制备乙二胺四乙酸制造技术

提供了一种制备乙二胺四乙酸(EDTA)的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供包括乙二胺(EDA)和乙醇腈(GN)的反应混合物(a)，其中按反应混合物(a)的重量计，所述反应混合物(a)包括0重量％到0.1重量％的共轭酸的pKa(PKaH)为13或更高的任何碱；(b)引起或允许反应混合物(a)反应以形成二腈(DN)化合物；(c)使所述DN与pKaH为11或更高的碱的水溶液接触，并引起或允许所得混合物反应以形成二酸化合物(DA)；(d)引起或允许所述DA与额外的GN依次或同时反应以形成产物(Pd)；(e)引起或允许产物(Pd)与pKaH为11或更高的碱反应，以形成EDTA。还提供了一种包括二酸/二腈化合物(DADN)的组合物，其中每个

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备乙二胺四乙酸
[0001]乙二胺四乙酸(EDTA)是一种具有许多重要工业用途的化合物，例如作为金属的配体和/或螯合剂。在本专利技术之前，通常用于生产EDTA的工艺涉及在存在氢氧化钠水溶液的情况下将乙醇腈(GN)添加到乙二胺(EDA)中。这种工艺的一个问题是，除了EDTA之外，它还会产生不期望的副产物次氮基三乙酸(NTA)。NTA是不期望的，因为其被怀疑是一种致癌物质。令人期望的是提供一种改进的制备EDTA的方法以减少NTA的产生。独立地，另一个目标是提供一种制造EDTA的方法，以最大限度地减少有色体的产生。
[0002]CN106045867A描述了一种制备乙二胺
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二乙酸酯(DA)的工艺。第一步，将EDA添加到GN中，以生成EDA的二腈衍生物(DN)，并在随后的步骤中，将DN转化为DA。虽然CN106045867A教导了一种制备DA的方法，但令人期望的是提供一种制备EDTA的方法。
[0003]以下是本专利技术的陈述。
[0004]本专利技术的第一方面是一种制备乙二胺四乙酸(EDTA)的方法，所述方法包括以下步骤：
[0005](a)提供包括乙二胺(EDA)和乙醇腈(GN)的反应混合物(a)，其中按反应混合物(a)的重量计，所述反应混合物(a)包括0重量％到0.1重量％的共轭酸的pKa(pKaH)为13或更高的任何碱；
[0006](b)引起或允许反应混合物(a)反应以形成具有结构DN的二腈化合物：
[0007][0008](c)使所述DN与pKaH为11或更高的碱的水溶液接触，并引起或允许所得混合物反应以形成具有结构DA的二酸化合物：
[0009][0010]其中每个
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R具有以下结构：
[0011][0012]其中每个M独立地为氢或碱金属或其混合物；
[0013](d)引起或允许所述DA与额外的GN依次或同时反应以形成产物(Pd)；
[0014](e)引起或允许产物(Pd)与pKaH为11或更高的碱反应，以形成EDTA。
[0015]本专利技术的第二方面是包括具有结构DADN的化合物的组合物：
[0016][0017]其中每个
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R具有以下结构：
[0018][0019]其中每个M独立地为氢或碱金属或其混合物。
[0020]以下是对本专利技术的详细说明。除非上下文另有特别说明，否则本文使用以下定义。
[0021]本文呈现的比率如下表征。例如，如果据称比率为3∶1或更大，则该比率可以是3∶1或5∶1或100∶1，但不可以是2∶1。这种表征可以概括地表述如下。当在本文中据称比率为X∶1或更大时，意味着该比率为Y∶1，其中Y大于或等于X。又例如，如果据称比率为15∶1或更小，则该比率可以是15∶1或10∶1或0.1∶1，但不可以是20∶1。一般而言，当在本文中据称比率为W∶1或更小时，意味着该比率为Z∶1，其中Z小于或等于W。
[0022]以下缩写在本文中用于表示以下化学结构。在所示的所有结构中，
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R具有相同的含义。
[0023][0024]注意：对于DA、DN和DADN中的每一种，可能存在不止一种异构体。对于这三种化合物中的每一种，所讨论的化合物可以是任何纯异构体或可以是一种或多种异构体的任何混合物。例如，UEDDA和SEDDA是DA的异构体。
[0025]如本文所使用的，术语“极强碱”定义如下。碱是能够与氢原子连接以形成所述碱的共轭酸的化合物。所述共轭酸的解离反应如反应(I)所示：
[0026][0027]其中B是碱化合物，H是氢原子，并且HB是所述碱化合物的共轭酸。在一些情况下，例如，如果B
