亚氨基二琥珀酸盐螯合剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种亚氨基二琥珀酸盐螯合剂的制备方法。该方法以马来酸酐、碱金属氢氧化物、氨为原料，并按马来酸酐与碱金属氢氧化物或与水按一定摩尔比混合后生成马来酸及碱金属盐，调节ｐＨ之后，加入反应釜中，在１００～１５０℃于１．０～５．０ＭＰａ压力下反应生成亚氨基二琥珀酸盐，反应后蒸出其中未反应的氨，再加入碱金属氢氧化物及水，得到所需浓度的亚氨基二琥珀酸盐溶液产品，其特征在于：采用加入碱金属氢氧化物或氨水或氨气调节体系中的ｐＨ值，实现控制反应收率。本发明专利技术的优点在于通过调控体系中ｐＨ提高产物的收率，其马来酸酐的转化率一般可达９７％以上，产物亚氨基二琥珀酸盐收率高、不含氨，能长期稳定保存，无毒无味。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。属于金属螯合剂的制备技术。亚氨基二琥珀酸盐是重金属离子、碱土金属离子的强螯合剂，可以用于洗涤剂、去污剂、水处理剂、锅炉、热交换器、管线的清洗、纸浆漂白、电镀液、纺织工业等。它与磷酸盐、柠檬酸、EDTA相比，具有良好的降解性和对金属螯合力强的特点，被称为绿色化学品。关于亚氨基二琥珀酸盐的制备方法，英国专利(GB 1 306 331)报道以马来酸与氨在摩尔比2∶3～2∶5于60～155℃反应合成，反应后再加入盐酸或氢氧化钠溶液。前苏联专利(SU 0 639 863)报道以马来酸和氨在摩尔比2∶0.8～2∶1于110～130℃在金属氢氧化物存在下合成。日本专利(JP 6/329 606)报道了三步制备法1.马来酸衍生物与氨在水溶液中反应，2.加入碱金属或碱土金属氢氧化物，3.成熟过程。另一篇日本专利(JP 6/329 607)也报道了三步法1.马来酸衍生物与氨反应，2.加入碱金属工碱土金属氢氧化物，3.再加入马来酸衍生物进一步反应。美国专利(US 6 107 518)报道以马来酸酐、碱金属氢氧化物、氨和水在摩尔比2∶01～4∶1.1～6∶5～30于70～170℃、1～80大气压反应0.1～100小时，然后蒸出未反应的氨，最后得到含量5～60％的产物。上述方法的制备过程中，均以主要控制物料质量比进行操作，条件不易控制，且收率较低。本专利技术的目的在于提供一种。该方法通过控制反应体系的pH值达到控制反应收率的目的。条件易于控制，且反应收率高。为达到上述目的，本专利技术是通过下述技术方案加以实现的以马来酸酐、碱金属氢氧化物、氨水为原料，并按马来酸酐与碱金属氢氧化物的摩尔比1∶0.01～1.99，马来酸酐与水的摩尔比1∶2～30，混合后生成马来酸及碱金属盐，调节pH之后，加入反应釜中，在100～150℃于1.0～5.0MPa压力下反应生成亚氨基二琥珀酸盐。反应后蒸出其中未反应的氨，再加入碱金属氢氧化物及水，得到所需浓度的亚氨基二琥珀酸盐溶液产品，其特征在于，可以先加入碱金属氢氧化物之后，通过用氨气或氨水调节体系中的pH值；或者是先加入氨气或氨水，再用碱金属氢氧化物调节pH值，实现控制反应收率；当马来酸酐与碱金属氢氧化物摩尔比低于0.8时，体系的pH最好控制在7～8，当马来酸酐与碱金属氢氧化物摩尔比在0.8～1.5时，pH值最好控制在8～10。下面对本专利技术进行进一步地说明。本专利技术所采用的碱金属氢氧化物是氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾，最好为氢氧化钠。在马来酸酐与碱金属氢氧化物及水混合时，可不分先后加入。但注意温度不应超过70℃，当温度超过70℃以上，部分马来酸被转化成富马酸，因此会影响产物的收率。用氨气或氨水调节pH值时，要注意马来酸酐与碱金属氢氧化物摩尔比在1∶0.8～1.5之间最好，pH值控制在8～10之间。反应温度在100～150℃。反应压力可以是自身压力。也可以在反应釜中加入空气、氮气或二氧化碳等惰性气体，这时反应压力控制在1.0～5.0MPa。在上述反应条件下，马来酸酐的转化率能达97％以上。反应后，蒸出其中未反应的氨，操作温度在50～170℃，蒸馏压力在0.001MPa～5.0MPa。蒸出氨后，再加入碱金属氢氧化物及水，得到所需浓度的亚氨基二琥珀酸盐溶液产品。碱金属氢氧化物的加入量应根据反应前碱金属氢氧化物的加入量决定，应使产品中碱金属的总摩尔数是亚氨基二琥珀酸的4倍。水的加入量视其对产物浓度的要求而定，一般情况下产物浓度在10～60％(重量比)。产品中除未反应的马来酸以外，还含有少量副产物富马酸、苹果酸、天门冬氨酸等。但未反应的马来酸和副产物不影响产品的直接使用。