DE69616085T2

DE69616085T2 - Aminonitril-zwischenprodukte zur herstellung von 2-hydroxyethyliminodiessigsäure

Info

Publication number: DE69616085T2
Application number: DE69616085T
Authority: DE
Inventors: S. Athey; K. Crump; A. Wilson
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2016-11-01
Also published as: CA2240321A1; EP0866787B1; DE69635422T2; WO1997021669A1; EP0866787A1; US5726341A; DE69635422D1; DK0866787T3; US5817613A; DE69616085D1

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 13. Dezember 1995 eingereichten vorläufigen U.S. Anmeldung Nr. 60/008,565.
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Intermediate nützlich bei der Synthese von 2-Hydroxyethyliminodiessigsäure.
Chelate oder Chelatbildner sind Verbindungen, welche koordinativ-kovalente Bindungen mit einem Metallion eingehen, um Chelate zu bilden. Chelate sind Koordinationsverbindungen in denen ein zentrales Metallatom an zwei oder mehr Atome in wenigstens einem anderen Molekül oder Ion, bezeichnet als ein Ligand, gebunden ist, so dass wenigstens ein heterozyklischer Ring gebildet wird mit dem Metallatom als Teil jeden Ringes.
Chelatbildner für Metallionen wie Calcium, Magnesium, Eisen und Mangan werden für eine Vielzahl technischer Gebiete benötigt. Beispiele für Anwendungsgebiete und Endanwendungen sind Detergenzien bei der Galvanisierung, Wasserbehandlung, Photographie, in der Textilindustrie, Papierindustrie und auch verschiedene Verwendungen in Pharmazeutika, Kosmetika, Nahrungsmittel und pflanzlichem Nahrungsmittel. Einige dieser Aktivitäten könnten zu einer Freisetzung von Chelatbildner in die Umwelt führen. Zum Beispiel könnten landwirtschaftliche Anwendungen oder eine Verwendung in Detergenzien zu messbaren Mengen des Chelats in Wasser führen.
Da Chelate durch verschiedene Anwendungen in die Umwelt gelangen könnten, ist es wünschenswert, Chelate zu haben, welche sich nach Verwendung leicht abbauen würden. Es wäre besonders vorteilhaft, ein Chelat zu haben, welches biodegradierbar ist, das heisst anfällig für einen Abbau durch Mikroben, die im Allgemeinen in Milieus, in welche die Chelate eingebracht werden könnten, natürlicherweise vorkommen.
Derivate der Iminodiessigsäure sind bekannt Metall-sequestrierende Eigenschaften zu besitzen. Das US Patent 5,051,212 offenbart, dass Iminodiessigsäure in Kombination mit organischen Lösungsmitteln hinsichtlich einer Entfernung von Schmutz von harten Oberflächen sehr gute Resultate liefert. Die Verwendung von Iminodiessigsäurederivaten in wässrigen Zusammensetzungen zur Reinigung von harten Oberflächen wird in der PCT Anmeldung Nr. WO 94/12606 beschrieben. Die Iminodiessigsäurederivate in WO 94112606 werden auch dahingehend beschrieben, dass sie gute biodegradierbare Eigenschaften aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine chemische Zusammensetzung, nützlich als Intermediat bei der Synthese von 2-Hydroxyethyliminodiessigsäure(HEIDA).
Im Besonderen ist das neuartige Intermediat eine Verbindung dargestellt durch die Formel
wobei X Wasserstoff, ein Alkalimetall oder Erdalkalimetall darstellt.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von HEIDA durch basische Hydrolyse des oben genannten Intermediates.
Ausgangsmaterialien um das neue Intermediat der vorliegenden Erfindung herzustellen schliessen 2-Hydroxyethylamin und Glycolnitril ein. Ein geeignetes Reaktionsschema zur Synthese des neuen Intermediates ist in Schema I dargestellt. Im Schritt (a) wird 2-Hydroxyethylamin in Kontakt mit Glycolnitril gebracht um N-Cyanomethylamino-2-ethanol zu bilden.
