DE1468805A1 - Process for the production of new complexing agents - Google Patents
Process for the production of new complexing agentsInfo
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Description
8000 MÜNCHEN 228000 MUNICH 22
BM/Ab/tf.BM / Ab / tf.
Die Erfindung betrifft neue Komplexbildner, welohe insbesondere aus Harnstoff, Formaldehyd und einem Alkalisalz der Cyanwaseerstoffsäure in alkalischem Medium hergestellt werdene Man lässt auf den Harnstoff oder gegebenenfalls auf bestimmte seiner Derivate Verbindungen einwirken, welche befähigt sind, auf die vom Harnstoff stammenden Stickstoffatome Alkylencarboxylgruppen derart aufzupfropfen, dass man Moleküle erhält, welche gleichzeitig Säuregruppen und Stickstoffatome enthalten, die fähig sind, mit Metallen Koordinationsbindungen zu ergeben*.The invention relates to new complexing agents, especially those made from urea, formaldehyde and an alkali salt of hydrogen cyanide produced in an alkaline medium its derivative compounds act which are capable of acting on the nitrogen atoms derived from urea Graft alkylenecarboxyl groups in such a way that you get molecules obtained, which at the same time contain acid groups and nitrogen atoms, which are capable of coordinating bonds with metals to result in *.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Komplexbildnern auf Basis von Aminocarbonsäuren bekannt, welches darin besteht, dass man Cyanid und Formaldehyd auf Athylendiamin einwirken läset. Man erhält auf diese Weise die Äthylendiamintetraeesigsäure (EDTA), den klassischen KomplexbildnerρA process for the production of complexing agents based on aminocarboxylic acids is already known, which therein consists of having cyanide and formaldehyde on ethylenediamine let it act. In this way, ethylenediaminetetraacetic acid is obtained (EDTA), the classic complexing agent
8 0 9 8 13^4 ■8 0 9 8 13 ^ 4 ■
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Brfindungsgemäas wird ein Komplexbildner hergestellt, durch die Einwirkung von Formaldehyd und Alkalioyanid oder eines Alkalihaiοgenacetate auf Harnstoff, in einem wie im anderen Fall in alkalisohem Medium. Das eingesetzte Alkalisalz (Oyanid oder Halogenacetat) ist praktisch ein Salz des Natriums oder des Kaliums. Der Vorteil dieses Komplexbildners ist, dass er sehr billig 1st und dass er mit Seife vermischt werden kann, um ein billiges, biologisch abbaufähiges Detergens au ergeben. Tatsächlich sind Komplexbildner auf Basis ▼on Harnstoffen wesentlich billiger als die Äthylendiamintetraeeeigßäure. According to the invention, a complexing agent is produced by the action of formaldehyde and alkali metal anide or one Alkali shark acetates based on urea, in one as in the other Case in medium with low alkali. The alkali salt used (oyanide or halogen acetate) is practically a salt of sodium or potassium. The advantage of this complexing agent is that it is very cheap and that it mixes with soap can be to a cheap, biodegradable detergent au surrender. In fact, complexing agents based on urea are considerably cheaper than ethylenediaminetetraeac acid.
Man kann beispielsweise in folgender Weise vorgehen: Beispiel 1 You can proceed in the following way, for example: Example 1
Zu 15Θ kg Harnstoff werden 21 kg Natriumcyanid, in 85 1 Wasser gelöst, und 15 kg Ätznatron, in 50 1 Wasser gelöst, . zugefügt. Unter einem Vakuum (50 cm, Hg) wird auf 60 0C erhitzt und langsam 32 kg 40$iger Formaldehyd zugesetzt <,To 15Θ kg of urea, 21 kg of sodium cyanide, dissolved in 85 1 of water, and 15 kg of caustic soda, dissolved in 50 1 of water. added. Under a vacuum (50 cm, Hg) the mixture is heated to 60 ° C. and 32 kg of 40% formaldehyde are slowly added <,
Sie Reaktion setzt unter Wärmeentwicklung und Freisetzen von Ammoniak ein; sobald letzteres abgeschlossen ist, fügt man nochmals 21 kg Natriumcyanid, in 85 1 Wasser gelöst, und nochmals langsam 32 kg 40#igen Formaldehyds zu· Es ist zu beachten, dass die Temperatur von 60 0C nicht überβohritten wirdοThe reaction starts with the development of heat and the release of ammonia; once the latter is finished, it will add another 21 kg of sodium cyanide in 85 1 water released, and again slowly 32 kg 40 # weight formaldehyde to · It should be noted that the temperature wirdο not überβohritten of 60 0 C
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Han Betet nooh 5mal 21 kg Natriumcyanid, jeweils in 85 1 Wasser gelöst, und 32 kg 40£igen Formaldehyde zu· Ansohlies8end an die letste Zugabe setzt man 16 kg Formaldehyd zu, um jegliche Spur an Cyanid zu neutralisieren·Han Betet nooh 5 times 21 kg sodium cyanide, each in 85 1 Dissolved water, and 32 kg of 40% formaldehyde added 16 kg of formaldehyde are added to the last addition in order to neutralize any trace of cyanide
Dies ergibt inegesant 147 kg Natriumcyanid, in 595 1 Wasser gelöst, und 224 kg Formaldehyd.This gives in total 147 kg of sodium cyanide in 595 liters of water dissolved, and 224 kg of formaldehyde.
