способ получения этилендиамин-n,n -дипропионовой кислоты дигидрохлорида

Классы МПК:C07C227/08 реакциями аммиака или аминов с кислотами, содержащими функциональные группы
C07C229/16 с атомами углерода углеводородных радикалов, замещенных амино- или карбоксильными группами, например этилендиаминотетрауксусная кислота, иминодиуксусные кислоты
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чмстых химических веществ ФГУП "ИРЕА" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-04-03
публикация патента:

Изобретение относится к способам получения этилендиаминполикарбоновых кислот, в частности этилендиамин-N,N'-дипропионовой кислоты в форме ее дигидрохлорида, применяемой в качестве комплексообразующего агента в различных областях, в частности в химии, сельском хозяйстве, медицине. Новый способ получения этилендиамин-N,N'-дипропионовой кислоты дигидрохлорида осуществляют реакцией взаимодействия кальциевой соли способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -хлорпропионовой кислоты с этилендиамином в присутствии оксида кальция, взятом в количестве, обеспечивающем поддержание рН реакции на уровне 9-11 и при температуре не выше 85°С, а затем реакционную массу охлаждают и подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 1,0-1,5, выдерживают при пониженной температуре и выделяют конечный продукт. Выход 40%. Строение конечного продукта подтверждено данными С13 ЯМР спектров. Цель данного изобретения - повышение технологичности и экономичности, а также малая энергоемкость, поскольку осуществляется всего в две стадии, и исключение использования токсичного исходного сырья. 3 з.п.ф-лы.

Формула изобретения

1. Способ получения этилендиамин-N,N'-дипропионовой кислоты дигидрохлорида при использовании в качестве исходного продукта этилендиамина, отличающийся тем, что этилендиамин подвергают взаимодействию с кальциевой солью способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -хлорпропионовой кислоты при температуре не выше 85°С в присутствии оксида кальция, взятого в количестве, обеспечивающем поддержание рН реакционной массы на уровне 9,0-11,0, а затем реакционную массу охлаждают и подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 1,0-1,5, выдерживают подкисленную реакционную массу при пониженной температуре и выделяют конечный продукт.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделенный конечный продукт предпочтительно методом фильтрации дополнительно очищают промывкой этанолом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходного продукта используют кальциевую соль хлорпропионовой кислоты, полученную нейтрализацией способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -хлорпропионовой кислоты оксидом кальция.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что подкисленную реакционную массу охлаждают предпочтительно до 10-15°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения алкиленаминокарбоновых кислот, в частности этилендиамин-N,N'-дипропионовой кислоты в форме ее дигидрохлорида., используемой в качестве комплексообразующего агента в химии, биологии, сельском хозяйстве, фармацевтической промышленности.

Известно, что для получения данного соединения, как и других этилендиаминкарбоновых кислот в ряду вторичных аминов, используется метод омыления соответствующих нитрилов [ DE 638071, 12 q 6/01, 1936 ]. Этот же метод берется за основу и в другом известном способе получения этилендиамин-N,N'-дипропионовой кислоты дигидрохлорида, который включает следующие последовательные стадии: получение этилендиаминдипропионитрила взаимодействием этилендиамина с акрилонитрилом, гидролиз этилендиаминдипропионитрила концентрированной соляной кислотой, кипячение и выдерживание в течение нескольких часов образовавшейся реакционной массы, упаривание образовавшего раствора досуха в вакууме, растворение сухого остатка в дистиллированной воде, подщелачивание образовавшегося раствора концентрированным водным раствором гидроксида натрия, отгонку аммиака водяным паром, подкисление раствора до рН 4,5, упаривание досуха в вакууме, экстракцию остатка горячим абсолютированным этанолом, удаление хлорида натрия фильтрацией горячего спиртового экстракта, отгонку этанола до образования темно-желтой вязкой массы, растворение этой вязкой массы в минимальном количестве горячей дистиллированной воды, подкисление концентрированной соляной кислотой с последующей выдержкой при охлаждении до выделения целевого продукта - этилендиамин-N,N-дипропионовой кислоты дигидрохлорида с выходом 40%, который затем очищают пятикратной перекристаллизацией из горячего 80%-ного этилового спирта [Arthur Е. Martell, Stanley Chaberek, "The preparation and properties of some N,N-disubstituted ethylenediaminedipropionic acids". J. Am. Chem. Sos. 1950, vol. 72, p.5357-5361]. Данный известный способ, выбранный в качестве прототипа, как это видно из его описания, является нетехнологичным, трудоемким и энергоемким процессом, поскольку он многостадиен и включает многократное использование энергоемкой дистилляционной аппаратуры. Кроме того, способ экологически опасен, поскольку осуществляется с использованием в качестве сырья высокотоксичного акрилонитрила. Трудоемкость известного способа, кроме его многостадийности, заключается и в том, что для получения конечного чистого продукта приходится проводить многоступенчатую (пятикратную) очистку полученного технического продукта, что в значительной степени снижает выход конечного чистого продукта.