Das molare Verhältnis von 2-Hydroxyethylamin zu Glycolnitril ist im Allgemeinen ungefähr 1 : 1, wobei ein leichter Überschuss von Glycolnitril bevorzugt wird. Schema I.
Die Hydrolyse von (I) mit einer Base führt zu N-Carboxymethylamino-2-ethanol (II). Verbindung (II) wird dann mit zusätzlichem Glycolnitril zur Reaktion gebracht um N-Carboxymethyl-N-cyanomethylamino-2-ethanol (III) zu bilden. Das molare Verhältnis von (II) zu Glycolnitril ist im Allgemeinen ungefähr 1 : 1. In den obigen Reaktionen können Wasserstoffcyanid und Formaldehyd durch Glycolnitril ersetzt werden.
Verbindung (III) ist nützlich als ein Intermediat für die Herstellung von HEIDA. Im Besonderen wird die Verbindung (III) hydrolysiert durch Verwendung einer Base wie Natriumhydroxid, um das Alkalimetallsalz von HEIDA zu liefern. Die Hydrolyse der Nitrilgruppe zur Carboxymethylgruppe verläuft weiter über ein Amidintermediat, wie durch die Struktur IIIa in Schema I dargestellt, und setzt Ammoniak frei, der leicht aus der Hydrolyselösung entfernt werden kann.
In Schema I ist die Reaktion gezeigt, wie sie sich in der Gegenwart von wässrigem Natriumhydroxid abspielt. Die obigen Reaktionen könnten in der Gegenwart von anderen Basen, die befähigt sind Nitrilfunktionalitäten zu hydrolysieren, durchgeführt werden. Beispiele anderer Basen schliessen Alkali- und Erdalkalimetallhydroxide ein. Bevorzugt werden Natrium- oder Kaliumhydroxid in dem obigem Reaktionsschema verwendet.
Zusätzlich zu den Basen kann die Nitrilfunktionalität auch durch die Verwendung einer starken Säure wie Salzsäure oder Schwefelsäure hydrolysiert werden. In diesem Fall wird das Ammoniumsalz der jeweiligen Säure als ein Nebenprodukt erhalten.
Obwohl das Reaktionsschema I die Zugabe von einem Moläquivalent Base pro Mol der Nitrilfunktionalität zeigt, können auch überschüssige molare Mengen an Base verwendet werden.
Vorzugsweise werden die Glycolnitril Reaktionsschritte (a) und (c) bei einer Temperatur von 0 bis 100ºC durchgeführt, vorzugsweise von 15 bis 65ºC. Die Hydrolyse von (I) und (III) wird im Allgemeinen bei einer Temperatur von 0 bis 120 ºC durchgeführt. Vorzugsweise erfolgt der Hydrolyseschritt (d) bei einer Temperatur von 20 bis 105ºC.
Die Hydrolyse von (III) zu HEIDA führt zu einer Umwandlung von mehr als 90 Prozent. Obwohl Schema I zeigt, dass die Erzeugung von III und HEIDA in Schrittreaktionen durchgeführt wird, kann die Herstellung von IV auch erreicht werden durch die Zugabe von Glycolnitril zu einer alkalischen Lösung von 2- Hydroxyethylamin bei einer Temperatur um alkalische Hydrolyse zu ermöglichen. In diesem Verfahren wird das Intermediat III rasch zu IV umgesetzt.
HEIDA ist ein Chelat, welches sich sowohl im semikontinuierlichen Belebtschlammverfahren (ASTM D-2667) als auch im modifizierten Sturmtest (OECD 301B) biologisch abbauen wird. Im Belebtschlammverfahren wird ein standardisierter Schlamm verwendet, der Organismen einer städtischen Abfallbehandlungsanlage enthält, um das Chelat in Anwesenheit von Metallionen, die typisch sind für diejenigen, die in der Umwelt aufgefunden werden, biologisch abzubauen. Solch ein Test simuliert die Umgebung, die in einer städtischen Müllbehandlungsanlage angetroffen wird um die inhärente Biodegradierbarkeit von nicht-flüchtigen wasserlöslichen Verbindungen zu untersuchen.