Dann wird das Vakuum aufgehoben, um auf Normaldruok zu kommen und zwei Stunden auf 105 0C erhitzt. Am Ende dieses Vorganges verfugt man Über 750 bis 800 1 einer Lösung, welche 10,5 mg Calciumoarbonat je g Lösung komplex bindet. Durch Ansäuern erhält man einen Niederschlag, welcher ein kristallines Pulver ergibt, das in alkalischem Medium gelöst, eine entsprechende Konplexbindungsfähigkeit besit zt.Then the vacuum is released in order to come to normal pressure and heated to 105 ° C. for two hours. At the end of this process, you have 750 to 800 liters of a solution which complexes 10.5 mg calcium carbonate per g solution. Acidification gives a precipitate which gives a crystalline powder which, when dissolved in an alkaline medium, possesses a corresponding complex binding capacity.
In eine Schale bringt man 120 g Natriumchloraoetat und 170 oor Wasser und erwärmt zum Auflösen auf 55 0O· In ein Beoherglas bringt man 42 g Ätznatron, in 165 onr Wasser gelöst, und fügt 66 g Harnstoff zu· Sie Schale wird schwach erwärmt und der Inhalt des Beoherglases langsam in die Sohale gegossen, wobei die Temperatur während einer Stunde unter Rühren auf 65 0C aufrechterhalten wird·In a bowl brings to 120 g Natriumchloraoetat and 170 oor water and heated for dissolving at 55 0 O · In a Beoherglas brings one 42 g of caustic soda dissolved in 165 onr water, and added 66 g of urea to · will shell warmed slightly and wherein the temperature is maintained for one hour under stirring at 65 0 C slowly poured into the contents of the Beoherglases Sohale, ·
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koeplexbildenden Eigenschaftencomplex-forming properties
Srflndungsgeaäss wurde ferner gefunden, dass es durch «eitere bestirnte Modufikationen des oben beschriebenen Herstellungs-Terf ahrens «öglich ist» Komplexbildner su erhalten» welche gans besondere wirkungsvoll und in wirtschaftlicher Hinsicht Torteilhaft sind.Contamination has also been found to fester through some modifications of the production term described above Ahrens "possible" complexing agent is also available "which gans are particularly effective and are part of the economic picture.
Id wurde insbesondere festgestellt, dass man die besten Aus-» beuten an Koaplexblldnern erhält, wenn man ein ganz bestimmtes Herstellungsrerfahren einhält, das die Zufügung der Reaktionspartner und die Reaktionstemperaturen betrifft: Bs teigt sioh als vorteilhaft, den Formaldehyd zur wässrigen alkalischen Lösung des Harnstoffs und des Alkalicyanide sehr langsam susufUgen, gegebenenfalls unter Kühlen, so dass die fseperator nicht 30 0C überschreitetβ It was found in particular that the best yields of Koaplexblldnern are obtained if one adheres to a very specific production process, which concerns the addition of the reactants and the reaction temperatures the alkali metal cyanides susufUgen very slowly, optionally with cooling, so that the fseperator not exceed 30 0 C β
las die Anteile an Harnstoff, Alkalicyanid und Formaldehyd betrifft, die einzusetzen sind, kann man auf 1 Mol Harnstoff swisohen 2 und 4 Mol des Alkalicyanide und zwischen 2 und 4 MbI Formaldehyd einwirken lassen, wobei in jedem Falle zu beachten 1st, dass je Mol Alkalicyanid mindestens 1 Mol Formaldehyd eingesetzt wird.When it comes to the proportions of urea, alkali metal cyanide and formaldehyde to be used, 1 mol of urea can be used swisohen 2 and 4 moles of the alkali metal cyanide and between 2 and Allow 4 MbI formaldehyde to act, in any case Note that per mole of alkali metal cyanide, at least 1 mole of formaldehyde is used.
