Цис-1,3-диаминоциклогексан-N,N-дималоновая кислота в качестве комплексона Советский патент 1981 года по МПК C07C101/26 G01N33/16 

Изобретение относится к новому химическому соединению на.основе цис-1/3-диаминоциклогексана, а именно к цис-1,З-диаминоциклогексан-NI N -димсшоновой кислоте, которая может использоваться в качестве комплексона в химии и химической технологии. В аналитической химии и других об ластях широко используют этилендиами -N, N, N, N тетрауксусную кислоту (ЭДТА). Ее применяют для разделения и анализа смесей редкоземельных элементов, а также широко используют в комплексонометрическом анализе многих металлов ll. При проведении комплексонометрического анализа смесей металлов с по мощью ЭДТА часто требуется принимать дополнительные меры по маскированию мешающих металлов, так как ЭДТА обра зует устойчивые комплексы с большинством металлов и не проявляет достаточной избирательности по отношению к отдельным из них. Известны также данные по анализу комплексонов, производных малоновой кислотыг в частности этилендиаминN, N -димапоновой кислоты (ЭДЦМК)12 Однако ЭДЦМК не образует достаточно прочных комплексов с рядом металлов, что снижает возможности ее использования в аналитической имии. Целью изобретения является расширение ассортимента соединений, используеквлх в качестве комплексонов с улучшенными свойствами. Поставленная цель достигается цис1,З-диаминрциклогексан-N, N -дималоновой кислотой (цис-1,3-ДЦГМК) структурной формулы Синтез цис-1, З-днаминоциклозтексан-N, N-дималоновой кислоты проводят взаимодействием дигидрохпсч ида ис-1, 3-диаи«1иноциклогексана с моноброммалоновой кислотой в «елочной реде в водном растворе при повыиен- ой температуре. После окончания

реакции раствор упаривают, охлаж.дают, подкисляют концентированной НВг и выливают в метанол. Получен:ную натриевую соль комплексона очищают и сушат в вакууме. Чистую цис-1,3-ДЦГМК получают с помощью катионита КУ-2.

; Пример. 3,0 г (1,6- ) дигидррхлорида цис-1,3-диаминоциклогексана растворяют в минимальном количестве воды и смешивают с 50 мл водного раствора 7,3 г (4,О-10 мол) моноброммалоновой кислоты. Реакцию проводят цри 75 С на водяной бане в течение б ч при рН 8,5 - 9,О,который поддерживают с помощью МаОК. После завершения реакции раствор упаривают охлс1ждают до 5° С и подкисляют конц. .НВг до рН ,5. Выпавший небольшой осадок побочного продукта отфильтровывают, а фильтрат выливают при интенсивном перемешивании в 10-кратный объем метанола. Выпавший хлопьевидный белый осадок натриевой соли цис-1,3-ВДГМК промывают ацетоном и сушат в вакуумном шкафу при комнатной температуре. Продукт очищают переосаждением в водно-метанольную смесь состава 1:10. Свободную кислоту получают пропусканием раствора натриевой сопи цис-1,3-ДЦГМК через колонку, заполненную катионитом КУ-2 в Н -форме упариванием полученного раствора под вакуумом и высаждением в метанол с последующей сушкой. Получают 1,1 г цис-1,3-ДЦГМК. Выход 22% (считая на ). Комплексен представляет собой белое вещество, хорошо растворимое в воде, трудно растворимое в спиртах и практически нерастворимое в ацетоне и диэтиловом эфире. Температура плавления 130°С с разл.

Найдено, %: С 45,31; Н 5,67; К 8,85. Для CftH eOeNj.

Вычислено,%: С 45,28; Н 5,70; N 8,80

Константы кислотной диссоциации цис-1,3-ДЦГМК определены методом рН-потенциометрического титрования раствора комплексона 0,1 н.NaOH, свободным от COj при 25° С, (,1 (KNO,).

Цис-1,3-ДЦГМК образует устойчивые комплексы с ионами металлов. (таблица 1). Сравнительные данные логарифмов констант устойчивости комплексов цис-1,3-ДЦГМК и , ЭДЦМК с некоторыми металлами представлены в табл.1.

Как видно из табл,1, цис-1,3-ДЦГМК образует более прочные комплексы со свинцом,кадмием и редкоземельными элементами, чем ЭДЦМК примерно на 3-4 порядка, что важно для применения комплексона в аналитическо химии.

Возможно также применение цис-1, 3-ДЦГМК для комплексономе-трическо го определения свинца. При использовании ЭДТА для комплексонометрического определения свинца с эриохромом черным Т в качестве индикатора одновременно титруются и щелочноземельные металлы. Использование же цис-1,3-ДЦГМК для этой цели позволяет проводить прямое определение свинца в присутствии избытка щелочноземельных металлов, так как указанный комплексен образует комплексы (низкой устойчивости со щелочноземельными металлами и магнием.

Логарифмы констант устойчивости комплексов, образованных комплесонами ЭДТА и цис-1,3-ДЦГМК, представлен в табл. 2.

Результаты прямого комплексонометрического титрования (индикатор эриохром черный т) (аммиачный буфер) свинца в присутствии щелочноземельных металлов и магния с помощь ЭДТА и цис-1,3-ДЦГМК представлены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, ЭДТА не позволяет провести прямое комплексонометрическое определение свинца в присутствии щелочноземельных металлов и магния.

Использование же цис-1,3-ДЦГМК позволяет достаточно точно определять свинец в смеси.

Тйким образом, предлагаемое соединение обладает хорошими свойствами комплексона.

Таблица 1

17,78

13,87

14,13

18,74

11,31

9,91

4,93

3,67