1,4,7,10-Тетра/диоксифосфорилметил/-1,4,7,10-тетраазациклододекан в качестве комплексона для связывания катионов меди /п/,кобальта /п/,кадмия /п/,свинца /п/ и лантана /ш/ Советский патент 1984 года по МПК C07F9/38 G01N21/78 

со

00

со оо Изобретение относится к фосфороо ганической химии, а именно к новому соединению - 1,4,7,Ю-тетраСдиоксиф форилметил) -1,4,7,1О-тетрайзациклод декану формулы НгО зРСН jHg НгОзРСНг- н-снгРОзНг (i) которое наиболее эффективно может быть использовано в качестве компле сона, прочно связывающего катионы м гталлов. Это соединение, его свойства и способ получения в литературе не опи саны. Известны комплексоны - диэтилентр aмин-N,N,N ,N ,н -пентауксусная кислота формулы tl ClJ и транс-1,2-циклогексилдиамин-N,N,N,N-тетрауксусная кислота формулы Itl 1.2 формул CHjtrOOH OHjCOOH HOOCCHz : мсНгСЯгКСНгСНгН: он.соон HOOCCHg CHgCOOH О CHgCOOH ЧхЧ„ л .j CH2COOH CHgCOOH (Ш) которые образуют наиболее устойчивые комплексы с большинством катионов металлов. Известен также 1,4,7,10-тетра(кар боксиметил)-,4,7,10-тетраазациклодо декан З, несколько уступающий комп лексонам формул Ц и П1 в эффективности связывания катионов метал.пов в комплексы. Наиболее близким к предлагаемому соединению по структуре и назначению является 1,4,7-трис(диоксифосфорилме тил)-1,4,7- триазациклононан формулы fH POjHe Г) НгРОзСНг-к n-CHePOgHgd) который может быть использован в качестве комплексона для селективного связывания катионов магния, цинка, меди и никеля Г 411. Целью изобретения является повышение эффективности связывания катионов металлов. Поставленная цель достигается предлагаемым 1,4,7,10-тетра(диоксифосфорилметил)-1,4,7,10-тетраазациклододеканом формулы 1, который способен образовывать высокопрочные комплексы с большим числом катионов металлов и по эффективности связывания катионов меди (11), кобальта (II), кадмия (11), свинца (11) и лантана (Itl) превосходит все -известные комплексоны. 1,4,7,10-Тетра(диоксифосфорш1ме тил)-1,4,7,10-тетраазациклододекан получают взаимодействием хлоргидрата 1,4,7,10-тетраазацикпододекана с формалином и фосфористой кислотой в кислой среде. Пример. К смеси 3,2 г хлоргидрата 1,4,7,10-тетраазациклододекана, 3,6 г фосфористой кислоты, 7 мл воды и 7 мл концентрированной соляной кислоты, нагретой до 105 С, прибавляют по каплям 6,5 г водного формалина. Смесь нагревают еще 2 ч при 105 С, в вакууме водоструйного насоса удаляют избыток НС1, продукт осаждают из концентрированного водного раствора ацетоном, перекристаллизовывают из воды. Получают 3,3 г соединения формулы I с выходом 60%, т, пл. 252-255 С: (разл.). Найдено, %: С 26,3 Н 5,7i N 10,0-, Р 22,8. СхиН22 40- 2 4 Вычислено, %: С 26,2;- Н 5,8; N 10,2J Р 22,6. Спектр ЯМР Р {Н в воде - узкий синглетный сигнал с химическим сдвигом + 13,6 м.д. относительно 85%-ной фосфорной кислоты. Критерием эффективности комплексообразования комплексона формулы I константы устойчивости комплексов. Последние находят из данных по Н-потенциометрическому титрованию в системе раствор комплексона формулы 1 (концентрация 0,005 М) - нитрат меалла (концентрация 0,005 М) - KNOj (концентрация 1,0 М) - . Общий объем исходного раствора 50 мл. Титроание проводят на рН-метре с точносью + 0,01 ед. рН-раствором КОН в

1098937

термостатируемой ячейке при 25 ° С вв ряде случаев такозые для комплексотоке аргона.нов формул It и Щ служат доказательПолученные экспериментальные дан-ством эффективного связьгеания катио- ,

ные используют для расчета константнов металлов.

устойчивости комплексов на ЭВМ. Рас- 5 в табл. 1 приведены константы уссчитывают константы устойчивости комп-,тойчивости () комплексов предла-лексов для следующих катионов: М,гаемого комплексона формулы I в сравСа, , , Со, А/ , :нении с комплексонами формул tt и

z. , С , , и 1,4,7 10-тетра(карбоксиме- i

. Высокие значения констант ус- тил)-1 ,4,7,10-тетраазациклододекатойчивости комплексов, превьшаищиеном 13.

Таблица

1,4,7,10-Тетра(диоксифосфорш1метил)-1,4,7,1О-тетраазациклододекан формулы HeOjPCHg- N K-CHgPOjHg H OjFOHz-K Н-СН2ГОзН2 в качестве комплейсона для связыва(Л ния катионов меди (Ц), кобальта (П), кадмия (il), свинца (II) и лантана ЧШ) . с

В табл. 2приведены константы ус-лы 1У при одинаковых . эксперитойчивости комплексон формулы 1 вментальных условиях (25 С, консравнении с 1,4,7-трис(диоксифрсфорил-40центрация 0,005 М, ионная еила ,метил),7-триазациклононаном форму-1,0).

.a2