EP0000930B1 - N-carboxyalkane-aminoalkane-diphosphonic acids, n-carboxyalkane-azacycloalkane-diphosphonic acids and n-carboxyalkane-aminoarylkane diphosphonic acids, process for their preparation and their use as sequestering agents - Google Patents
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Classifications
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- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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-
- G—PHYSICS
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Definitions
- DT-PS 23 18 416 discloses N-carboxymethylaminoalkane diphosphonic acids and N-carboxymethylaminoarylalkane diphosphonic acids, which are obtained by reacting aminoalkane or aminoarylalkane diphosphonic acids in an alkaline medium with formaldehyde and alkali metal cyanide while heating to 70 ° C. 150 ° C.
- New compounds of this type are N-carboxymethane-azacycloheptane-2,2-diphosphonic acid, N-carboxypentane-1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid, N-carboxyethane-1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid, N-carboxy-2 , 2-dimethylpropane aminomethane diphosphonic acid, N-10-carboxydekanamino methane-diphosphonic acid, N, N-bis-10-carboxydecane-aminomethane-diphosphonic acid and N- (1,1-diphosphonoprop-1-yl) -DL-aminosuccinic acid.
- Suitable compounds for the carboxylation of aminoalkanoic, aminoarylalkane or azacycloalkane diphosphonic acids are, for example, monochloro- or bromoacetic acid, 6-bromohexanoic acid, 3-chloropropionic acid, 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid (ß-chloropivalic acid), 11 -Bromundekan Textre, and as dicarboxylic acid bromosuccinic acid.
- the diphosphonic acid and halocarboxylic acid are advantageously suspended in water and completely or partially neutralized with alkali metal hydroxide.
- the reaction time and temperature are taking advantage of the neutralization t iöns 1968 from 0.5 to 3 hours and at 50-160 ° C, advantageously at 60 to 110 ° C.
- alkali hydroxide e.g. Alkali carbonate or, for special purposes, alkali and alkaline earth hydroxides together, e.g. Sodium or calcium hydroxide or alkali heavy metal hydroxides, e.g. Use sodium aluminate, sodium zincate or sodium stannate.
- Products manufactured in this way are particularly suitable for corrosion protection agents and for products in the treatment of service water.
- the solutions are used directly, the salts crystallized or naci.
- the carboxylation gives, depending on the molar ratios used and the aminodiphosphonic acid used, single or multiple carboxyalkylated products.
- a molar ratio of the reactants of 1: 1 N-carboxyalkane-aminoalkane-diphosphonic acids are preferably obtained.
- a molar ratio of the reactants of aminodiphosphonic acid: halocarboxylic acid of 1: 2 to 1: 3 preferably gives N, N-bis-carboxyalkanaminoalkane-diphosphonic acids.
- the substances obtained according to the present invention can be used wherever a good complex binding capacity with respect to divalent and polyvalent metal ions is required. They are particularly characterized by their resistance to hydrolysis at high temperatures. They can be used in all media in which the hardness constituents of the water interfere or in which all influences of polyvalent metal ions are to be eliminated.
- the treatment of hard water, textile treatment baths, paper production, photographic processing baths, electroplating baths and tanning can be mentioned here in detail.
- These diphosphonic acids are also suitable for stabilizing the water hardness in substoichiometric amounts. They can also serve as stabilizers for dispersions and suspensions.
- the N, N-bis-carboxymethane-1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid could be crystallized with methanol / ethanol in a yield of 91.3% Theory can be gained.
- the product shows the following analysis:
- the reaction product is treated with an acidic exchanger (Lewatit S 100) and the solution is concentrated.
- the result is a light yellow, viscous oil which is crystallized with methanol / ethanol.
- After drying in a water-jet vacuum at 80 ° C. 25.4 g of N-carboxymethane-1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid are obtained, which corresponds to a yield of 96.6% of theory.
