[发明专利]一种微波辅助纳米铁酸盐制备乙二胺四乙酸酐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化合物的制备方法，尤其涉及一种微波辅助纳米铁酸盐制备乙二胺四乙酸酐的方法。

背景技术

乙二胺四乙酸作为一种重要的螯合剂，由于其化学键紧密，能与多种金属离子形成配合物，且配合物稳定性很高。主要用于将硬水软化，螯合硬水中的多种金属离子，如钙、镁、铁、铅、锰等。另还广泛用于洗涤剂、染色助剂、纤维处理机、化妆品添加剂、食品添加剂、农业微肥及海水养殖等。在丁苯橡胶聚合用氯化还原引发系统中，乙二胺四乙酸二钠作为活性剂组成部分，络合铁离子，控制聚合反应速度。乙二胺四乙酸形成的螯合物大多数带电荷，故能溶于水。乙二胺四乙酸螯合物作为可溶性乙二胺四乙酸盐在医学上亦有应用，如乙二胺四乙酸锑可用作血吸虫病实验治疗；乙二胺四乙酸铁钠可作为新型补铁剂；乙二胺四乙酸二钾是当前临床检验工作中血液常规检查主要使用的抗凝剂，它能与血液中钙离子结合形成螯合物,使钙离子失去凝血作用,从而阻止血液凝固。

目前许多研究基于乙二胺四乙酸酐（EDTAD）的化学特性，利用EDTAD中酸酐的N-酰化开环反应，与丁二胺、乙二醇等合成pH敏感水凝胶。EDTAD与1,4-丁二胺合成一种新型线性脂肪族聚合物——聚氨酸（PAA）。乙二胺四乙酸酐还可以作为修饰剂生物吸附剂进行化学接枝改性，提高催化剂催化性能。基于此，随着乙二胺二乙酸化学特性不断被挖掘，其在高分子聚合物合成及表面改性等化学研究领域具有潜在应用价值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种微波辅助纳米铁酸盐制备乙二胺四乙酸酐的方法。

微波辅助纳米铁酸盐制备乙二胺四乙酸酐的方法包括如下步骤：

1)将10毫克～1克可溶性乙二胺四乙酸盐，溶于500毫升～2升去离子水中，得到乙二胺四乙酸盐溶液；

2)将0.01克～5克纳米铁酸盐颗粒，加入乙二胺四乙酸盐溶液中，在微波功率为100瓦～3000瓦条件下，微波辐照1分钟～10分钟；产物经离心水洗过滤纳米铁酸盐，得到清液，将清液在60～100℃烘箱中缓慢蒸干得到乙二胺四乙酸酐。

所述的可溶性乙二胺四乙酸盐为：乙二胺四乙酸钠盐、乙二胺四乙酸钾盐、乙二胺四乙酸钙盐、乙二胺四乙酸铁盐、乙二胺四乙酸铜盐、乙二胺四乙酸镁盐、乙二胺四乙酸锰盐或乙二胺四乙酸钴盐中的一种或数种。所述的纳米铁酸盐是指单晶尺寸为10～100纳米的RFe₂O₄，R为Mn、Ni、Co、Zn或Cu中的一种或数种。

本发明制备的乙二胺四乙酸酐可用于合成聚氨酸、水凝胶等高分子化合物，并可对生物吸附剂进行化学改性，具有潜在的应用前景。本发明工艺流程简单，设备投资少，运行成本低廉，是一项经济有效的制备方法。

附图说明

图1是在微波辅助纳米铁酸盐处理前的MS谱图；

图2是微波辅助纳米铁酸盐处理3分钟后得到的产物的MS谱图。

具体实施方式

微波辅助纳米铁酸盐制备乙二胺四乙酸酐的方法包括如下步骤：

1)将10毫克～1克可溶性乙二胺四乙酸盐，溶于500毫升～2升去离子水中，得到乙二胺四乙酸盐溶液；

2)将0.01克～5克纳米铁酸盐颗粒，加入乙二胺四乙酸盐溶液中，在微波功率为100瓦～3000瓦条件下，微波辐照1分钟～10分钟；产物经离心水洗过滤纳米铁酸盐，得到清液，将清液在60～100℃烘箱中缓慢蒸干得到乙二胺四乙酸酐。

所述的可溶性乙二胺四乙酸盐为：乙二胺四乙酸钠盐、乙二胺四乙酸钾盐、乙二胺四乙酸钙盐、乙二胺四乙酸铁盐、乙二胺四乙酸铜盐、乙二胺四乙酸镁盐、乙二胺四乙酸锰盐或乙二胺四乙酸钴盐中的一种或数种。所述的纳米铁酸盐是指单晶尺寸为10～100纳米的RFe₂O₄，R为Mn、Ni、Co、Zn或Cu中的一种或数种。

由于纳米铁酸盐具有良好的吸波性能，微波辐照时其表面形成热点，多相反应中可催化降解乙二胺四乙酸盐使之脱水形成乙二胺二乙酸酐，随着温度快速升高，反应速率也大大加快。产物经离心水洗，过滤纳米铁酸盐，得到清液，将清液在60～100℃烘箱中缓慢蒸干得到乙二胺四乙酸酐。以下是液质联用检测结果：

采用LC-MS检测EDTA催化降解结果，在微波辅助铁酸盐处理前，MS谱图上观察到 m/z316.3是EDTA二钠的分子峰。微波辅助铁酸盐处理后，质谱图明显不同，说明有新的中间物生成，m/z256.2表明是乙二胺四乙酸酐的分子量。