин-n,n-дипропионовой кислоты

Изобретение относится к способу получения асимметричной этилендиамин-N,N-дипропионовой кислоты формулы которая может найти применение в качестве комплексообразующего агента в химии, биологии и медицине. Способ осуществляют через образование промежуточного цинкового комплекса асимметричной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507195
Дата охранного документа: 20.02.2014
10.04.2014
№216.012.b1f3

Цинковый комплекс ассиметричной этилендиамин-n, n-дипропионовой кислоты дихлорид и способ его получения

Изобретение относится к цинковому комплексу асимметричной этилендиамин-N,N-дипропионовой кислоты дихлорида формулы Также предложен способ его получения. Комплекс может быть применен для решения проблем, связанных с необходимостью введения Zn в хелатной форме взамен его минеральных солей, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511271
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.09.2014
№216.012.f995

Способ количественного определения органических примесей в бензокраун-эфирах

Изобретение относится к области аналитической химии и непосредственно касается хроматографического метода определения содержания органических примесей в макроциклических полиэфирах, а именно в бензокраун-эфирах, которые применяются в аналитической химии, биохимии, медицине, фармации. В качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529730
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.10.2014
№216.013.0317

Способ получения чистого карбоната кальция

Изобретение может быть использовано при получении продуктов для оптического стекловарения. Способ получения чистого карбоната кальция включает карбонизацию газообразным диоксидом углерода водной суспензии гидроксида кальция. Диоксид углерода используют с 25-30% мольным избытком по отношению к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532189
Дата охранного документа: 27.10.2014
10.02.2015
№216.013.22ae

Способ получения бензоаза-12-крауна-4

Изобретение относится к способу получения бензоаза-12-крауна-4, осуществляемого конденсацией о-аминофенола с дихлоридом триэтиленгликоля с последующим выделением целевого продукта, отличающемуся тем, что исходный о-аминофенол в среде изопропилового спирта обрабатывают гидроокисью натрия и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540331
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.04.2015
№216.013.42b3

Способ получения иминодиуксусной кислоты

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548573
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.06.2015
№216.013.581a

Способ получения этилендиамин-n,n'-ди-α-пропионовой кислоты

Изобретение относится к способу получения этилендиамин-N,N'-ди-α-пропионовой кислоты формулы HOOC(HC)HCHNCHCHNHCH(CH)COOH. Согласно предлагаемому способу в качестве исходных продуктов используют этилендиамин и α-хлорпропионовую кислоту. Последнюю в виде водного раствора предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554095
Дата охранного документа: 27.06.2015
+ добавить свой РИД