- a conversion of 73.4% of theory was determined by determining the free amino groups using the Van Slyke method.
- a conversion of 73.5% of theory could be determined by determining the primary amino groups in the solution.
- aminomethane-diphosphonic acid 47.8 g of aminomethane-diphosphonic acid are dissolved in 150 g of 50% potassium hydroxide solution and 88.8 g of 11-bromundecanoic acid are introduced into this solution at 80.degree. After refluxing for 2 hours and cooling the solution, approx. 30% aminomethane-diphosphonic acid, approx. 60% N-10-carboxydecane-aminomethane-diphosphonic acid and approx. 10% N, N-bis-10-carboxydecane were able to be determined by thin-layer chromatography -aminomethane-diphosphonic acid can be detected.
- the resulting solution has a content of about 20% N, N-bis-carboxymethylene-1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid.
- the thin-layer chromatographic analysis shows a content of about 20% N-carboxyethane-3-hydroxy-l-aminopropane-1,1-diphosphonic acid and about 80% N, N-bis-carboxyethane-3-hydroxy-1-aminopropane -1,1- diphosphonic acid.
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind N-Carboxyalkan-aminoalkan-diphosphonsäuren, N-Carboxyalkan-azacyloalkan-diphosphonsäuren und N-Carboxyalkan-aminoarylalkan-diphosphonsäuren, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The present invention relates to N-carboxyalkane-aminoalkane-diphosphonic acids, N-carboxyalkane-azacyloalkane-diphosphonic acids and N-carboxyalkane-aminoarylalkane-diphosphonic acids, and a process for their preparation.
Aus der DT-PS 23 18 416 sind N-Carboxymethyl-aminoalkan-diphosphonsäuren und N-Carboxymethyl-aminoarylalkan-diphosphonsäuren bekannt, die man durch die Umsetzung von Aminoalkan- oder Aminoarylalkan-diphosphonsäuren im alkalischen Medium mit Formaldehyd und Alkalicyanid unter Erhitzen auf 70-150°C erhält.DT-PS 23 18 416 discloses N-carboxymethylaminoalkane diphosphonic acids and N-carboxymethylaminoarylalkane diphosphonic acids, which are obtained by reacting aminoalkane or aminoarylalkane diphosphonic acids in an alkaline medium with formaldehyde and alkali metal cyanide while heating to 70 ° C. 150 ° C.
Diesem Verfahren haftet der Nachteil an, daß sehr große Vorsicht beim Arbeiten mit Alkalicyaniden, insbesondere im technischen Maßstab, geboten ist und daher umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen unerläßlich sind.This process has the disadvantage that very great caution is required when working with alkali metal cyanides, especially on an industrial scale, and therefore extensive safety precautions are essential.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man sowohl die aus der deutschen Patentschrift 23 18 416 bekannten Verbindungen als auch neue N-Carboxyalkan-aminoalkan-diphosphonsäuren, N-Carboxyalkan-azacycloalkan-diphosphonsäuren und N-Carboxyalkan-aminoarylaikan-diphosphonsäuren unter günstigeren Arbeitsbedingungen herstellen kann, wenn man Aminoalkan-, Azacycloalkan-oder Aminoarylalkan-diphosphonsäuren der allgemeinen Formel II
In der R1 ein Wasserstoffatom, oder ein Alkylrest der Formel ―(CH2)xCH3 mit x = 0 bis 10, oder ein niedriger Hydroxyalkylrest, oder ein niedriger Carboxyalkylrest, oder ein Arylrest, oder ein N,N-Bis-(carboxyalkyl)-aminoalkylrest, oder ein niedriger Alkylphosphonsäurerest, oder R, zusammen mit dem Substituenten R2 eine Alkylengruppe mit 3 bis 5 C-Atomen ist und einen Azacycloalkanring bildet und R4 ein Wasserstoffatom, oder ein niedriger Alkylrest oder R4 zusammen mit dem Substituenten R, eine Alkylengruppe mit 3 bis 5 C-Atomen ist und einen Azacyloalkanring mit der Gruppierung