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是OH
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，则(I)中显示为B
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的部分确实带负电荷，如反应(I)中所示。在其它情况下，例如，如果显示为B
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的部分是吡啶，则显示为HB的部分实际上是带正电荷的，而显示为B
‑
的部分实际上是中性的。反应(I)的平衡常数的负对数是共轭酸HB的pKa，并且在本文中该量表示为pKaH，以表示该量是所关注碱化合物的共轭酸的pKa。如果该碱化合物的pKaH为13或更高，则该碱化合物在本文中被认为是“极强”碱。如果该碱化合物的pKaH为12或更高并且如果该碱化合物的pKaH小于13，则该碱化合物在本文中被认为是“中等强”碱。如果该碱化合物的pKaH为11或更高并且如果该碱化合物的pKaH小于12，则该碱化合物在本文中被认为是“温和强”碱。
[0028]例如，氢氧根离子(OH
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)具有14的pKaH并且是极强碱。又例如，EDA的pKaH约为9.9，并且不属于以下类别中的任何一种：温和强碱、中等强碱或极强碱。
[0029]当在本文中陈述化合物以“稳定速率”添加到容器中时，其意思是：我们将添加化合物的时间段标记为“T
总
(T
total
)”；我们考虑以下任何时间间隔(标记为T10)，其是T
总
持续时间的10％，并且完全落在时间段T
总
之内；如果不管T10的选择如何，在T10期间添加的化合物的量是在T
总
期间添加的所有化合物的总和的5％到15％，则化合物的添加速率是“稳定的”。
[0030]本专利技术的工艺产生EDTA。形成的EDTA可以是酸形式、盐形式或其混合物。即，在上述结构中，每个M可以独立地为氢或可以为碱金属。EDTA分子上的所有四个R基团可以是氢作为M，或者EDTA分子上的所有四个R基团可以是碱金属作为M，或者EDTA分子可以具有其中M是氢的一个或多个R基团和其中M是碱金属的一个或多个R基团。此外，可能存在具有不同数目的其中M是氢的R基团的EDTA分子的混合物。
[0031]本专利技术的工艺涉及提供反应混合物(a)的步骤。除其它化合物外，反应混合物(a)中可能含有乙二胺(EDA)和乙醇腈(GN)。反应混合物(a)含有很少极强碱或不含极强碱。即，反应混合物(a)中不存在极强碱，或者，如果存在任何极强碱，则按反应混合物(a)的重量计，极强碱的总量为0.1重量％或更少。优选地，极强碱的总量为0重量％到0.03重量％；更优选地，0重量％到0.01重量％；更优选地，零。
[0032]优选地，在步骤(a)期间，按反应混合物(a)的重量计，所述反应混合物(a)中的中等强碱的量为0重量％到0.1重量％；更优选地，0重量％到0.03重量％；更优选地，0重量％到0.01重量％；更优选地，零。优选地，按反应混合物(a)的重量计，所述反应混合物(a)中温和强碱的量为0重量％到0.1重量％；更优选地，0重量％到0.03重量％；更优选地，0重量％到0.01重量％；更优选地，零。
[0033]优选地，反应混合物(a)中存在很少的氢氧根离子或不存在氢氧根离子。即，优选地，按反应混合物(a)的重量计，所述反应混合物(a)中氢氧根离子的量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备乙二胺四乙酸(EDTA)的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供包括乙二胺(EDA)和乙醇腈(GN)的反应混合物(a)，其中按反应混合物(a)的重量计，所述反应混合物(a)包括0重量％到0.1重量％的共轭酸的pKa(PKaH)为13或更高的任何碱；(b)引起或允许反应混合物(a)反应以形成具有结构DN的二腈化合物：(c)使所述DN与pKaH为11或更高的碱的水溶液接触，并引起或允许所得混合物反应以形成具有结构DA的二酸化合物：其中每个
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R具有以下结构：其中每个M独立地为氢或碱金属或其混合物；(d)引起或允许所述DA与额外的GN依次或同时反应以形成产物(Pd)；(e)引起或允许产物(Pd)与pKaH为11或更高的碱反应，以形成EDTA。2.根据权利要求1所述的方法，其中反应混合物(a)...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：美国陶氏有机硅公司，
类型：发明
国别省市：