DE2104976A1 - - Google Patents
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Description
D W-6 ''Mehrbasis ehe Äthercarbonsäuren"
Die Erfindung betrifft mehrbasische Ethercarbonsäuren
der allgemeinen Formel:
R-C -
- (OCH2)m - COOH
(OCHn) - COOH
in der η und,m die Zahlen O oder 1 sind nit der Maßgabe,
daß das an R gebundene C-Atom maximal eine direkte Bindung zu Sauerstoff hat, ζ Null oder eine ganze Zahl mit Werten
von 1 oder 2 ist und R ein Wasserstoffatcm, einen Alkylrest
mit 1 bis 2 C-Atomen oder eine weitere Gruppierung - (CH2)n-(OCH2)m-COOH bedeutet.
Als Beispiele für Vertreter der erfindungsgemäßen Verbindungen sind zu nennen:
Bis-O-carboxymethyl-glykol
Tris-O-carboxymethyl-glycerin Q-Carboxymethyl-tartronsiiure
O-Carboxymethyl-äpfelsäure
Bis-O-carboxymethyl-vreinsliure O-Carboxyiaethyl-citronensciure
^Tris-O-carboxymethyl-ljl,!-trimethylolpropan
Tris-O-carboxymethyl-1,1,1-trimethylolathan
- 2
209838/1186
Henkel & Cie GmbH s·»· 5 Iur Pat«manm«idunS ο
Die Umsetzung kann, sofern die Ausgangsstoffe bei der
Arbeitstemperatur in flüssiger Form vorliegen, in lösungsmittelfreier
Arbeitsweise durchgeführt werden. V/erden Festsubstanzen umgesetzt, so können als Lösungsmittel
unter den Reaktionsbedingungen inerte Substanzen, insbesondere Chloroform, eingesetzt werden.
Zur Aufarbeitung des Eeaktionsgemisches setzt man zunächst
Wasser zu und extrahiert die Reaktionsprodukte' mit einem v:asserunlöslichen Lösungsmittel. Aus der abgetrennten
organischen Phase wird das Reaktionsprodukt durch Destillation isoliert.
Die Verseifung der Reaktionsprodukte kann auf übliche
Vteise, beispielsweise mit lo-2o piger NaOH-Lösung erfolgen,
deren Menge εο zu bemessen ist, daß ein lo-2o $iger
Überschuß über die stöchiometrisch erforderliche Menge NaOH vorhanden ist. Aus den resultierenden Verseifungslösungen
werden die freien Ethercarbonsäuren vorteilhaft dadurch gewonnen, daß man die Verseifungslösung
über einen stark sauren Kationer.austauscher z.B. Lewatit
S loo gibt und das Eluat unter vermindertem Druck einengt,
Die erfindungsgemäßen Substanzen sind in Form ihrer Salze verwendbar als Komplexierungsmittel, insbesondere für
Ca-Ionen. Die entsprechenden Komplexe sind in einem weiter. pH-Bereich stabil. Derartige, II- und P-freie
Komplexbildner bieten den Vorteil, keine eutrophierende Wirkung auf die Flora natürlicher Gewässer auszuüben.
-H-
209838/1186
BAD ORIGINAL
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Verbindungen ist dadurch gekennzeichnet, daß man
Verbindungen der allgemeinen Formel
N γ
J Λ
OH n J
- C - (CH0)
«^n - Y
in der X und Y Hydroxyl- oder Estergruppen bedeuten, R und ζ die obige Bedeutung haben und η die Zahl 0 oder 1
ist mit der Maßgabe, daß das an P gebundene C-Atorn maximal
eine Hydroxylgruppe trägt, mit Diazoe3Sigestern in Gegenwart von Lewis-Säuren umsetzt und die ünsetzungsprodukte
verseift.
Als Beispiele für die durch die allgemeine Formel beschriebenen Ausgangsstoffe sind zu nennen:
Glykol, Glycerin, Ester der Tartronsäure, Apfelsäure, Citronensäure,
Weinsäure, Glycerinsäure, wobei im allgemeinen Ester dieser Säuren mit niederen aliphatischen Alkoholen,
insbesondere Methyl- und Äthylester eingesetzt werden; weitere Beispiele für Ausgangssubstanzen sind:
1,1,1-Trimethyloläthan, 1,1,1-Trimethylolpropan, Pentaerythrit.
Unter Diazoessigestern ist in erster Linie der Kthylester
der Diazoessigsäure zu verstehen, der üblicherweise für präparative Zwecke eingesetzt wird.
Die O-Alkylierung der vorgenannten Ausgangsstoffe wird im
allgemeinen bei Temperaturen von-2o bis O0C in Gegenwart
von Lewis-Säuren, insbesondere von Bortrifluorid in Form eines Ätherates durchgeführt. Diazoessigester wird in
einem Überschuß, der zweckmäßig Io bis 2o % über der sfcöchiometrisch
erforderlichen Menge liegen sollte, zugegeben.