Man erhält auf diese Weise Verbindungen der allgemeinen Formel I
Neue Verbindungen dieser Art sind N-Carboxymethan-azacycloheptan-2,2-diphosphonsäure, N-Carboxypentan-1-aminoäthan-1,1-diphosphonsäure, N-Carboxyäthan-1-aminoäthan-1,1-diphosphonsäure, N-Carboxy-2,2-dimethylpropan-aminomethan-diphosphonsäure, N-10-Carboxydekanamino- methan-diphosphonsäure, N,N-Bis-10-Carboxydekan-aminomethan-diphosphonsäure sowie N-(1,1-Diphosphonoprop-1-yl)-DL-aminobernsteinsäure.New compounds of this type are N-carboxymethane-azacycloheptane-2,2-diphosphonic acid, N-carboxypentane-1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid, N-carboxyethane-1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid, N-carboxy-2 , 2-dimethylpropane aminomethane diphosphonic acid, N-10-carboxydekanamino methane-diphosphonic acid, N, N-bis-10-carboxydecane-aminomethane-diphosphonic acid and N- (1,1-diphosphonoprop-1-yl) -DL-aminosuccinic acid.
Geeignete Verbindungen zur Carboxylierung der Aminoalkan-, Aminoarylalkan- oder Azacycloalkan-diphosphonsäuren sind beispielsweise die Monochlor- oder Bromessigsäure, die 6-Bromhexansäure, die 3-Chlorpropionsäure, die 3-Chlor-2,2-dimethylpropionsäure (ß-Chlorpivalinsäure), die 11-Bromundekansäure, sowie als Dicarbonsäure die Brombernsteinsäure.Suitable compounds for the carboxylation of aminoalkanoic, aminoarylalkane or azacycloalkane diphosphonic acids are, for example, monochloro- or bromoacetic acid, 6-bromohexanoic acid, 3-chloropropionic acid, 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid (ß-chloropivalic acid), 11 -Bromundekansäure, and as dicarboxylic acid bromosuccinic acid.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Substanzen ist es möglich, die Aminodiphosphonsäure im Überschuß vorgelegter Alkalilauge zu lösen und anschließend die Halogencarbonsäure so einzutragen, daß ein pH-Wert von 4 nicht unterschritten wird. Wesentlich eleganter läßt sich das Verfahren durchführen, wenn man nur so viel Alkalilauge vorlegt, wie für den gewünschten pH-Wert zwischen 4 und 12, vorzugsweise 7 und 9, erforderlich ist. Die weitere Dosierung von Alkalilauge und Halogencarbonsäure wird dann pH-abhängig gesteuert.To produce the substances according to the invention, it is possible to dissolve the aminodiphosphonic acid in excess alkali metal hydroxide solution and then to enter the halocarboxylic acid in such a way that the pH does not fall below 4. The process can be carried out much more elegantly if only as much alkali metal hydroxide solution is introduced as is required for the desired pH between 4 and 12, preferably 7 and 9. The further dosing of alkali and halocarboxylic acid is then controlled depending on the pH.
In manchen Fällen suspendiert man vorteilhafterweise die Diphosphonsäure und Halogencarbonsäure in Wasser und neutralisiert ganz oder partiell mit Alkalihydroxyd. Die Reaktionszeit und Temperatur liegen unter Ausnutzung der Neutralisatiönswärme bei 0,5 bis 3 Stunden und bei 50-160°C, vorteilhaft bei 60 bis 110°C.In some cases, the diphosphonic acid and halocarboxylic acid are advantageously suspended in water and completely or partially neutralized with alkali metal hydroxide. The reaction time and temperature are taking advantage of the neutralization t iönswärme from 0.5 to 3 hours and at 50-160 ° C, advantageously at 60 to 110 ° C.
