[发明专利]一种绿色螯合剂谷氨酸二乙酸钠盐的制备方法

说明书

本发明涉及一种谷氨酸二乙酸钠盐的制备方法，属于有机合成技术领域。该制备方法是以谷氨酸钠、乙醛酸、甲酸为原料，在一定温度下乙醛酸和谷氨酸钠充分反应后，在甲酸的作用下生成谷氨酸二乙酸钠盐水溶液。该方法使用的谷氨酸钠、乙醛酸和甲酸均为易取得的原料，副产物主要为水和二氧化碳，摒弃了氰化物等剧毒物质，不产生大量废水和有毒副产物；也弃用了氯乙酸为原料，防止了产物中氯离子对某些使用场景的影响，绿色经济环保，易于大规模工业化生产。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，提供一种以谷氨酸钠和乙醛酸为原料合成绿色螯合剂谷氨酸二乙酸钠盐的制备方法。

背景技术

谷氨酸二乙酸钠盐(GLDA)是目前市场上广泛应用的一种绿色螯合剂。谷氨酸二乙酸钠盐具有强大的金属螯合能力，与氨基三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、三聚磷酸钠(STTP)等性能相近。其中，NTA是作为一种可疑致癌物已经被欧美部分禁止使用，EDTA不易被生物降解，STTP含磷，容易造成河流和湖泊的富营养化，且这三者均会对环境与人体造成危害。在要求无磷，以及考虑EDTA与NTA对环境与人体的负面影响下，GLDA无疑成为了最佳选择。谷氨酸二乙酸钠盐具有良好的生物降解性，在OECD的测试中，28天内的生物降解率超过80％，在GHS的最新分类中，也属于无危害产品。且以谷氨酸钠(味精)为主要原料，有超过一半的碳原子来源于天然的碳原子，是一种可持续发展的产品。

日本专利JP1987039554A中提到了关于利用氰化钠制备烷基氨基酸的方法；欧洲专利EP0913461A1提到了关于谷氨酸二乙酸钠盐及其相关螯合剂的使用，主要用于洗涤剂中；欧洲专利EP1004571公布了关于制备高纯度谷氨酸二乙酸钠盐的方法，提高了产品的使用价值；中国专利CN101784513B提出了关于用谷氨酸钠、氢氰酸和甲醛制备谷氨酸二乙酸钠盐的方法，但是仍没有避免氰化物等剧毒物质的使用，产生有毒废水难以处理；中国专利CN109369427A提出了用谷氨酸钠、氯乙酸为原料的方式制备谷氨酸二乙酸钠盐的方法，但是产品中含有大量的氯离子，不仅影响了产品质量，也会对某些使用设备造成损害。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种绿色的制备谷氨酸二乙酸钠盐的方法，该方法是以谷氨酸钠、乙醛酸、甲酸为原料，在一定温度下乙醛酸和谷氨酸钠充分反应后，在甲酸的作用下生成谷氨酸二乙酸钠盐水溶液。该方法使用的谷氨酸钠、乙醛酸和甲酸均为易取得的原料，副产物主要为水和二氧化碳，摒弃了氰化物等剧毒物质，不产生大量废水和有毒副产物；也弃用了氯乙酸为原料，防止了产物中氯离子对某些使用场景的影响，绿色经济环保，易于大规模工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种绿色螯合剂谷氨酸二乙酸钠盐的制备方法，包括以下步骤：

(1)将计量好的谷氨酸钠、去离子水加入反应釜中，室温，搅拌混合均匀；

(2)将乙醛酸、甲酸和液碱分别装入滴加装置后备用；

(3)将步骤(1)反应釜升温至指定温度，开始滴加乙醛酸，滴加结束后继续保温一段时间；

(4)保温结束后开始滴加甲酸，滴加完毕，保持负压浓缩，回流保温；

(5)加入液碱调节pH值；

(6)降温至40～60℃，得谷氨酸二乙酸钠盐水溶液成品。

进一步，所述步骤(1)中谷氨酸钠与去离子水的质量比为1:0.5-10。更进一步，所述步骤(1)中谷氨酸钠与去离子水的质量比为1:0.5-3。

进一步，所述步骤(2)中谷氨酸钠与乙醛酸、甲酸的摩尔比为1:1.5-5.0:1.5-6.0。更进一步，所述步骤(2)中谷氨酸钠与乙醛酸、甲酸的摩尔比为1:1.5-3.0:1.5-3.0。

进一步，所述乙醛酸的质量分数为40～50％，甲酸的质量分数为80～90％。