Der modifizierte Sturmtest bringt das Chelat in einer ähnlichen Weise mit einer standardisierten Kultur von Mikroorganismen in Kontakt. Die Bildung von Kohlendioxid wird als Basis für die Bestimmung der mikrobiellen Degradation verwendet, wenn das Testchelat als einzige Kohlenstoffquelle verwendet wird.
HEIDA als Chelat ist zum Beispiel nützlich in Nahrungsmitteln, die anfällig sind gegenüber Metall-katalysierten Verderbens oder Farbveränderungen; in Reinigungsmitteln und Waschmitteln zur Entfernung von Metallionen, zum Beispiel aus hartem Wasser, das die Wirksamkeit, Aussehen, Stabilität, Ausspülbarkeit, Bleichwirksamkeit, keimtötende Wirkung oder andere Eigenschaften des Reinigungsmittels reduzieren könnte; in Körperpflegemitteln wie Cremes, Lotionen, Deodorants und Salben um Metall-katalysierte Oxidation und Ranzigkeit, Trübung, verringerte Gebrauchsfähigkeitsdauer zu vermeiden; sowie in der Zellstoff- und Papierverarbeitung um die Bleichwirksamkeit zu erhöhen oder beizubehalten. HEIDA kann weiter verwendet werden in Röhren, Gefässen, Wärmetauschern, Verdampfern, Filtern um Verkrustungen zu verhindern oder zu entfernen; in Pharmazeutika; in der Metallbearbeitung; in der Textilherstellung, -entschlichtung, -reinigung, -bleichung, -färbung; in der Landwirtschaft wie in chelatierten Mikronährstoffen oder Herbiziden; in der Polymerisierung oder Stabilisierung von Polymeren; in der Photographie, zum Beispiel in Entwicklern oder Bleichmitteln; sowie im Bereich Öl wie zum Bohren, zur Förderung, zur Aufarbeitung, zur Hydrogensulfidsenkung. Die in den oben erwähnten Anmeldungen verwendete Menge an Chelatbildner ist bekannt im Stand der Technik.
Der Gebrauch von HEIDA ist besonders vorteilhaft für die Verwendung in Reinigungszusammensetzungen, die geeignet sind für die Reinigung von harten Oberflächen, wie einige automatische Geschirrspülmittel und für die Entfernung von Küchen- oder Badezimmerschmutz, besonders die Entfernung von Calciumseife von Badewannenoberflächen. HEIDA ist besonders vorteilhaft für die Verwendung in Reinigungsmitteln für harte Oberflächen, für die Kontrolle von Erdalkalimetallen, insbesondere Calcium und für die Verhinderung von Wassersteinbildung. Als Bestandteil von Reinigungsmitteln für harte Oberflächen macht HEIDA im Allgemeinen wenigstens 0,1 Gew.-% und typischerweise weniger als etwa 25 Prozent des Reinigungsmittels aus. Vorzugsweise enthält das Reinigungsmittel für harte Oberflächen 0,1 bis 15 Prozent HEIDA und mehr bevorzugt 0,5 bis 5 Prozent.
Zusätzlich zur Biodegradierbarkeit hat sich gezeigt, dass HEIDA in Reinigungsmitteln für harte Oberflächen, die keine organischen Lösungsmittel enthalten, verwendet werden kann. Das ist besonders vorteilhaft, da die Reinigung ohne Bedenken hinsichtlich der Freisetzung von organischem Lösungsmittel in die Umwelt, durchgeführt werden kann.
HEIDA-enthaltende Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen weisen üblicherweise einen alkalischen pH im Bereich von 8 bis 14 auf. Vorzugsweise beträgt der pH der Reinigungszusammensetzung von 9 bis 13 und mehr bevorzugt von 10 bis 12.
Zusätzlich zu HEIDA können Reinigungsmittel für harte Oberflächen der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls zusätzliche Additive gut bekannt im Stand der Technik enthalten. Oberflächenaktive Agenzien sind zum Beispiel in einem Reinigungsmittel für harte Oberflächen vorteilhaft.