Beispiel 1
O-Carboxymethyl-äpfelsäure
a) O-Carbäthoxynethyl-äpfelsäure-dimethylester
Zu 3ol ε (1,87 Mol)inaktivem Äpfelsäuredimethylester wurden
6,8 g BP^-Ätherat gegeben und zu der Lösung unter magnetischem
Rühren bei -lo°C langsam 213 g (1,87 Mol) Diazoessigester
getropft. !lach Beendigung der ^-Entwicklung tiurde
mit Wasser versetzt und die wässrige Phase mit Äther extrahiert.
Nach dem Trocknen über Na2SO2, wurde die ätherische Lösung eingeengt. Der verbleibende Rückstand wurde im Vakuum destilliert und die Fraktionen mit den Brechungsindices von η °= l,44oo-ol redestilliert. Farbloses öl vom Sdp.
Nach dem Trocknen über Na2SO2, wurde die ätherische Lösung eingeengt. Der verbleibende Rückstand wurde im Vakuum destilliert und die Fraktionen mit den Brechungsindices von η °= l,44oo-ol redestilliert. Farbloses öl vom Sdp.
12o-21°/o,o5 mm
n^°= l,44oo
Ausbeute: 7o,4 g (15,2 % d.Th.)
Die Verbindung war gaschromatographisch rein, Massenspektrum: m/e = 249 (Molekülmasse + 1 Proton)
Analyse: C10H16O7 (248,23)
ber.: C 48,39 H 6,5o 0 45,11 % VZ 678
gef.: C 48,32 H 6,89 0 45,51 % VZ 672
IR (Film)
υ = 173o-6o cm ft. „0 r- ca \
Ester-CO (5»78 " 5>68 μ)
b) O-Carboxymethyl-äpfelsäure
4o g (0,16 Mol) O-Carbäthoxymethyl-äpfelsäure-dimethylester
wurden in einer Lösung von. 23,2 p; (0,58 Hol) NaOH in V/asser
suspendiert. Nach mehrstündigem Rühren bei Raumtemperatur war Homogenisierung eingetreten. Die alkalische Lösung wurde
über einen Kationenaustauscher (Lewatit S loo) geleitet und das Eluat unter vermindertem Druck eingeengt..
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BAD ORJGfNAL
Dabei verblieb ein farbloser, kristalliner Rückstand, der bei Raumtemperatür über PpO,- getrocknet wurde.
Ausbeute: 27 g (88 % d.Th.)
Wasser nach Karl Fischer: o,8l % H?0
Massenspektrum: m/e = 193 (Molekülmasse + 1 Proton) Analyse: C6HgO7 (192,13)
ber.: C 37,51 H 4,2o· 0 58,3o % SZ 874
gef.: C 37,86 H 4,06 0 57,88 % SZ 850
a) Tris-O-carbäthoxymethyl-glycerin
Zu 138,13 g (1,5 Mol) viasserfreiem Glycerin wurden 3 g frisch
destilliertes BF,-Ä'therat gegeben und zu der Lösung unter konstantem
Rühren bei -Io - 0° überschüssiger Diazoessigester (591,6 g = 5,2 Mol) getropft.
Nach Beendigung'der Stickstoffentwicklung wurde mit Wasser versetzt
und die wässrige Phase mit Äther extrahiert.Die ätherische
Schicht wurde abgetrennt, neutral gewaschen, über Na2SO1J
getrocknet und anschließend eingeengt.
Der verbleibende Rückstand wurde im Hochvakuum destilliert. Die im Siedebereich von 174-850Zo,! mm übergehenden Fraktionen
(nD°= 1,4^59-69) waren nach den fJaschromatogrammen 9o-97 %
rein. Die Redestillation lieferte eine Hauptfraktion vom Sdp. l64-67o/o,o5 mm (n^°= l,446o) mit einer Reinheit von 97
Ausbeute: 2oo,5 g
Die erneute Destillation ergab ein gaschromatographisch reines Produkt.
Sdp. l62-67°/o,ol mm.
Sdp. l62-67°/o,ol mm.
Ausbeute: 184 g (35 % d.Th.)
Massenspektrum: m/e = 35o (Molekülmasse)
Massenspektrum: m/e = 35o (Molekülmasse)
Analyse: C15H36O9 (35o,37)
- 6 -209838/1186
Henkel & Cie GmbH | ,17 | H | 7: | S.il. | ,48 | 6 | zur Patentanmeldung D | 41 | ,Io % | 4186 | 48o |
ber.: C 51 | H | Ί: | ,53 | 0 | 41 | ,26 % | VZ | 477 | |||
gef.: C 51 | 175o c | 0 | VZ | ||||||||
IR (Film) | ;m | :5,7l | |||||||||
Ester-CO | μ) | ||||||||||
b) Tris-O-carboxymethyl-glycerin | |||||||||||
6ο g (o,17 Mol) Tris-O-carbäthoxymethyl-glycerin wurden
in einer Lösung von 28,8 g (0,62 Mol) NaOH in Wasser suspendiert und die Lösung bis zur Homogenisierung 3/4 Std.
unter Rückfluß erhitzt. Danach wurde über einen Kationenaustauscher (Lewatit S loo) geleitet und das Eluat unter
vermindertem Druct eingeengt.