ϊβ Würde gleiohermauöen festgestellt, dass die Komplexbindungs»ϊβ Would it be found that the complex bond »
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fähigkeit der erfindungsgemäse erhaltenen Produkte merklich erhöht wird, wenn man nach der Kondensation des Harnstoffe, des Alkalicyanide und des Formaldehyde in alkalischem Medium ansohliessend einen Überschuss an Formaldehyd - gegebenenfalls nachdem man eu einem sauren Medium Übergegangen ist, einwirken lässt, wobei diese Reaktion mit einem Poraaldehyd-Ubereohuse (mindestens 1/2 MbI je Mol Harnstoff) entweder direkt an der flüssigen Reaktionsmasse nach Abschluss der alkalischen Hydrolyse ausgeführt werden kann oder an dem durch Zusatz von Säure zur flüssigen Reaktionsmasae naoh Abschluss der alkalischen. Hydrolyse gefällten Produkt ausgeführt werden kann· ability of the products obtained according to the invention noticeably is increased if after the condensation of the urea, the alkali metal cyanide and the formaldehyde in an alkaline medium then an excess of formaldehyde - if necessary after one has passed an acidic medium, allows to act, this reaction with a Poraaldehyd-Ubereohuse (at least 1/2 MbI per mole of urea) either directly on the liquid reaction mass after completion of the alkaline hydrolysis can be carried out or on the addition of acid to the liquid reaction masae after completion of the alkaline. Hydrolysis precipitated product can be carried out
Die weiteren Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie iu beschränken; angegebene Teile sind Qewiehtsteile.The other examples explain the invention without it restrict; specified parts are weight parts.
Man vermischt 60 Teile Harnstoff» 100 Teile NaCN, in 200 Teilen Wasser gelöst, und 15 Tell· HaOH in 20 Teilen Wasser gelöst. Tropfenweise fügt man innerhalb 4 bis 5 Stunden Teile 3Oxigen Formaldehyde zu, wobei man kühlt, damit die Temperatur niemals 30 0C Überschreitet. Man lässt da· Genieoh einig· Stunden ruhen, bis dl· Aanonlakentwloklung beginnt and erhitet 3 Stunden am Rückfluss oder man läset da· Gemisoh •infaoh Behrer* Tage stehen» Dann fügt »an 5 Teile Soda su60 parts of urea »100 parts of NaCN, dissolved in 200 parts of water, and 15 parts of HaOH dissolved in 20 parts of water are mixed. Dropwise is added within 4 to 5 hours parts 3Oxigen formaldehydes, while cooling so that the temperature never exceeds 30 0 C. You let the Genieoh rest for a few hours until the Aanonlakentwloklung begins and reflux for 3 hours or let the Gemisoh infaoh Behrer stand for days »Then add» to 5 parts of soda, see below
- 5 - ■■'...- 5 - ■■ '...
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, U68805, U68805
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und erhitzt nochmals eine Stunde. Man erhält 00 350 Seile einer Löeung, von der 1 cm* 75 ag CaCO* komplex bindet.and heated again for an hour. You get 00 350 ropes a solution of which 1 cm * 75 ag of CaCO * complex binds.
Duron Ansäuern ait HCl1 anschliessendes Filtrieren and Trooknen des gebildeten liederschlages erhält man ein kristallineβ Pulver» welches, in verdünnter Soda oder Pottasche gelöst, Je g ΥΘ1 ng CaCO, komplex bindet.Duron acidification with HCl 1, subsequent filtration and drying of the precipitate formed, a crystalline powder is obtained, which, dissolved in dilute soda or potash, binds complexes per g ΥΘ1 ng of CaCO.
Bilnlil ♦Bilnlil ♦
Mao aieoht 60 Teil· Harnetoff, 100 Teile NaCH, gelöst in 150 Ttilen fatfter und 15 Teile ITaOH, gelöst in 20 Teilen !«•«er. Man fügt tropfenweise innerhalb 4 bis 5 Stunden 200 teile 30jfigen fontaldehyd zu, wobei man kUhlt, um 30 0C nioht tu ftbersohreiten.Mao aieoht 60 parts · Harnetoff, 100 parts NaCH, dissolved in 150 parts fatfter and 15 parts ITaOH, dissolved in 20 parts! «•« er. Is added dropwise over 4 to 5 hours 200 parts 30jfigen to fontaldehyd, wherein one cools to 30 0 C nioht tu ftbersohreiten.