Auf diese Weise erhält man als Reaktionsprodukte ganz- oder teilneutralisierte Salze, die mittels Kationenaustauscher in die freien Säuren überführt werden können.In this way, completely or partially neutralized salts are obtained as reaction products, which can be converted into the free acids by means of cation exchangers.
Es ist auch ohne weiteres möglich, anstelle von Alkalihydroxyd, z.B. Alkalicarbonat oder für spezielle Anwendungszwecke Alkali- und Erdalkalihydroxyde gemeinsam, z.B. Natrium- oder Calciumhydroxyd oder Alkali-schwermetall-hydroxyde, z.B. Natriumaluminat, Natriumzinkat oder Natriumstannat zu verwenden.It is also readily possible to use alkali hydroxide, e.g. Alkali carbonate or, for special purposes, alkali and alkaline earth hydroxides together, e.g. Sodium or calcium hydroxide or alkali heavy metal hydroxides, e.g. Use sodium aluminate, sodium zincate or sodium stannate.
So hergestellte Produkte sind insbesondere für Korrosionsschutzmittel und für Produkte in der Aufbereitung von Gebrauchswässern geeignet.Products manufactured in this way are particularly suitable for corrosion protection agents and for products in the treatment of service water.
Je nach den Eigenschaften oder dem gewünschten Anwendungszweck werden die Lösungen direkt verwandt, die Salze kristall.isiert oder naci. Ionenaustausch die Säure nach an sich bekannten Verfahren, wie Verdampfungskonzentration oder Fällung bzw. Extraktion mit organischen Lösungsmitteln, gewonnen.Depending on the properties or the desired application, the solutions are used directly, the salts crystallized or naci. Ion exchange the acid obtained by methods known per se, such as evaporation concentration or precipitation or extraction with organic solvents.
Bei der Carboxylierung erhält man in Abhängigkeit von den eingesetzten Molverhältnissen und der angewandten Aminodiphosphonsäure einfach oder mehrfach carboxyalkylierte Produkte. Bei einem Molverhältnis der Reaktionspartner von 1:1 werden bevorzugt N-Carboxyalkan-aminoalkan-diphosphonsäuren erhalten. Ein Molverhältnis der Reaktionspartner von Aminodiphosphonsäure : Halogencarbonsäure von 1:2 bis 1:3 ergibt bevorzugt N,N-Bis-carboxyalkanaminoalkan-diphosphonsäuren.The carboxylation gives, depending on the molar ratios used and the aminodiphosphonic acid used, single or multiple carboxyalkylated products. With a molar ratio of the reactants of 1: 1, N-carboxyalkane-aminoalkane-diphosphonic acids are preferably obtained. A molar ratio of the reactants of aminodiphosphonic acid: halocarboxylic acid of 1: 2 to 1: 3 preferably gives N, N-bis-carboxyalkanaminoalkane-diphosphonic acids.
Die nach der vorliegenden Erfindung erhaltenen Substanzen können überall da eingesetzt werden, wo ein gutes Komplexbindevermögen gegenüber 2- und mehrwertigen Metall-lonen erforderlich ist. Sie zeichnen sich noch besonders durch ihre Hydrolysebeständigkeit bei hohen Temperaturen aus. Sie können in allen Medien Verwendung finden, in denen die Härtebildner des Wassers stören oder in denen jegliche Einflüsse von mehrwertigen Metall-Ionen ausgeschaltet werden sollen. Im einzelnen sind hier die Aufbereitung von hartem Wasser, Textilbehandlungsbäder, die Papierherstellung, photographische Entwicklungsbäder, Galvanisierbäder und die Gerbung zu nennen. Des weiteren eignen sich diese Diphosphonsäuren zur Stabilisierung der Wasserhärte in unterstöchiometrischen Mengen. Auch können sie als Stabilisatoren für Dispersionen und Suspensionen dienen.The substances obtained according to the present invention can be used wherever a good complex binding capacity with respect to divalent and polyvalent metal ions is required. They are particularly characterized by their resistance to hydrolysis at high temperatures. They can be used in all media in which the hardness constituents of the water interfere or in which all influences of polyvalent metal ions are to be eliminated. The treatment of hard water, textile treatment baths, paper production, photographic processing baths, electroplating baths and tanning can be mentioned here in detail. These diphosphonic acids are also suitable for stabilizing the water hardness in substoichiometric amounts. They can also serve as stabilizers for dispersions and suspensions.
