Нонаметилендиамин N,N,N,N'-тетрауксусная кислота в качестве комплексона Советский патент 1981 года по МПК C07C101/26 

1

Изобретение относится к новым комплексонам на основе полиметилендиаминов- в частности к комплексону на основе нонаметилендиамина,.и может использоваться в качестве комп 1ексона в химии и химической технрлог ии. Известна этилендиамин-Н,Н,Ы N-тетрауксусная кислота (ЭДТА), используемая как комплексов flj. Однако при использовании в фотометрии ЭДТА имеет недостаточно большие коэффициенты молярной зксти ции () с рядом переходных металлов. При комплексонометрическом титровании смесей металлов ЭДТА не проявляет достаточной избирательности по отношению к некоторым металлаМ), что усложняет анализ. Цель изобретения - расширение ассортимента соединений. Цель достигается тем, что нонам тилендиамин-N,N,N,N-гетрауксусная

кислота (НМДТА),

имеющая структурную формулу

ноос-н с.,,,..сн.-соон

СН; -СООН, ноос-н, используется в качестве комплексона. Синтезированный комплексон образует устойчивые комплексы с ионами металлов. Сиитез с нонаметилендиамин-М,Ы, N ,М -тетрауксусной кислоты осуществляют реакцией конденсации дихлоргидрата нонаметилендиамина с хлоруксусной кислотой в щелочной среде в водном растворе при повышенной температуре. После завершения реакции раствор упаривают, охлаждают. После подкйсления концентрированной НС1 до рН 2,(Н2,5 выпадает комплексон. который отделяют и сушат. При необходашости очищают перекристаллизацией из воды. 3 Пример. В 250 мл воды раствопяют 11,6 г (0,05 моль) дихлоргидрлта ионаметилендиамина и 22,0 г (0,23 моль) хлоруксусной кислоты, Затем прибавляют LiOHH20 До достижения рН 8-9. Полученный раствор на гревают на кипящей водяной бане в 4-5 ч, поддерживая рН 8-9 добавлением LiOHH O и количество раствора прибавлением воды. После окотгания реакции, когда рН раствора перестает изменяться, раствор упаривают на водяной бане, охлаждают изатем подкисляют концентрирован ной НС) до рН 2,0-2,5. После охлаждения из раствора выпадает комплексон, который отфильтровывают, промывают и сушат при в течение ч,Дри необходимости комплексов очищают перекриста,11лизацией из воды Выход 15,8 г (81%), НВДТА представл ет собой белое кристаллическое вещество, плохо растворимое в воде

Логарифмы констант устойчивости

Комплек- сон

Таблица 1

комплексов 64 :и легко растворимое в растворах щелочей. Найдено, %: С 52,16; Н 7,81; N 7,23. , Вычислено, %: С 52,27; Н 7,75; N 7,17 При 25°С и ионной силе 0,1 (KNO) определены константы кислотной диссоциации НМДТА, равные: рК.2,,09; рК2 3,08±0,06; ,89i +0,02; ,54+0,03. НМДТА образует более интенсивно окрашенные комплексы с медью (н), по сравнению с ЭДТА, Так, например, коэффициент молярной экстинкЦии ()комплексов меди () с НМДТА равен 60,8, в то время как для ЭДТА равна 25,5. В табл. 1 приведены логарифмы констант устойчивости комплексов нонаметилендиамин - N,N,N ,N -тетрауксусной кислоты и ЭДТА с некоторыми металлами.

НМДТА 12,10 25,30 4,12 4,09 3,72 ЭДТА 18,80 21,80 8,69 .10,708,63

Как видно из приведенных данных, НМДТА имеет устойчивость комплексов с ртутью (tn на 3,5 порядка выше, чем ЭДТА. Вместе с тем низкая устойчивость с кальцием (более чем на 6 порядков ниже, по сравнению с ЭДТА) позволяет использовать этот комплексон в медицине и сельском хозяйстве для выведения токсичных металлов из организма человека и ясивотных.

Возможно использование НМДТА для комплексонометрического определения ртути в присутствии меди. Как известно, успепюого комплексонометрического определения смеси металлов необходимо различие в константах устойчивости их комплексов не менее, чем на 4 порядка . Как видно из табл, 1. анализ пары Cu-Hg с помощью ЭДТА затруднен ввиду небольшого различия Н константах устойчивости Си и Нд,

Для.НМДТА константы устойчивости Си и Нд различаются на 13 порядков, что позволяет успешно титровать ртуть в присутствии меди.

НМДТА- образует малоустойчивые комплексы с магнием и щелочноземельными

металлами. Это позволяет проводить, например определение меди в присутствии больших избытков щелочноземельных металлов, используя в качестве металлохромного индикатора мурексид, в слабощелочной среде (рН 99,5, аммиачный буфер). Использование для этой цели других комплексонов приводит к сильно завышенным результатам.

В табл. 2 приведены результаты определения меди в присутствии щелочноземельных металлов с помощью различных комплексонов (рН 8-9, индикатор-мурексид).

Таблица 2

4,75 Си 4-50 Са

5,70 4,76 4,75 Са 6,15 4,.79

4,75 Мд 6,50 4,78

Как видно из представленных данных, НМДТА позволяет значительно точнее, чем ЭДТА, определять медь в смесях при значительных избытках щелочноземельных металлов.

Формула изобретения

НонаметилеНдиамин-Н,М.М,,N -тетрауксуснай кислота формулы

HOOC-H.CN

хСН -СООН

n.w 2 -N4CH24-N 2HOOC-HjC СН соон,.

10

в качестве комплексона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Пришибл Р. Аналитическое применение этилёндиаминтетрауксусной кислоты и родственных соединений. М., Мир. 1975, с, 38.