liest einige Stunden stehen, bis sich die Flüssigkeit verfärbt und sieh Ammoniak zu entwickeln beginnt und erhitzt 5 Btunden unter Rückfluss· Kan lässt auf 50 0C abkühlen und fOgt 50 Teile 3Obigen Formaldehyds zu; man erhitzt 1 Stunde unter Rüokfluas. Nach des Abkühlen säuert man mit HOl an und erhält ein kristallines Pulver, welches sich absoheidet, und das sian filtriert und trocknet.are reads a few hours until the liquid is colored and see ammonia begins to develop and heated under reflux for 5 Btunden · Kan leaves at 50 0 C to cool and Fogt 50 parts formaldehyde to 3Obigen; it is heated under Rüokfluas for 1 hour. After cooling, it is acidified with HOl and a crystalline powder is obtained, which separates out, and the sian is filtered and dried.
JM;-*;rr<o J'KÜ BAD ORIGINAL* JM ; - *; rr <o J ' KÜ ORIGINAL BATHROOM *
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325 ag OaOO. komplex.325 ag OaOO. complex.
Nan misoht 60 Teile Harnetoff, 200 Teile IeCV, gelöst in 300 fellen Wasser und 15 feile HaOH9 gelöet in 20 Teilen Nasser. Men fttgt tropfenweise 400 Teile 30jligen Formaldehyde suf wobei Mpn kühlt, im 30 0O nicht au Ubereohrelten.Nan misohts 60 parts of Harnetoff, 200 parts of IeCV, dissolved in 300 parts of water and 15 parts of HaOH 9 dissolved in 20 parts of water. Men fttgt dropwise 400 parts 30jligen Formaldehyde su f wherein Mpn cools, not in au 30 0 O Ubereohrelten.
Man läset einige Stunden stehen und erhltst 3 Stunden unter Rüokfloee. Sann fttgt stan 15 Teile Ätznatron su und er hit Et noohmale 2 Stunden. Haoh dem Abkühlen ist die Flüssigkeit diok geworden und bindet je g 97,5 ng OaCO^ komplex.Let stand a few hours and get 3 hours under Rüokfloee. Sann fttgt stan 15 parts caustic soda su and he hit Et noohmal 2 hours. After cooling down is the liquid diok and binds each g 97.5 ng OaCO ^ complex.
Man fällt alt BDI, filtriert und trocknet den !ledersohle*. Man erhält ein saures Pulrer, welches je g 200 ag komplex bindet.You drop old BDI, filter and dry the leather sole *. An acidic powder is obtained which complexes binds 200 ag per g.
25 feile dee pulrerfürmigen Produkte, welches man genäes Beispiel 3 erhalten hat, lust man in 25 Teilen Formaldehyd.· Man fugt 100 Teile Wasser hlnsu und erhitet 1 1/2 Stunden unter Htlokfluae. Beim Abkühlen trennt eich ein kristalliner Feststoff ab. Haoh Filtern und Trocknen erhält man ein eauree , Pulver, welches, in verdünnter SodalOsung gelöet, je g25 feile dee powder-shaped products, which one sews Example 3 has been obtained, one lusts in 25 parts of formaldehyde. 100 parts of water are added and the mixture is heated for 1 1/2 hours under Htlokfluae. A crystalline separates as it cools down Solid from. Haoh filtering and drying you get an eauree, Powder, which, dissolved in dilute soda solution, per g
, j »Λ,9β13/138ί ,, j »Λ, 9β13 / 138ί,
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331,2 ag OaCO, komplex bindet.331.2 ag OaCO, complex binds.
Beispiel 7Example 7
25 Seile dee pulrerfönnigen, sauren Produkte, welches gemfise Beispiel 5 erhalten wurde, werden in 25 Seilen formaldehyd gelOst. «an fügt 100 Seile Wasser hinzu und erhitBt 1 1/2 Stunden unter Rückfluss; nach den Abkühlen saugt man die Kristalle ab und erhält ein saures Pulver, weichest in ver~ dunnter ßodalösung gelöst, je g 375 mg CaOO5 komplex bindet.25 ropes of the powdery, acidic product obtained according to Example 5 are dissolved in 25 ropes of formaldehyde. Add 100 ropes of water and reflux for 1 1/2 hours; After cooling, the crystals are filtered off with suction and an acidic powder is obtained, which, when dissolved in dilute sodium carbonate solution, binds 375 mg of CaOO 5 complex per g.