Для исключения названных недостатков предлагается новый способ получения этилендиамин-N,N'-дипропионовой кислоты дигидрохлорида, который осуществляют взаимодействием этилендиамина с кальциевой солью способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -монохлорпропионовой кислоты при температуре не выше 85°С в присутствии оксида кальция, взятого в количестве, обеспечивающем рН среды на уровне 9,0-11,0, и последующим подкислением реакционной массы концентрированной соляной кислотой до образования целевого продукта и его выделением.

Выделенный конечный продукт, предпочтительно методом фильтрации, подвергают дополнительной очистке промывкой этиловым спиртом. В качестве исходного продукта используют кальциевую соль способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -хлорпропионовой кислоты, полученную нейтрализацией способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -хлорпропионовой кислоты оксидом кальция. Предпочтительно подкисленную реакционную массу охлаждают до 10-15°С.

Новый способ, в отличие от прототипа, технологичен и экономичен, малоэнергоемок, поскольку осуществляется всего в две стадии, исключает использование токсичного исходного сырья и энергоемкого оборудования.

Основными техническими отличиями нового способа от прототипа является использование в качестве исходного продукта кальциевой соли способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -хлорпропионовой кислоты, а в качестве регулятора рН - оксида кальция. Благодаря присутствию оксида кальция реакция замещения атома хлора в способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -хлорпропионовой кислоте протекает до стадии получения вторичных аминов, а не полностью замещенных третичных аминов, как это имеет место при осуществлении реакции нуклеофильного замещения хлора в способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -хлорпропионовой кислоте в присутствии гидроксида натрия. Оксид кальция, по всей вероятности, участвует в образовании промежуточного комплексного соединения - кальциевого комплекса этилендиамин-N,N'-дипропионовой кислоты. Выбор в качестве рН регулятора оксида кальция, являющегося комплексообразователем, обуславливается тем, что кальций(2+) способен взаимодействовать с исходными компонентами реакции с образованием неустойчивых комплексов, благодаря чему становится возможным, хотя и в небольшой степени, изменить геометрическую ориентацию этих исходных компонентов, в частности этилендиамина и способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -хлорпропионовой кислоты. В то же время, кальциевый комплекс с продуктом данной реакции - этилендиамин-N,N'-дипропионовой кислотой - обладает повышенной прочностью по сравнению с исходными комплексами, что способствует протеканию основной реакции. Такой механизм реакции, проходящей через стадию комплексообразования, обеспечивает протекание реакции в нужном направлении с образованием целевого продукта с достаточно высоким выходом для данной реакции. Проведение процесса при определенных режимах, а именно основной реакции взаимодействия исходных продуктов при температуре не выше 85°С и рН 9-11, является непременным условием осуществления реакции в нужном направлении. Другие последующие стадии процесса идут при иных режимах, в частности при более низких температурах, например при 55-60°С на стадии разрушения промежуточного кальциевого комплекса этилендиаминдипропионовой кислоты и предпочтительно при 10-15°С при выделении целевого продукта из реакционной массы после ее охлаждения. Ниже новый способ иллюстрируется следующим примером.

способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -хлорпропионовую кислоту в количестве 162,8 г (1,5 мол) растворяют в 80 мл воды и при перемешивании нейтрализуют оксидом кальция до рН 9,0-11,0. К полученной суспензии образовавшейся кальциевой соли способ получения этилендиамин-n,n<img src= -дипропионовой кислоты дигидрохлорида, патент № 2307828" SRC="/images/patents/160/2307517/946.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -монохлорпропионовой кислоты в воде медленно прикапывают 42 г (0,7 мол) этилендиамина, поддерживая температуру реакционной массы на уровне 80-85°С при рН на уровне 9,0-11,0. Общий расход оксида кальция составляет около 90 г. По окончании загрузки амина реакционную массу выдерживают при размешивании при тех же значениях рН и температуры, охлаждают до 50-55°С, добавляют 300 мл концентрированной соляной кислоты и выдерживают реакционную массу при размешивании и при температуре 70-75°С до образования раствора. Полученный раствор охлаждают до 10-15°С. Выпавший осадок этилендиамин-N,N'-дипропионовой кислоты дигидрохлорида через 20 часов отфильтровывают, промывают на фильтре этиловым спиртом и сушат. Выход 77,5 г (40%). Строение целевого продукта подтверждено данными С13 ЯМР спектров.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2307828

patent-2307828.pdf

Класс C07C227/08 реакциями аммиака или аминов с кислотами, содержащими функциональные группы

способ получения этилендиамин-n-монопропионовой кислоты -  патент 2489420 (10.08.2013)
способ получения гамма-глицина из растворов -  патент 2471372 (10.01.2013)
n, n-диэтил-n-[изоалкоксикарбонилметил]- n-[алкилфеноксиполи(этиленокси)карбонилэтил]аммоний 2-гидроксипропионаты, обладающие свойствами ингибиторов коррозии стали -  патент 2379280 (20.01.2010)
интегрированные химические способы промышленного применения растительных масел из семян -  патент 2352549 (20.04.2009)
способы получения производных глутаминовой кислоты, способы получения промежуточных соединений и новое промежуточное соединение для данных способов -  патент 2305677 (10.09.2007)
способ получения аминоуксусной кислоты -  патент 2286335 (27.10.2006)
способ получения дl-аспарагиновой кислоты -  патент 2176637 (10.12.2001)
соль натрия -фенилизосерина-(2r, 3s) и способ ее получения -  патент 2090551 (20.09.1997)
n-бензил- -фенилизосерин-(2r,3s), способ его получения и способ получения сложного эфира b -фенилизосерина-(2r,3s) -  патент 2074172 (27.02.1997)
способ получения n-фенилантраниловой кислоты -  патент 2067087 (27.09.1996)

Класс C07C229/16 с атомами углерода углеводородных радикалов, замещенных амино- или карбоксильными группами, например этилендиаминотетрауксусная кислота, иминодиуксусные кислоты

способ синтеза 1,6-гексаметилендиамин-n, n'-диянтарной кислоты -  патент 2527271 (27.08.2014)
способ получения асимметричной этилендиамин-n,n-дипропионовой кислоты -  патент 2507195 (20.02.2014)
способ получения диэтилентриаминпентауксусной кислоты -  патент 2502726 (27.12.2013)
способ получения этилендиамин-n-монопропионовой кислоты -  патент 2489420 (10.08.2013)
новый способ получения 4,4-(1-метил-1,2-этандиил)-бис-(2,6,-пиперазиндиона) -  патент 2487869 (20.07.2013)
способ получения алкиленаминополикарбоновых кислот -  патент 2471772 (10.01.2013)
катализатор, способ его приготовления и способ получения динатриевой соли иминодиуксусной кислоты -  патент 2452565 (10.06.2012)
способ получения трищелочных солей метилглицин-n,n-диуксусной кислоты с незначительным содержанием побочных продуктов -  патент 2399611 (20.09.2010)
n, n-диэтил-n-[изоалкоксикарбонилметил]- n-[алкилфеноксиполи(этиленокси)карбонилэтил]аммоний 2-гидроксипропионаты, обладающие свойствами ингибиторов коррозии стали -  патент 2379280 (20.01.2010)
региоселективный синтез производных dtpa -  патент 2312852 (20.12.2007)
Наверх