Da die erfindungsgemäßen Produkte die Eigenschaften von Phosphonsäuren und Aminocarbonsäuren aufweisen, bieten sie anwendungstechnisch Vorteile gegenüber den Phosphonsäuren bzw. den Aminocarbonsäuren allein, die über die Summe der Eigenschaften der einzelnen Komponenten hinausgeht.Since the products according to the invention have the properties of phosphonic acids and aminocarboxylic acids, they offer application technology advantages over the phosphonic acids or aminocarboxylic acids alone, which go beyond the sum of the properties of the individual components.
In einem Rührbehälter mit Thermometer und Rückflußkühler werden 6,72 kg 50%ige Kalilauge vorgelegt und 2,05 kg 1-Aminoäthan-1,1-diphosphonsäure so zugegeben, daß die Sumpftemperatur 60°C nicht übersteigt. Innerhalb einer Stunde tropft man dann eine Lösung von 1,89 kg Monochloressigsäure in 2,2 kg Wasser zu und erhitzt anschließend drei Stunden auf 100°C.6.72 kg of 50% strength potassium hydroxide solution are placed in a stirred vessel with a thermometer and reflux condenser, and 2.05 kg of 1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid are added so that the bottom temperature does not exceed 60.degree. A solution of 1.89 kg of monochloroacetic acid in 2.2 kg of water is then added dropwise in the course of one hour, and the mixture is then heated to 100 ° C. for three hours.
Nach Entsalzen eines aliquoten Teils des Reaktionsproduktes mittels eines stark sauren Kationenaustauschers und Einengen der Lösung kcnnte die N,N-Bis-carboxymethan-1-aminoäthan-1,1-diphosphonsäure durch Auskristallisieren mit Methanol/Äthanol in einer Ausbeute von 91,3% der Theorie gewonnen werden.After desalting an aliquot of the reaction product using a strongly acidic cation exchanger and concentrating the solution, the N, N-bis-carboxymethane-1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid could be crystallized with methanol / ethanol in a yield of 91.3% Theory can be gained.
Das Produkt zeigt folgende Analyse:
28 g Kaliumhydroxyd werden in 100 ml Wasser gelöst und 20,5 g 1-Aminoäthan-1,1- diphosphonsäure eingetragen. Anschließend gibt man 13,9 g Bromessigsäure zu und kocht drei Stunden am Rückfluß.28 g of potassium hydroxide are dissolved in 100 ml of water and 20.5 g of 1-aminoethane-1,1- diphosphonic acid entered. Then 13.9 g of bromoacetic acid are added and the mixture is refluxed for three hours.
Das Reaktionsprodukt wird mit einem sauren Austauscher (Lewatit S 100) behandelt und die Lösung eingeengt. Es resultiert ein hell-gelbes, viskoses öl, das mit Methanol/Äthanol zur Kristallisation gebracht wird. Man erhält nach Trocknen im Wasserstrahl-Vakuum bei 80°C 25,4 g N-Carboxymethan-l-aminoäthan-1,1-diphosphonsäure, was einer Ausbeute von 96,6% der Theorie entspricht.
