Дикарбоксиметилаланинат тринатрия

Дикарбоксиметилаланинат тринатрия
Имена
	Другие имена * N , N -бис(карбоксиметил) -DL-аланина тринатриевая соль N- (1-Карбоксиэтил)иминодиуксусная кислота ; α-аланиндиуксусная кислота ; α-АДА ; МГДА- №3 ; Трилон М ;
Идентификаторы
Номер CAS	164462-16-2 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
ХимическийПаук	9197166 ;
Информационная карта ECHA	100.120.943
Номер ЕС	605-362-9 ;
ПабХим CID	11021984 ;
НЕКОТОРЫЙ	784K2O81WY ;
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID2044555 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	C7H8NNa3OC7H8NNa3O6
Молярная масса	271.111 g·mol −1
Плотность	* 0,690 г/см 3 как порошок 1,31 г/см 3 в виде ~40% водного раствора при 20 °C ; 1,464 г/см 3 в виде 56-58% водного раствора при 20 °C. ;
Опасности
	СГС Маркировка :
Пиктограммы
Сигнальное слово	Предупреждение
Заявления об опасности	H290
Меры предосторожности	П234 , П390 , П404
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). Ссылки на инфобоксы

Тринатрий N- (1-карбоксилатоэтил)иминодиацетат , тринатриевая соль метилглициндиуксусной кислоты ( MGDA-Na3 ) или тринатрий α-DL-аланиндиацетат ( α-ADA ) представляет собой тринатриевый анион N- (1-карбоксиэтил)иминодиуксусной кислоты и тетрадентат. комплексообразователь . Он образует стабильные хелатные комплексы 1:1 с катионами, имеющими зарядовое число не менее +2, например, жесткую воду, образующие катионы, Ca. ²⁺ или мг ²⁺. α-ADA отличается от изомерной β-аланиндиуксусной кислоты лучшей биоразлагаемостью и, следовательно, улучшенной экологической совместимостью. ^{[ 3 ]}

Производство

В патентной литературе по промышленному синтезу N- (1-карбоксилатоэтил)иминодиацетата тринатрия описаны подходы к решению ключевых требований производственного процесса, который может быть реализован в промышленном масштабе, характеризующийся

Достижение максимально возможной производительности пространства-времени
Простое управление реакцией при относительно низких давлениях и температурах.
Реализация вариантов непрерывного процесса
Достижение минимально возможного уровня примесей, особенно нитрилотриуксусной кислоты , которая подозревается в канцерогенности.
Использование недорогого сырья, например, вместо чистого L-аланина сырьевая смесь синтеза Стрекера из метаналя , цианистого водорода и аммиака.
Избегание сложных и снижающих урожайность этапов изоляции; вместо этого направьте дальнейшее использование неочищенных реакционных растворов или осадков на следующую стадию процесса.

Очевидным путем синтеза α-аланиндиуксусной кислоты является рацемический α-DL-аланин, который обеспечивает рацемическую α-АДА путем двойного цианометилирования метаналем и цианистым водородом, гидролиза промежуточно образовавшегося диацетонитрила до тринатриевой соли и последующего подкисления минеральными кислотами в общая доходность 97,4%. ^{[ 4 ]} Однако в более позднем описании патента при практически тех же количествах веществ и при практически идентичных условиях реакции достигается только общий выход 77% и содержание NTA 0,1%. ^{[ 5 ]}

Это более позднее описание патента ^{[ 5 ]} также указывает путь процесса через аланиннитрил , который получают синтезом Стрекера из цианида водорода, аммиака и метаналя и превращают в метилглицинонитрил- N , N -диацетонитрил путем двойного цианометилирования (стадия 1). Затем три нитрильные группы гидролизуются гидроксидом натрия до α-ADA (стадия 2). Общий выход равен 72%, содержание НТА - 0,07%.

Один из вариантов реакции включает иминодиацетонитрил или иминодиуксусную кислоту (стадия 1'), которая в слабокислой среде (рН 6) реагирует с цианистым водородом и этаналем с образованием метилглицинонитрил -N,N- диуксусной кислоты, нитрильная группа которой гидролизуется. с гидроксидом натрия до N- (1-карбоксилатоэтил)иминодиацетата тринатрия (стадия 2'). Реагент иминодиуксусная кислота доступна по низкой цене путем дегидрирования диэтаноламина . Опять же, общий выход равен 72%, содержание NTA - 0,07%.

пригоден еще один вариант Для непрерывного производства , при котором аммиак, метаналь и цианистый водород реагируют при pH 6 с образованием иминодиацетонитрила, который в сильнокислой среде (pH 1,5) реагирует с этаналем с образованием тринитрил-метилглицинонитрила- N , N -диацетонитрила в очень хороший выход 92%. (шаг 1).