Solche oberflächenaktive Agenzien schliessen wasserlösliche oberflächenaktive Stoffe wie synthetische anionische, nicht-ionische, kationische, amphotere und zwitterionische oberflächenaktive Stoffe und deren Mischungen ein. Beispielhafte oberflächenaktive Stoffe umfassen Alkylbenzolsulfate und -sulfonate, Paraffinsulfonate, Olefinsulfonate, alkoxylierte (besonders ethoxylierte) Alkohole und Alkylphenole, Aminoxide, Sulfonate von Fettsäuren und Fettsäureestern, die im Fachgebiet der Detergenzien bekannt sind. Vorzugsweise enthalten solche oberflächenaktive Stoffe eine Alkylgruppe in ungefähr dem C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Bereich. Anionische oberflächenaktive Stoffe werden üblicherweise in der Form ihrer Natrium-, Kalium oder Triethanolammoniumsalze verwendet. Die nicht-ionischen enthalten vorteilhafterweise von 3 bis 17 Ethylenoxidgruppen pro Mol hydrophobem Anteil. Beispielhafte kationische oberflächenaktive Stoffe beinhalten quartäre Ammoniumverbindungen wie Ditallowdimethylammoniumchlorid und werden vorzugsweise in Verbindung mit nicht-ionischen oberflächenaktiven Substanzen eingesetzt. Bevorzugt in der Zusammensetzung werden ungefähr C&sub1;&sub2;- C&sub1;&sub6; Alkylbenzolsulfonate, ungefähr C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8; Paraffinsulfonate und die ethoxylierten Alkohole der Formel RO(CH&sub2;-CH&sub2;O)n, wobei R eine C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub5; Alkylkette ist und n eine Zahl von 6 bis 10 ist, sowie die ethoxylierten Alkoholsulfate der Formel RO- (CH&sub2;-CH&sub2;O)n-SO&sub3;M, wobei R eine C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8; Alkylkette ist, n eine Zahl von 2 bis 8 ist und M H oder ein Alkalimetallion ist.
Anionische oberflächenaktive Stoffe sind vorteilhafterweise in Anteilen von 0,3 Prozent bis 8 Prozent der Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen vorhanden. Nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe werden bevorzugt in Anteilen zwischen 0,1 Gew.-% bis 6 Gew.-% der Zusammensetzung eingesetzt. Mischungen von oberflächenaktiven Stoffen sind ebenfalls brauchbar.
Andere optionale Bestandteile beinhalten Gerüststoffe gemäss dem Stand der Technik, einschliesslich Nitrilotriessigsäure, Polycarboxylate, Citrate, wasserlösliche Phosphate wie Tripolyphosphate und Natriumortho- und Pyrophosphate, Silikate, Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Aminopolyphosphonate, Phosphate und Mischungen daraus.
Andere optionale Zusatzstoffe für die Reinigungsmittel für harte Oberflächen umfassen Detergenzhydrotropika. Beispielhafte Hydrotropika beinhalten Harnstoff, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin und die Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Alkanolammoniumsalze von Xylen-, Toluol-, Ethylbenzol- und Isopropylbenzolsulfonaten.