Es verblieb ein farbloses öl, nach längerem Trocknen über
P2Og bei 6o° eine farblose halbfeste, stark hygroskopische
Masse.
Ausbeute: 4l,3 g (91,5 % d. Th.)
V/asser nach Karl Fischer: 0,96 % H^O Massenspektrum: m/e = 267 (Molekülmasse + 1 Proton) Analyse: C9H114O9 (266,2)
V/asser nach Karl Fischer: 0,96 % H^O Massenspektrum: m/e = 267 (Molekülmasse + 1 Proton) Analyse: C9H114O9 (266,2)
ber.: C 4o,6l H 5,3o 0 54,09 % SZ 632
gef.: C 4o,22 H 5,3o 0 53,91 % SZ 628
Tris-O-carboxymethyl-1,1,1-trimethylol-nronan (V)
a) Tris-O-earbäthoxymethyl-1,1,1-trimethylol-propan (V)
Eine Aufschlämmung von 134,2 g (1 Mol) Trimethylpropan in
5oo ml CHCl wurde mit 7,o5 g BF -Ätherat versetzt; zu dieser
Suspension wurde bei - 2o bis - lo° langs'änTuberschüssi·
ger Diazoessigester (376,5 g = 3,3 Mol) getropft. Unter Np-Entwicklung trat allmählich Homogenisierung ein.
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Nach Beendigung der zunächst stürmischen K2-Entwicklung
wurde noch einige Stunden unter Eiskühlung gehalten und die Lösung anschließend auf Eis gegeben.
Die Chloroformphase wurde abgetrennt neutral gewaschen, getrocknet, eingeengt und der verbleibende Rückstand im
Hochvakuum destilliert.
Die im Siedebereich 174-98°/o, l-o,2 mm übergehenden Fraktionen (nD = I,45o5-13) wurden zweimal redestilliert.
Farbloses Öl vom Sdp. 172-73°/o,o2 mm n2° = 1,4501
Ausbeute 121,3 g (31 $ d.Th.) φ
Die Verbindung war gaschromatographisch rein.
Massenspektrum: m/e = 392 (Molekülmasse)
Analyse: C18H33O9 (392,45)
ber.: C 55,09 H 8,22 0 36,69 % gef.: C 55,22 H 8,45 0 36,74 %
IR (Film) -
ν = 1754 cm"1 (5,7 P )
Ester-CO
b) Tris-O-Carboxymethyl-1,1,1-trimethylolpropan (VI)
5o g (0,23 Mol) Tris-O-carboxymethyl-trimethylolpropan
wurden in eine Lösung von J>o g (o,75 Mol) NaOH in Wasser _*
eingetragen. Nach 3-stündigem Erhitzen unter Rückflui3 trat Homogenisierung ein. Die alkalische Lösung wurde
über einen Kationenaustauscher (Lewatit S loo) geleitet und das Eluat unter vermindertem Druck eingeengt, wobei
ein farbloser, ölige'r Rückstand verblieb. Es wurde bei Raumtemperatur im Vakuum über P 0 getrocknet, dabei trat
langsam Kristallisation ein.
Farblose Kristalle vom Schmp. Io2-o4° Ausbeute: 39*9 g
Wasser nach Karl Fischer: 4,96 % HgO
Farblose Kristalle vom Schmp. Io2-o4° Ausbeute: 39*9 g
Wasser nach Karl Fischer: 4,96 % HgO
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Claims (2)
- •lehrbasische Äthercarbonsäuren der allgemeinen Formel:(CH2)n - (OCK2)m - COOHR-C- (CII2)n- COOH- (OCH- COOHin der η und m die Zahlen 0 oder 1 sind mit der Maßgabe, daß das an R gebundene C-Atom nur eine direkte Bindung zu Sauerstoff hat, ζ Mull oder eine ganze Zahl mit Vierten von 1 oder 2 ist und R ein Wasserstoff atom, einen Alkylrest mit 1-3 Atomen oder eine weitere Gruppierung - (CHp) -(OCH») -COOH bedeutet.
- 2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der allgemeinen Formel(CH-) ι 2 ηR-C -- X_ ζ- Yin der X und Y Hydroxyl- oder Estergruppe bedeuten, R und Z die obige Bedeutung haben und η die Zahl 0 oder oder 1 ist, mit der !-!aßgäbe, daß das an R gebundene C-Atom maximal eine Hydroxylgruppe trägt, mit Diazoessir-estern in Gegenvrart von Lewis-Säuren umsetzt und die Unsetzungsprodukte verseift.BAD ORIQiNAL209838/1186
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