本专利技术的优点在于，通过调控体系中pH提高产物的收率，其马来酸酐的转化率一般可达97％以上。产物亚氨基二琥珀酸盐中不含氨，能长期稳定保存，无毒无味。 具体实施例方式例1在5立升搪瓷锅中，加入490g(5摩尔)马来酸酐、510g水，在搅拌下慢慢加入500克40％NaOH溶液(5摩尔)。开始加入时，马来酸酐与NaOH反应，温度迅速上升。用水浴控制体系的温度在70℃以下。加完NaOH后，体系中水的总量为810g(45摩尔)。然后将连接到液氨钢瓶的导管插入液体里，通过针形阀控制，往液体中鼓入氨气，直至pH＝10时为止。在鼓入氨气时，注意控制体系的温度低于70℃。鼓入氨气后，将液体全部加入到2立升的高压釜中，充入氮气至1.0MPa。在转速为300转/分搅拌下加热至120℃，反应5小时。反应压力最高时达1.9MPa。反应结束后，转移到蒸馏釜中，加入500g水和500g 40％NaOH溶液，用水泵抽真空至35kPa，在70～90℃下蒸出约200g氨水。产物用水稀释至2000g，过滤，得固含量为43.1％的产品。经分析，马来酸的转化率为97.7％，亚氨基二琥珀酸钠的收率为84.6％，富马酸钠收率为4.0％，天门冬氨酸钠的收率为9.2％。例2按例1的操作程序，但控制pH＝8。同样，产物用水稀释至2000g，得固含量为43.5％的产品。经分析，马来酸的转化率为96.6％，亚氨基二琥珀酸钠的收率为82.2％，富马酸收率为5.0％，天门冬氨酸的收率为10.7％。例3在5立升搪瓷锅中，加入490g(5摩尔)马来酸酐、630g水，在搅拌下慢慢加入750克40％NaOH溶液(7.5摩尔)。加完NaOH后，体系中水的总量为1080g(60摩尔)。按例1的方法，用氨调节pH＝8。反应结束后，转移到蒸馏釜中，加入400g水和250g 40％NaOH溶液，蒸出约280g氨水。产物用水稀释至2000g，过滤，得固含量为42.9％的产品。经分析，马来酸的转化率为97.4％，亚氨基二琥珀酸钠的收率为80.1％，富马酸收率为4.6％，天门冬氨酸的收率为11.3％。权利要求1.一种，该方法以马来酸酐、碱金属氢氧化物、氨水为原料，并按马来酸酐与碱金属氢氧化物的摩尔比1∶0.01～1.99，马来酸酐与水的摩尔比1∶2～30，混合后生成马来酸及碱金属盐，调节pH之后，加入反应釜中，在100～150℃于1.0～5.0MPa压力下反应生成亚氨基二琥珀酸盐，反应后蒸出其中未反应的氨，再加入碱金属氢氧化物及水，得到所需浓度的亚氨基二琥珀酸盐溶液产品，其特征在于可以先加入碱金属氢氧化物之后，通过用氨气或氨水调节体系中的pH值；或者是先加入氨气或氨水，再用碱金属氢氧化物调节pH值，实现控制反应收率；当马来酸酐与碱金属氢氧化物摩尔比低于0.8时，体系的pH最好控制在7～8，当马来酸酐与碱金属氢氧化物摩尔比在0.8～1.5时，pH值最好控制在8～10。全文摘要本专利技术公开了一种。该方法以马来酸酐、碱金属氢氧化物、氨为原料,并按马来酸酐与碱金属氢氧化物或与水按一定摩尔比混合后生成马来酸及碱金属盐,调节pH之后,加入反应釜中,在100～150℃于1.0～5.0MPa压力下反应生成亚氨基二琥珀酸盐,反应后蒸出其中未反应的氨,再加入碱金属氢氧化物及水,得到所需浓度的亚氨基二琥珀酸盐溶液产品,其特征在于:采用加入碱金属氢氧化物或氨水或氨气调节体系中的pH值,实现控制反应收率。本专利技术的优点在于通过调控体系中pH提高产物的收率,其马来酸酐的转化率一般可达97%以上,产物亚氨基二琥珀酸盐收率高、不含氨,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亚氨基二琥珀酸盐螯合剂的制备方法，该方法以马来酸酐、碱金属氢氧化物、氨水为原料，并按马来酸酐与碱金属氢氧化物的摩尔比１∶０．０１～１．９９，马来酸酐与水的摩尔比１∶２～３０，混合后生成马来酸及碱金属盐，调节ｐＨ之后，加入反应釜中，在１００～１５０℃于１．０～５．０ＭＰａ压力下反应生成亚氨基二琥珀酸盐，反应后蒸出其中未反应的氨，再加入碱金属氢氧化物及水，得到所需浓度的亚氨基二琥珀酸盐溶液产品，其特征在于：可以先加入碱金属氢氧化物之后，通过用氨气或氨水调节体系中的ｐＨ值；或者是先加入氨气或氨水，再用碱金属氢氧化物调节ｐＨ值，实现控制反应收率；当马来酸酐与碱金属氢氧化物摩尔比低于０．８时，体系的ｐＨ最好控制在７～８，当马来酸酐与碱金属氢氧化物摩尔比在０．８～１．５时，ｐＨ值最好控制在８～１０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚权，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]