Щелочной гидролиз (стадия 2) дает общий выход 85% тринатрий- N- (1-карбоксилатоэтил)иминодиацетата с содержанием NTA 0,08%. Этот вариант процесса, по-видимому, лучше всего соответствует вышеупомянутым критериям.

(1-карбоксилатоэтил)иминодиацетата с низким содержанием побочных продуктов Недавно был описан путь синтеза тринатрий- N- , в котором аланин этоксилируется этиленоксидом в автоклаве с образованием бис-гидроксиэтиламиноаланина, а затем окисляется до α-ADA при 190 ° C с помощью Медь Ренея под давлением. ^{[ 6 ]}

Выходы составляют более 90% с.т., содержание НТА менее 1%. Условия процесса делают этот вариант менее привлекательным.

Характеристики

Коммерчески доступный тринатрий N-(1-карбоксилатоэтил)иминодиацетат (84% по массе) представляет собой бесцветное водорастворимое твердое вещество, водные растворы которого быстро и полностью разлагаются даже неадаптированными бактериями. Водная токсичность для рыб, дафний и водорослей низкая. ^{[ 7 ]} Тринатрий N- (1-карбоксилатоэтил)иминодиацетат описывается как легко биоразлагаемый (OECD 301C) и удаляется на >90 % на очистных сооружениях. ^{[ 8 ]} Тринатрия N-(1-карбоксилатоэтил)иминодиацетат пока не обнаружен в сбросах городских и промышленных очистных сооружений. Помимо очень хорошей биоразлагаемости, растворы тринатрия N- (1-карбоксилатоэтил)иминодиацетата характеризуются высокой химической стабильностью даже при температуре выше 200 °C (под давлением) в широком диапазоне pH от 2 до 14, а также высокой комплексной стабильностью. по сравнению с другими комплексообразователями аминополикарбоксилатного типа. ^{[ 1 ]}^{[ 9 ]}

В следующей таблице показаны константы комплексообразования log K α-ADA в сравнении с иминодисукцинатом тетранатрия и этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) в сравнении с ионами поливалентных металлов:

Ионы металлов	МГДА	ИДС ^{[ 10 ]}	ЭДТА ^{[ 11 ]}
Нет ²⁺	4.9	3.4	7.9
В ⁺		3.9	7.3
старший ²⁺	5.2	4.1
Что ²⁺	7.0	5.2	10.6
мг ²⁺	5.8	6.1	8.7
Мин. ²⁺	8.4	7.7	13.8
Фе ²⁺	8.1	8.2	14.3
компакт-диск ²⁺	10.6	8.4	16.5
Кр ³⁺		9.6
Ко ²⁺	11.1	10.5	16.3
Зн ²⁺	10.9	10.8	16.5
Pb ²⁺	12.1	11.0	18.0
В ²⁺	12.0	12.2	18.6
С ²⁺	13.9	13.1	18.8
Ал ³⁺		14.1	16.1
ртуть ²⁺		14.9	21.8
Фе ³⁺	16.5	15.2	25.1

Константы комплексообразования биоразлагаемых хелаторов α-ADA и IDS находятся в диапазоне, подходящем для промышленного использования, но явно ниже, чем у предыдущего стандарта ЭДТА.

В твердых препаратах тринатрий N-(1-карбоксилатоэтил)иминодиацетат стабилен по отношению к окислителям, таким как пербораты и перкарбонаты, но не к окисляющим кислотам или гипохлориту натрия .

Использовать

Как и другие комплексообразователи класса аминополикарбоновых кислот, тринатрий N-(1-карбоксилатоэтил)иминодиацетат (α-АДА) благодаря своей способности образовывать стабильные хелатные комплексы с поливалентными ионами (в частности, с водоотверждающими агентами Ca ²⁺ и мг ²⁺, а также ионы переходных и тяжелых металлов, таких как Fe ³⁺, Мн ²⁺, С ²⁺и др.) применение при умягчении воды, в моющих и чистящих средствах, в гальваническом, косметическом, бумажном и текстильном производстве. Благодаря своей стабильности при высоких температурах и значениях pH α-ADA должна быть особенно подходящей заменой фосфатов, запрещенных в ЕС с 2017 года, таких как триполифосфат натрия (STPP). ^{[ 12 ]} во вкладках для посудомоечных машин.