Die erfindunsgemässen Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen enthalten gegebenenfalls auch ein Scheuermittel. Die Scheuermittel umfassen wasserunlösliche, nicht-körnige Materialien, die für ihre verhältnissmässig milden schmirgelartigen Eigenschaften bekannt sind. Es wird bevorzugt, dass die hierin verwendeten Scheuermittel nicht unerwünscht "kratzig" sind. Scheuermittel mit einer Mohs-Härte von nicht mehr als etwa 7 werden bevorzugt; derweil Scheuermittel mit einer Mohs-Härte von nicht mehr als etwa 3 nützlich sind um Kratzer auf Beschichtungsschlussaufträgen wie Aluminium oder rostfreiem Stahl zu vermeiden. Geeignete Scheuermittel umfassen anorganische Materialien, insbesondere solche Materialien wie Calciumcarbonat und Diatomit, als auch Materialien wie Walkerde, Magnesiumcarbonat, Kaolin, Actapulgit, Calciumhydroxyapatit, Calciumorthophosphat und Bitterspat. Die oben erwähnten anorganischen Materialien können als "starke Scheuermittel" bezeichnet werden. Organische Scheuermittel wie Harnstoff-Formaldehyd, Methylmethacrylat- Melaminformaldehydharze, Polyethylenkugeln und Polyvinylchlorid werden bevorzugt verwendet, um Kratzer auf gewissen empfindlicheren Oberflächen, wie Plastikoberflächen, zu verhindern. Bevorzugte Scheuermittel weisen eine Partikelgrösse im Bereich von ungefähr 10-1000 Mikrometer auf und werden vorzugsweise bei Konzentrationen von 5 Gew.-% bis 30 Gew.-% der Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen verwendet.
Eindickmittel werden vorzugsweise verwendet, um die Scheuermittel aufzuschlämmen. Eindickmittelanteile, die schwierig von der gereinigten Oberfläche abzuspülen sind, sind unerwünscht. Folglich ist der Anteil vorzugsweise weniger als ungefähr 2 Prozent, vorzugsweise von 0,25 bis 1,5 Prozent. Beispielhafte Eindickmittel schliessen Polyacrylate, Xanthangummis, Carboxymethylcellulosen, quellbarer Seifenton ein.
Seifen, insbesondere Seifen, die aus Kokosnussölfettsäuren hergestellt wurden, sind gegebenenfalls auch in den Reinigungsmitteln für harte Oberflächen enthalten.
Optionale Bestandteile umfassen Komponenten gemäss dem Stand der Technik um ästhetische oder zusätzliche Produktnutzeffeke zu schaffen. Solche Komponenten schliessen Parfüme, Farbstoffe, optische Aufheller, Schmutz suspendierende Agenzien, Reinigungsmittelenzyme, gelkontrollierende Agenzien, Verdickungsmittel, Frost- und Taustabilisierungsmittel, Bakterizide und Konservierungsmittel ein.
Die Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen sind vorteilhafterweise in der Form von flüssigen Zusammensetzungen, vorzugsweise wässrige Zusammensetzungen, welche Konzentrate umfassen, die als essentiellen Bestandteil HEIDA enthalten. Vorzugsweise ist ein oberflächenaktiver Stoff ebenfalls vorhanden, mehr bevorzugt in einer Konzentration, die von 2 bis 6 Prozent des oberflächenaktiven Stoffes entspricht. Konzentrierte flüssige Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise von 6 bis 10 Prozent des oberflächenaktiven Stoffes.
Wahlweise liegen die Zusammensetzungen hierin in der Form von cremigen Reinigungsmitteln vor, die vorzugsweise ein Scheuermittel, einen oberflächenaktiven Stoff und HEIDA enthalten.
Die Reinigungszusammensetzung kann in einen Behälter verpackt werden, der eine Möglichkeit zur Herstellung eines Sprays umfasst, zum Beispiel eine Pumpe, ein Treibgas oder ein Sprühventil. Die Zusammensetzung kann folglich praktischerweise auf die zu reinigende Oberfläche durch herkömmliche Mittel, wie Abwischen mit einem Papierhandtuch oder -gewebe, ohne die Notwendigkeit des Abspülens, aufgebracht werden.
Alle Anteile, Prozentangaben und Verhältnisse hierin sind gewichtsbezogen sofern nicht anders angegeben.
Die Erfindung wird weiter verdeutlicht werden durch eine Betrachtung der folgenden Beispiele, die als rein exemplarisch für die vorliegenden Erfindungen gedacht sind.