Man aisoht 60 Seile Harnstoff mit 100 Teilen HaOH, gelöst in 200 Seilen fasser und 15 Seile HaOH, gelöst in 40 Seilen Wasser. Man eetat tropfenweise 200 Seile 3Obigen Formaldehyd SU9 wobei man kühlt, um 30 0O nicht zu Überschreiten. Bas Gemisch lässt nan 24 Stunden stehen· Bann fügt man 50 Seile formaldehyd und die erforderliohe Menge Chlorwasserstoffsäure hlnsu, um den pH-Wert auf 1 su bringen, und er hit et eine Stunde unter Rückfluss. Man lässt abkühlen, setBt 40 Seile 8oda und 200 Seile Wasser su, um den pH-Wert auf 13 su bringen. Bann erhitzt man 1 1/2 Stunden unter BUekfluss. Man erhält 960 cm* einer Lösung, ron der 10 om' 140 mg CaCO, koaplex binden.60 ropes of urea are mixed with 100 parts of HaOH, dissolved in 200 ropes of barrel and 15 ropes of HaOH, dissolved in 40 ropes of water. 200 ropes of 3Obigen formaldehyde SU 9 are added dropwise, with cooling so as not to exceed 30 0 O. The mixture is left to stand for 24 hours. 50 ropes of formaldehyde and the required amount of hydrochloric acid are added to bring the pH to 1 su, and it is refluxed for an hour. It is allowed to cool, 40 ropes of soda and 200 ropes of water are added to bring the pH to 13. Bann is heated under a river for 1 1/2 hours. 960 cm * of a solution is obtained, of which 10 om '140 mg of CaCO 2 coaplex bind.
BAD ORIGINAL
809813/13 53BATH ORIGINAL
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Diese Komplexbildner ergeben mit Metallen stabile Qhelate.These complexing agents produce stable qhelates with metals.
Nachstehend werden einige Chelat-Eigenschaften des Produkts nach Beispiel 1 angeführt:Some of the chelating properties of the product according to Example 1 are listed below:
Gewicht des Komplexbildnere je Mol als Cheiat gebundenen Metalls: 156 ^.Weight of the complexing agent per mole bound as Cheiat Metal: 156 ^.
Gewloht des Komplexbildners je g als Ohelat gebundenen Calciumsι 3»9 g«Desired of the complexing agent per g bound as a carbonate Calcium 3 "9 g"
Es 1st schwierig, die erfindungsgemässen Komplexbildner oder Chelatbildner nach ihrer Konstitution su charakterisieren·It is difficult, the inventive complexing agents or Characterize chelating agents according to their constitution
Die erhaltenen Produkte finden in allen Zweigen der Industrie Verwendung» wo es erforderlich ist, Metalle» wie die Erdalkalimetalle oder Sohwermetalle, wie Elsen» Zink» Mangan» Kobalt us«»» komplex au binden.The products obtained can be found in all branches of industry Use »where it is necessary, metals» such as the alkaline earth metals or sohr metals, such as Elsen »zinc» manganese » Bind cobalt us «» »complex au.
Die Erfindung betrifft gleiehermassen Seifen» welohe die·· Komplexbildner enthalten» und welche biologisch abbaufähige Detergentien darstellen» dl· sich in kalkhaltigen Wässern wie synthetische Detergentien Terhalten.The invention relates to the same mass of soaps »which the ·· Complexing agents contain "and which are biodegradable detergents" can be found in calcareous waters like synthetic detergents.
Man erhält diese Seifen, Indem man beispielsweise 2/5 gewehnlich·» Belf« and 1/5 Komplexbildner wmleoht. ~*These soaps are obtained by, for example, 2/5 usually · » Belf «and 1/5 complexing agent wmleoht. ~ *
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Ober die Herstellung biologisch abbaufähiger Detergentien, wie oben erwähnt, hinaus erstrecken sich die Anwendungen beispielsweise auf die pharmazeutische, kosmetische, metallurgische und photographieche Industrie, auf die Landwirtschaft, insbesondere auf Dünger (wasserlösliche Metallchelate, besondere von Spurenelementen, zur Behandlung von Pflanzen durch die Wurzel oder durch die Blätter), auf die Papierindustrie, die Textilindustrie, Hahrungsmittelindustrie, Zuckerindustrie usw., dank ihrer Chelatbildungsfähigkeit nicht nur für OaIoium, sondern auch für Eisen, Zink, Magnesium, Mangan, KupferThe applications extend beyond the production of biodegradable detergents, as mentioned above, for example on the pharmaceutical, cosmetic, metallurgical and photographic industries, on agriculture, in particular on fertilizers (water-soluble metal chelates, especially of trace elements, for the treatment of plants through the root or through the leaves), the paper industry, the textile industry, the food industry, the sugar industry etc., thanks to their chelating ability not only for OaIoium, but also for iron, zinc, magnesium, manganese, copper
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809813/1353809813/1353
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