47,8 g Aminomethan-diphosphonsäure werden in 148 g 50%iger Kalilauge bei 60°C gelöst und eine Lösung von 99,4 g Kaliumsalz der Monochloressigsäure in 250 ml Wasser zugegeben. Anschließend wird drei Stunden auf 80-90°C erhitzt.47.8 g of aminomethane diphosphonic acid are dissolved in 148 g of 50% potassium hydroxide solution at 60 ° C. and a solution of 99.4 g of the potassium salt of monochloroacetic acid in 250 ml of water is added. The mixture is then heated to 80-90 ° C for three hours.
Nach Aufarbeiten der Reaktionslösung, wie im vorhergehenden Beispiel beschrieben, erhält man 75,2 g der N,N-Bis-carboxymethan-aminomethan-diphosphonsäure.
95,5 g Aminomethan-diphosphonsäure werden in 224 g 50%iger Kalilauge bei 60°C gelöst, 300 ml Wasser und 54,3 g Chloressigsäuremethylester zugegeben. Nach 3-stündigem Kochen am Rückfluß läßt man erkalten.95.5 g of aminomethane diphosphonic acid are dissolved in 224 g of 50% potassium hydroxide solution at 60 ° C., 300 ml of water and 54.3 g of methyl chloroacetate are added. After refluxing for 3 hours, the mixture is allowed to cool.
Nach Aufarbeiten der Lösung mit einem sauren Austauscher, Einengen, Kristallisieren und Trocknen erhält man 115 g N-Carboxymethan-aminomethan-diphosphonsäure, was einer Ausbeute von 92,3% der Theorie entspricht.
13,4 g Phenylaminomethan-diphosphonsäure werden in einer Lösung von 8 g NaOH in 100 ml Wasser gelöst, so daß die Temperatur 60°C nicht übersteigt und dann 4,8 g Monochloressigsäure zugegeben. Man hält die Reaktionslösung anschliessend drei Stunden bei 110°C, läßt erkalten und behandelt mit einem stark sauren Austauscher.13.4 g of phenylaminomethane diphosphonic acid are dissolved in a solution of 8 g of NaOH in 100 ml of water so that the temperature does not exceed 60 ° C., and 4.8 g of monochloroacetic acid are then added. The reaction solution is then kept at 110 ° C. for three hours, allowed to cool and treated with a strongly acidic exchanger.
Aus der eingeengten Lösung werden mit Methanol 15 g kristalline N-Carboxymethanphenylaminomethan-diphosphonsäure erhälten.
In 200 ml Wasser werden 54,8 g 1-Aminopropan-1,1-diphosphonsäure engerührt und langsam 14,6 g basisches Zinkcarbonat zugegeben. Nach Beendigung der Gasentwicklung wird mit 140 g 50%iger Kalilauge versetzt und nach dem Abkühlen auf 50°C 47,3 g Monochloressigsäure portionsweise eingetragen.54.8 g of 1-aminopropane-1,1-diphosphonic acid are stirred into 200 ml of water and 14.6 g of basic zinc carbonate are slowly added. After the evolution of gas has ceased, 140 g of 50% potassium hydroxide solution are added and, after cooling to 50 ° C., 47.3 g of monochloroacetic acid are added in portions.
Nach zwei Stunden Kochen am Rückfluß erhält man eine klare, schwach gelb gefärbte Lösung des Kaliumzinksalzes der N,N-Bis-carboxymethan-1-aminopropan-1,1-diphosphonsäure. Dünnschichtchromatographische Untersuchungen zeigen einen Mindest-Umsatz von 90% der Theorie. Ein Teil der Lösung wird, wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben, aufgearbeitet.
In 250 ml destilliertem Wasser werden 90 g Kaliumhydroxid gelöst und in diese Lösung 103,6 g Aza-cycloheptan-2,2-diphosphonsäure so eingetragen, daß die Temperatur 60°C nicht übersteigt. Nach Zugabe von 38 g Monochloressigsäure wird 2 1/2 Stunden auf 110°C erhitzt. Man läßt abkühlen und gewinnt anschließend nach beschriebener Methode gemäß Beispiel 1 aus der Lösung 102,5 g N-Carboxymethan-aza-cycloheptan-2,2-diphosphonsäure.