Beispiele

Beispiel 1

Das schrittweise Verfahren für die Synthese des Nitrilvorläufers HEIDA:
Synthese von (I): In einen 50 ml Rundkolben wurden 2,0 g (0,033 Mol) 2- Hydroxyethylamin, 30 ml Wasser und ein Magnetrührer gegeben. Während die Lösung rührte, wurde Glycolnitril (40% GN, wässrige Lösung, 4,67 g, 0,033 Mol) tropfenweise zugegeben. Die Lösung wurde bei Raumtemperatur für 2 Stunden gerührt. Ein ¹³C NMR zeigte, dass die Reaktion abgeschlossen war. ¹³C NMR (D&sub2;O): 39,0, 52,3, 62,9, 121,6 ppm.
Synthese von (II): Die Inhaltsstoffe der Lösung wurden dem Hydrolyseschritt ohne Reinigung durch die Zugabe von 2,62 g 50% NaOH unterworfen. Nach Rühren für 3 Stunden bei Raumtemperatur war die Hydrolyse abgeschlossen. Die Lösung wurde zum Sieden gebracht um den Ammoniak freizusetzen. Die Wärmebehandlung wurde fortgesetzt, bis kein weiterer Ammoniak nachgewiesen wurde. ¹³C NMR (D&sub2;O): 52,7, 54,9, 63,3, 182,5 ppm.
Synthese von (III): Der Glycolnitril (GN, 40% wässrige Lösung, 4,62 g, 0,033 Mol) wurde tropfenweise zur Lösung II, die sich bei Raumtemperatur befand, zugegeben. Nach Rühren für 30 Minuten bei Raumtemperatur zeigte das ¹³C NMR, dass die Reaktion beendet war. Das Nitrilointermediat wurde ohne weitere Reinigung in den nächsten Schritt überführt. ¹³C NMR (D&sub2;O): 45,5, 58,5, 60,8, 61,4, 119,5, 180,5 ppm.
Hydrolyse von (III) zu (IV): zur wässrigen Lösung von III wurden 2,62 g 50%-ige NaOH zugegeben. Nach 3 h rühren bei Raumtemperatur war die Hydrolyse abgeschlossen. Die Lösung wurde zum Sieden gebracht um den Ammoniak freizusetzen. Die Wärmebehandlung wurde fortgesetzt, bis kein weiterer Ammoniak mehr nachgewiesen werden konnte. ¹³C NMR (D&sub2;O): 59,7, 61,6, 62,2, 182,7 ppm.

Beispiel 2

Das Verfahren von ASTM D2667 wurde benutzt um die inhärente Biodegradierbarkeit von HEIDA (IV) zu bestimmen.
Die Kupfertitrierzahl wurde verwendet um das Ausmass der Biodegradation der Chelatbildner während des Verfahrens zu messen. Die Titration wurde bei etwa pH 8 und mit Natriumacetat als Puffer, unter Verwendung von Ammonpurpurat (ein Indikator für die komplexometrische Titration, kommerziell bei Aldrich Chemical Co, Inc. unter der Handelsbezeichnung Murexide erhältlich) als Indikator, durchgeführt. Die Titration von 2,0 mg HEIDA (0,0105 Mol) in 100 ml Wasser mit 0,01 molarem Kupferchlorid ergibt einen Endpunkt von 1,06 ml, was einer 1 : 1 Chelatbildung von Kupfer entspricht. Die Analyse wurde täglich über einen Zeitraum von 28 Tagen durchgeführt.
Die Ergebnisse des Biodegradations-Screenings sind in Tabelle I gezeigt:

TABELLE I

Verbindung Zeit für mehr als 80% Verlust der Chelation

NTA (std.) 3 Tage
HEIDA 5 Tage
EDTA (std.) mehr als 28 Tage
Eine Kontrolle wurde benutzt um die Abwesenheit von störenden chelatbildenden Substanzen im Test zu bestätigen.
Die Resultate des Biodegradierbarkeitstests zeigen, dass HEIDA inhärent biodegradierbar ist und dass zu erwarten ist, dass HEIDA durch Organismen in einer städtischen Aufbereitungsanlage nach einer angemessenen Akklimatisationsdauer verwertet werden kann.

