[发明专利]一种螯合剂N,N’-乙二胺二琥珀酸钠盐的制备方法

说明书

本发明公开了一种螯合剂螯合剂N,N'‑乙二胺二琥珀酸钠盐的制备方法。该方法采用高压下，使用顺丁烯二酸盐和乙二胺进行Michael加成反应制备N,N'‑乙二胺二琥珀酸钠盐。本发明优点在于反应时间短，产率高，反应温和，容易控制。制备的N,N'‑乙二胺二琥珀酸钠盐具有矿化速度快，易在环境中降解，生物毒性小，对金属离子的螯合能力强，使用方便等优点使其在重金属污染土壤的修复中有逐渐替代EDTA、NTA等螯合剂的趋势。

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及螯合剂N,N'-乙二胺二琥珀酸钠盐的制备方法。

背景技术

土壤植物修复技术是根据植物对某些特定化合物的可耐受或超积累的特性，利用绿色植物及其微生物提取、转移、吸收、分解、转化或固定土壤中的重金属等有机或无机污染物并把它们从土壤中去除，从而达到净化土壤中污染物，达到净化环境的目的，因此土壤植物修复技术是一种极具发展潜力的治理环境污染的绿色技术。该技术在修复土壤的同时也净化和绿化周围环境，对土壤作原位处理的同时也增加了土壤有机质含量和土壤肥力，对环境的干扰小，技术成本较低。目前国内外许多研究者正在从事植物修复的理论研究和实际应用工作，其对策之一是螯合诱导植物修复。这一技术的要点是向土壤中施加螯合剂来增加重金属在土壤中的溶解性，植物通过根系从土壤中吸取重金属，并将其转移、贮存到植物茎叶部分，促进重金属在植物地上部分的累积。

最多的螯合剂是EDTA（乙二胺四乙酸）。EDTA对重金属离子有很强的螯合能力，在增加重金属在土壤中的可溶性同时，也增加了金属向下和四周迁移的可能性，从而增加了对地下水和周边环境造成二次污染的危险性。此外，EDTA在环境中非常稳定不易被降解，施入土壤的EDTA有着较强的残留效应。

EDDS（N,N'-乙二胺二琥珀酸）具有矿化速度快，易在环境中降解，生物毒性小，对金属离子的螯合能力强，使用方便等优点使其在重金属污染土壤的修复中有逐渐替代EDTA、NTA等螯合剂的趋势。

但是目前的合成方法：（1）美国专利US 3158635中采用常压条件下，将顺丁烯二酸酐溶于等质量的水中，用质量百分比为50%的氢氧化钠水溶液调节体系pH值，然后与乙二胺回流状态下保温反应48小时制得，转化率为78%。该方法由于碱溶液质量百分比浓度高，调节体系pH值过程需要严格控温以防止体系温度急剧升高，反应时间长，乙二胺转化率低。（2）美国雅宝公司在专利US 5554791中描述可由L-天门冬氨酸和1,2-二卤代烷烃在碱性介质中进行亲核消去反应，这类方法会生成大量的L-天门冬氨酸钠盐，同时，卤代烃反应活性比较高，亲核消去反应过程可生成伯胺、仲胺等，使得反应转化率低，副产物多且难分离。

发明内容

本发明提供一种螯合剂N,N'-乙二胺二琥珀酸钠盐的制备方法。本发明人发现，在采用高于常压的条件下，优选为0.1~0.5MPa，碱催化乙二胺和顺丁烯二酸盐更易进行Michael加成反应，制备螯合剂N,N'-乙二胺二琥珀酸钠盐。缩短了反应时间，且提高了产率。顺丁烯二酸酐和顺丁烯二酸均可以作为顺丁烯二酸盐的来源。

螯合剂N,N'-乙二胺二琥珀酸钠盐的制备方法，以顺丁烯二酸酐作为顺丁烯二酸盐的来源，具体步骤如下：

（1）预热反应釜至釜内温度≥55℃；

（2）将顺丁烯二酸酐加入反应釜，开启搅拌，加热升温至60~80℃；

（3）向步骤（2）中加入碱溶液，中和顺丁烯二酸酐成顺丁烯二酸盐，调节体系pH至碱性，控制体系温度70~90℃；

（4）向步骤（3）中滴加乙二胺；

（5）滴加完毕，提升反应釜压力，加热升温至回流温度，然后保温，反应至终点；

（6）降温降压得N,N'-乙二胺二琥珀酸钠盐水溶液。

上述步骤（1）中所述的预热反应器温度范围可为55~65℃，其中优选温度范围是58~62℃。