[发明专利]一种生物可降解螯合剂及其制备方法

说明书

一种生物可降解螯合剂及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1）先将氯乙酸与水称量好，然后缓慢滴加液碱，同时控制好温度不超过45℃，反应制备氯乙酸钠；2）按照计量好去离子水、L‑谷氨酸与液碱反应配制L‑谷氨酸二钠溶液加入催化剂，然后升温到85℃；3）将步骤1中物料与已经配制的液碱同时加入到2中，控制好两者的滴加速度，反应体系PH，且PH值控制在9.5‑10.5之间；4）上述滴加完以后，反应1h后升温到95℃，继续反应3h，结束后降低到室温直接得到GLDA绿色螯合剂溶液成品；操作简单、工艺稳定、产品品质高、性能好，具有巨大的应用前景和市场经济效益。

技术领域

本发明涉及聚合物制备技术领域，特别涉及一种生物可降解螯合剂及其制备方法。

背景技术

螯合剂主要有磷酸盐、羟基羧酸、氨基羧酸以及含羧酸类聚合物。磷酸盐的螯合螯合效果较佳，但含磷对环境造成极大污染，使用比较多的主要有三聚磷酸钠（STPP），但是在全球限磷、禁磷的呼声中逐渐淡市场。羟基羧酸主要有葡萄糖酸钠、柠檬酸钠等，一般金属离子的螯合型性能较差，性价比不高。丙烯酸类聚合物属于高分子螯合剂，除具有螯合能力外，兼具增稠和絮凝作用一般螯合后会沉降在水中同时也难生物降解，氨基羧酸类主要有乙二胺四乙酸（EDTA）、羟乙基乙二胺三乙酸（HEDTA）、二乙烯三胺五乙酸（DTPA）、氮川三乙酸（NTA）、亚氨基二琥珀酸（IDS）、谷氨酸二乙酸（GLDA）、甲基甘氨酸二乙酸（MGDA）等。其中，EDTA不易生物降解（OECD），NTA具有潜在的致癌性,IDS螯合金属的性能较低，GLDA是目前研究比较多的可生物降解的螯合剂，在环境方面与NTA、EDTA相比存在很大的优势，比较了众多的合成文献，主要原料是L-谷氨酸，各个公司有区别在于选择另外一个合成主原料不同，羟基乙腈、2-氯乙腈、氰化钠、氢氰酸。另外目前有公司也采用氯乙酸合成GLDA但是该反应过程加入缚酸剂三乙胺或者吡啶，而且量比较大，这样导致后来的产品中三乙胺盐酸盐与GLDA共存，而且这两种盐的混合后三乙胺盐酸盐很难处理掉，使得后其GLDA是混合物，其效果可能受到影响另外会增加对环境的污染。为了解决合成GLDA的合成技术目前存在的问题，本司发明提供了一种利用催化在无机碱作为缚酸剂，反应后无需进行脱色处理一锅法合成GLDA技术。本发明原料来源广泛价格低廉，生产设备简单，反应过程中有涉及催化、取代、等多个化学反应都是一锅法进行合成，安全性高、没有涉及剧毒类物质，同时产品收率高，性能好，对环境无负面影响，是绿色环保且易于大工业生产的工艺。

因此，发明一种生物可降解螯合剂及其制备方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物可降解螯合剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物可降解螯合剂及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）先将氯乙酸与水称量好，然后缓慢滴加液碱，同时控制好温度不超过45℃，反应制备氯乙酸钠；

2）按照计量好去离子水、L-谷氨酸与液碱反应配制L-谷氨酸二钠溶液加入催化剂，然后升温到85℃；

3）将步骤1中物料与已经配制的液碱同时加入到2中，控制好两者的滴加速度，反应体系PH，且PH值控制在9.5-10.5之间；

4）上述滴加完以后，反应1h后升温到95℃，继续反应3h，结束后降低到室温直接得到GLDA绿色螯合剂溶液成品。

本发明的技术效果和优点：

本发明利用完全中和的氨基酸与氯乙酸在乙酸钠催化、缚酸剂液碱条件发生双分子取代反应，且反应过程中一直是常压和水做溶剂，避免使用剧毒物质，无任何三废产生且产品质量稳定，是一个绿色工艺。另外反应过程中使用了乙酸钠作为催化剂用量少，无需后处理，且反应之后的产品为无色透明溶液，整个反应一锅完成安全环保易于实现大工业化生产，操作简单、工艺稳定、产品品质高、性能好，具有巨大的应用前景和市场经济效益。

附图说明

图1为本发明的涉及反应示意图。

具体实施方式