Beispiel 3

Calcium-Chelationskapazität von HEIDA

Die Anwendbarkeit von HEIDA für den Einsatz in Reinigungsmitteln für harte Oberflächen wurde durch die Calciumoxalat- und Calciumcarbonattitrationen gemessen.
Für die Tiration mit Calciumoxalat wurden zwischen 1 und 2 Millimol HEIDA in ein 60 ml Becherglas eingewogen. Nach der Zugabe von 30 ml deionisiertem Wasser und 5 ml einer 3%-igen Ammoniumoxalatlösung wurde der pH unter Rühren durch die Zugabe von 20%-igem Natriumhydroxid langsam auf ungefähr 10 gebracht. Der pH-Wert wurde dann mit Natriumhydroxid auf ungefähr 11,6 eingestellt und die Lösung wurde mit 0,1 M CaCl&sub2; bis zur ersten bleibenden Trübung titriert. Der Chelationswert wurde dann anhand der verwendeten ml Titrationslösung nach folgender Berechnung bestimmt.
Chelationswert = (ml gebrauchte Titrationslösung · Molarität der Titrationslösung) · 100 mg CaCO&sub3; pro mMol/Probengewicht in Gramm · Aktivität der Probe(als Säureform)
Der Chelationswert war die mg von CaCO&sub3;, die durch ein aktives Gramm eines Chelatbildners, wie HEIDA, chelatiert werden können.
Für die Carbonattitration wurde das oben genannte Verfahren mit 2 ml einer 20%- igen Natriumcarbonatlösung, die die Verwendung der Ammoniumoxalatlösung ersetzt, wiederholt.
Die Trübung verursacht während der Carbonattitration ist auf die Bildung von Calciumcarbonat zurückzuführen, während die Trübung verursacht während der Oxalattitration auf Calciumoxalat zurückzuführen ist. Die Resultate für die Titration von HEIDA in Gegenwart von Oxalat und Carbonat wurden mit Iminodiessigsäure (IDA) verglichen und sind in den Tabellen II und III gezeigt.

TABELLE II

OXALATTITRATION

Chelat Chelationswert

IDA 1
2-HEIDA 206

TABELLE III

CARBONATTITRATION

Chelat Chelationswert

IDA 5
2-HEIDA 425
Die Resultate sowohl der Oxalat- als auch der Carbonattitration zeigen, dass HEIDA, abhängig vom verwendeten Indikator, einen weit besseren Chelationswert aufweist als IDA. Daher kann HEIDA in Anwendungen, die eine Calciumkontrolle erfordern, wie in Reinigungsmitteln für harte Oberflächen, als ein besser biodegradierbarer Ersatzstoff für EDTA verwendet werden.
Andere Ausführungsformen der Erfindung sind für einen Fachmann offensichtlich unter Berücksichtigung dieser Beschreibung oder der Technik der hierin offenbarten Erfindung. Es war beabsichtigt, dass die Beschreibungen und Beispiele nur als beispielhaft betrachtet werden, wobei der wahre Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche angezeigt wird.

Claims

1. Verbindung dargestellt durch die folgende Formel:

wobei X Wasserstoff oder ein Alkali- oder Erdalkalimetall ist.

2. Verfahren zur Herstellung von 2-Hydroxyethyliminodiessigsäure, welches Hydrolysieren einer wässrigen Lösung einer Verbindung der Formel:

mit einer Säure oder Base umfasst, um 2-Hydroxyethyliminodiessigsäure herzustellen, wobei X Wasserstoff oder ein Alkali- oder Erdalkalimetall ist.