本发明专利技术属于一种制备三聚氰胺六乙酸螯合剂的新方法。该方法以亚氨基二乙酸二钠、三聚氯氰为原料，缚酸剂调ｐＨ，三聚氯氰以丙酮做溶剂，亚氨基二乙酸二钠以水做溶剂，分别在不同条件下，经三步亲核取代反应，合成目标产物三聚氰胺六乙酸，收率６０％以上，产品纯度９８％以上。本发明专利技术方法具有原料易得、操作简便、产品产率、纯度高及生产成本低等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机化学领域，涉及。三聚氰胺六乙酸是 一种氨羧类螯合剂，最多可有12个活性配位原子，在螯合金属离子时形成的螯合物特别稳定， 同时可广泛用于化学反应的中间体。
技术介绍
近年来，随着科学技术的日益发展，人们对环保意识的不断增强，螯合剂在废水处理、 分析化学、造纸化学品、纺织化学品等领域得到了广泛的应用。氨羧类化合物是一大类含有 N和O原子的有机化合物，这类化合物是配位能力很强的金属离子螯合剂，它们几乎能与所 有的金属离子形成稳定的配合物。关于三聚氰胺六乙酸的制备方法，1977年，美国专利(US 4,183,929)报道以三聚氯氰 与亚氨基二乙酸二钠摩尔比1: 3，反应起始将缚酸剂与反应物一起混合加入，采用一步法， 在常温下反应合成三聚氰胺六乙酸。由于三聚氯氰的水解受pH和温度的影响较大，此方法存 在反应条件不好控制，收率较低的缺点。1988年，另一篇美国专利(US 4,883,831)又报道了 以三聚氯氰和亚氨基二乙腈为原料来合成三聚氰胺六乙酸的方法，并将它作为中间体用于受 阻胺光稳定剂的合成。现有的合成三聚氰胺六乙酸螯合剂的方法，存在收率不高、条件难以控制等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。该方法通过逐步控制体 系的pH值和反应温度，分三步，分别进行亲核取代，有效避免或减少了三聚氯氰的水解， 条件易于控制，得到了较高的收率。本专利技术的特征是以亚氨基二乙酸二钠、三聚氯氰为起始原料，分别在不同条件下，经 三步亲核取代反应合成目标化合物三聚氰胺六乙酸。合成三聚氰胺六乙酸的第一步亲核取代 反应三聚氯氰以丙酮做溶剂，亚氨基二乙酸二钠以水做溶剂，三聚氯氰与亚氨基二乙酸二 钠摩尔比为1: 1 1.1，加料方式是先将三聚氯氰溶于丙酮，于0 5。C下加入到亚氨基二乙 酸二钠的水溶液中，搅拌继续反应2h，得到一取代钠盐溶液。过程中用缚酸剂调溶液pH6 8。反应结束后，不需要进行分离处理，直接进行第二步亲核取代反应。第二步亲核取代反应继续向上述一取代钠盐溶液中加入1份的亚氨基二乙酸二钠(与第一步亲核反应加入量相同)，升温至30 5(TC，继续反应3.5h，得到二取代钠盐溶液。过 程中用缚酸剂调溶液pH 7 9。反应结束后，不需要进行分离处理，直接进行第三步亲核取代反应。第三步亲核取代反应再向上述二取代钠盐溶液中加入1份的亚氨基二乙酸二钠(与第 一步亲核反应加入量相同)，升温至70 90。C，继续反应5h，得到三取代钠盐溶液。过程中 用缚酸剂调溶液pH8 10。然后，加热将丙酮蒸出，稳定回流16h，最终得无色溶液，浓縮、 过滤，并用浓盐酸酸化至pH1 1.5，静置，过滤，依次用少量乙醇、乙醚和蒸馏水洗涤，再 重结晶，所得产品在105。C下干燥6 8h，即得到三聚氰胺六乙酸，纯度98%以上。本专利技术的反应式如下<formula>formula see original document page 4</formula>以下是对本专利技术的进一步说明本专利技术所采用的缚酸剂是碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化钠或按它们的一定配比组 成的混合物，最好为碳酸氢钠，且碳酸氢钠的用量约为5 5.5 g;三聚氯氰丙酮溶液和亚氨 基二乙酸二钠水溶液可不分顺序滴加，第一步反应可将亚氨基二乙酸二钠的水溶液滴加到三 聚氯氰的丙酮溶液中；第一步亲核取代反应可将三份的亚氨基二乙酸二钠直接与一份的三聚 氯氰反应，第二、第三步亲核取代反应无需再加亚氨基二乙酸二钠。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点 1. 原料三聚氯氰，化学活性高、来源丰富、价格低廉，节约生产成本。2. 