BASF SE является крупнейшим производителем α-ADA под торговой маркой Trilon M, имеет крупные заводы в Людвигсхафене и Лиме, штат Огайо, и в настоящее время расширяет свои существующие мощности за счет еще одного крупного завода на площадке Evonik в Теодоре, штат Алабама. . ^{[ 13 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с BASF SE, Техническая информация : Типы Trilon M, заархивировано 13 июля 2019 г. на Wayback Machine.
^ Национальная система уведомления и оценки промышленных химикатов (NICNAS): Полный публичный отчет «Метилглициндиуксусная кислота, тринатриевая соль» , номер файла: STD/1092, август 2004 г.
^ Агентство по охране окружающей среды , Список более безопасных химических ингредиентов DfE, хелатирующие агенты , аланин, N,N-бис(карбоксиметил)-, натриевая соль (1:3) .
^ WO 9429421 , J. Schneider et al., «Использование производных глицин-N,N-диуксусной кислоты в качестве биоразлагаемых комплексообразователей для ионов щелочноземельных металлов и ионов тяжелых металлов и способы их получения», выданный 22 декабря 1994 г., передан BASF AG
^ Jump up to: ^а ^б US 5849950 , T. Greindl et al., «Получение производных глицин-N,N-диуксусной кислоты», выдан 15 декабря 1998 г., передан BASF AG.
^ EP 2547648 , Р. Бауманн и др., «Способ получения аминокарбоксилатов с низким содержанием побочных продуктов», выдан 23 января 2013 г., передан BASF SE.
^ BASF, Паспорт безопасности: MSDS для порошка трилона М.
^ Гессенское государственное управление окружающей среды и геологии, 6.12 Комплексообразователи . 2003, стр. 12/6.
^ Колодиньска, Дорота; Губичка, Галина; Губицкий, Збигнев (2009). «Исследования по применению монодисперсных анионитов при сорбции комплексов тяжелых металлов с ИДС». Опреснение . 239 (1–3): 216–228. Бибкод : 2009Desal.239..216K . дои : 10.1016/j.desal.2008.02.024 . .
^ Lanxess AG, Общая информация о продукте : Baypure
^ BASF SE, Техническая информация : Типы Trilon B (декабрь 2013 г.)
^ SEPAWA, Обзор 2013, Тезисы: Моющие и чистящие средства. Сессия «Уборка и гигиена» , Юрген Кильхольц: Бесфосфатные чистящие средства для автоматических посудомоечных машин. Архивировано 14 июля 2014 г. на Wayback Machine.
^ BASF SE: Больше никаких пятен от чая и меловых отложений. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[BASF_Trilon_M-1] Jump up to: ^а ^б ^с BASF SE, Техническая информация : Типы Trilon M, заархивировано 13 июля 2019 г. на Wayback Machine.

[NICNAS_MGDA-2] Национальная система уведомления и оценки промышленных химикатов (NICNAS): Полный публичный отчет «Метилглициндиуксусная кислота, тринатриевая соль» , номер файла: STD/1092, август 2004 г.

[3] Агентство по охране окружающей среды , Список более безопасных химических ингредиентов DfE, хелатирующие агенты , аланин, N,N-бис(карбоксиметил)-, натриевая соль (1:3) .

[4] WO 9429421 , J. Schneider et al., «Использование производных глицин-N,N-диуксусной кислоты в качестве биоразлагаемых комплексообразователей для ионов щелочноземельных металлов и ионов тяжелых металлов и способы их получения», выданный 22 декабря 1994 г., передан BASF AG

[BASF-US-Patent-5] Jump up to: ^а ^б US 5849950 , T. Greindl et al., «Получение производных глицин-N,N-диуксусной кислоты», выдан 15 декабря 1998 г., передан BASF AG.

[6] EP 2547648 , Р. Бауманн и др., «Способ получения аминокарбоксилатов с низким содержанием побочных продуктов», выдан 23 января 2013 г., передан BASF SE.

[Trilon_M_MSDS-7] BASF, Паспорт безопасности: MSDS для порошка трилона М.

[8] Гессенское государственное управление окружающей среды и геологии, 6.12 Комплексообразователи . 2003, стр. 12/6.

[9] Колодиньска, Дорота; Губичка, Галина; Губицкий, Збигнев (2009). «Исследования по применению монодисперсных анионитов при сорбции комплексов тяжелых металлов с ИДС». Опреснение . 239 (1–3): 216–228. Бибкод : 2009Desal.239..216K . дои : 10.1016/j.desal.2008.02.024 . .

[10] Lanxess AG, Общая информация о продукте : Baypure

[11] BASF SE, Техническая информация : Типы Trilon B (декабрь 2013 г.)

[12] SEPAWA, Обзор 2013, Тезисы: Моющие и чистящие средства. Сессия «Уборка и гигиена» , Юрген Кильхольц: Бесфосфатные чистящие средства для автоматических посудомоечных машин. Архивировано 14 июля 2014 г. на Wayback Machine.

[13] BASF SE: Больше никаких пятен от чая и меловых отложений. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]