根据三聚氯氰中氯原子活性的不同，分三个阶段逐步加强条件，进行亲核取代，最终合成 产品三聚氰胺六乙酸，反应条件易控制。3. 通过控制每个阶段反应温度和溶液pH，有效避免或减少了三聚氯氰的水解，得到的三聚 氰胺六乙酸产率大于60%，纯度大于98%。具体实施方式以下实施例是对本专利技术的详细说明，但本专利技术不限于此。 实施例1采用三步合成法第一步向250mL四口瓶中加入25mL丙酮，冰水浴降温至5。C以 下，加入3.7g (0.02 mol)三聚氯氰，搅拌。缓慢滴加3.54 g (0.02 mol)亚氨基二乙酸钠的 水溶液50mL，滴加完毕后，继续在此温度下反应2h。过程中用NaHC03维持体系pH6 8; 第二步去掉冰水浴，将体系升温到30 5(TC，加入一份(0.02 mol)亚氨基二乙酸钠，回 流反应3.5h，过程中NaHC03维持体系pH7 9;第三步继续加热将体系温度升至70 90°C，再加入一份(0.02 mol)亚氨基二乙酸钠，继续回流5 h，过程中NaHC03维持体系pH 8 10。加热将丙酮蒸出，然后稳定回流16h，最终得无色溶液，减压蒸馏浓縮，过滤，用浓 盐酸酸化至pH1 1.5，静置24h，过滤，依次用少量乙醇、乙醚和蒸馏水洗涤，再重结晶， 所得产品在105'C下干燥6 8h，称重得7.5g白色结晶，收率为79 %, m.p244 246°C。实施例2按实施例1的操作，但第一步加料顺序为，三聚氯氰的丙酮溶液滴加到亚胺基二乙酸二 钠水溶液中。得三聚氰胺六乙酸7.0g，收率为73%， m.p244 246。C。实施例3按实施例1操作，但不分三步加料，而是将一份的三聚氯氰丙酮溶液， 一起滴加到三份 亚氨基二乙酸二钠水溶液中。具体操作如下将11.7 g(0.06 mol)亚氨基二乙酸钠溶于100 mL 蒸馏水，加到250mL四口烧瓶中，开动搅拌器搅拌，使之溶解，用冰水浴冷却。将3.7g(0.02 mol)三聚氯氰溶于25mL丙酮中，当亚氨基二乙酸钠溶液体系达0 5 。C时，将三聚氯氰溶 液加入到四口烧瓶中，在此温度下搅拌反应2h。去掉冰水浴，升温至30 5(TC，回流反应 3.5 h。然后将温度升至70 9(TC，继续回流反应5h，过程中用碳酸氢钠调pH至6 10。加 热将丙酮蒸出，然后稳定回流16h，最终得无色溶液。减压蒸镏浓縮，过滤，用浓盐酸酸化 至pHl L5，静置24h，过滤，依次用少量乙醇、乙醚和蒸馏水洗涤，重结晶，所得产品在105 。C下干燥6 8 h，称重得6.1g白色结晶，收率65 %， m.p243 246°C。实施例4缚酸剂用碳酸钠代替碳酸氢钠，其它操作条件均与实施例1 3相同，得白色晶体5.9g， 收率63%， m,p243 246。C。实施例5缚酸剂用氢氧化钠代替碳酸氢钠，其它操作条件均与实施例1 3相同，得白色晶体5.7g， 收率60%， m.p243 246。C。权利要求1.一种三聚氰胺六乙酸的制备方法，其特征是以亚氨基二乙酸二钠、三聚氯氰为起始原料，分别在不同条件下，经三步亲核取代反应合成目标化合物三聚氰胺六乙酸。2. 如权利要求1所述的合成方法，其特征是合成三聚氰胺六乙酸的第一步亲核取代反应 三聚氯氰以丙酮做溶剂，亚氨基二乙酸二钠以水做溶剂，三聚氯氰与亚氨基二乙酸二钠摩尔 比为1: 1 1.1，加料方式是先将三聚氯氰溶于丙酮，于0 5'C下加入到亚氨基二乙酸二钠的水溶液中，搅拌继续反应2h，得到一取代钠盐溶液。过程中用缚酸剂调溶液pH 6 8。3. 如权利要求1所述方法，其特征是第二步亲核取代反应，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三聚氰胺六乙酸的制备方法，其特征是：以亚氨基二乙酸二钠、三聚氯氰为起始原料，分别在不同条件下，经三步亲核取代反应合成目标化合物三聚氰胺六乙酸。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：段洪东，秦大伟，孟霞，王晓滨，宋永胜，李树英，
申请(专利权)人：山东轻工业学院，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
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