41 g 1-Aminoäthan-1,1-diphosphonsäure werden unter Rühren in 187 g 30%iger Kalilauge gelöst und bei 60°C 39 g 6-Bromhexansäure zugegeben. Zur Vervollständigung der Reaktion wird langsam auf 100°C aufgeheizt und drei Stunden bei dieser Temperatur belassen. Nach der Aufarbeitung gemäß Beispiel 1 erhält man N-Carboxypentan-1-aminoäthan-1,1-diphosphonsäure.41 g of 1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid are dissolved in 187 g of 30% strength potassium hydroxide solution with stirring and 39 g of 6-bromohexanoic acid are added at 60.degree. To complete the reaction, the mixture is slowly heated to 100 ° C. and left at this temperature for three hours. After working up according to Example 1, N-carboxypentane-1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid is obtained.
Durch Bestimmung der freien Amino-Gruppen nach der Methode von Van Slyke wurde ein Umsatz von 73,4% der Theorie ermittelt.A conversion of 73.4% of theory was determined by determining the free amino groups using the Van Slyke method.
In eine Mischung aus 51 g 1-Aminoäthan-1,1-diphosphonsäure, 27,2 g 3-Chlorpropionsäure und 150 ml Wasser werden unter Rühren bei 70°C innerhalb einer Stunde 140 g 50%ige Kalilauge eingetropft und anschließend dei klare Lösung zwei Stunden am Rückfluß gekocht.In a mixture of 51 g of 1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid, 27.2 g of 3-chloropropionic acid and 150 ml of water, 140 g of 50% strength potassium hydroxide solution are added dropwise with stirring at 70.degree. C. and then the clear solution two Cooked at reflux for hours.
Nach Aufarbeitung der Lösung erhält man 57,5 g N-Carboxyäthan-l-aminoäthan-1,1- diphosphonsäure.
Zu einer Lösung von 47,8 g Aminomethan-diphosphonsäure in 288 g 30%iger Kalilauge werden unter Rühren 34,6 g 3-Chlor-2,2-dimethylpropionsäure (ß-Chlorpivalinsäure) zugegeben. Die Lösung wird innerhalb einer Stunde zum Sieden aufgeheizt und zwei Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Nach der Aufarbeitung wurde N-2-Carboxy-2,2-dimethyläthan-aminomethan-diphosphonsäure erhalten.34.6 g of 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid (β-chloropivalic acid) are added to a solution of 47.8 g of aminomethane-diphosphonic acid in 288 g of 30% strength potassium hydroxide solution. The solution is heated to boiling within one hour and kept at this temperature for two hours. After working up, N-2-carboxy-2,2-dimethylethane-aminomethane-diphosphonic acid was obtained.
Es konnte durch Bestimmung der primären Amino-Gruppen in der Lösung ein Umsatz von 73,5% der Theorie ermittelt werden.A conversion of 73.5% of theory could be determined by determining the primary amino groups in the solution.
54,7 g 1-Aminopropan-1,1-diphosphonsäure werden in 150 g 40%iger Natronlauge gelöst und bei 60°C 49,5 DL-Brombernsteinsäure eingetragen. Zur Vervollständigung der Reaktion wird noch zwei Stunden am Rückfluß gekocht.54.7 g of 1-aminopropane-1,1-diphosphonic acid are dissolved in 150 g of 40% sodium hydroxide solution and 49.5 DL-bromosuccinic acid are introduced at 60 ° C. To complete the reaction, the mixture is boiled under reflux for a further two hours.
In der Lösung konnten durch quantitative Dünnschichtchromatographie 21 g 1-Aminopropan-1,1- diphosphonsäure und 51,4 g N-(1,1-Diphosphonoprop-1-yi)-DL-aminobernsteinsäure nachgeweisen werden.In the solution, 21 g of 1-aminopropane-1,1-diphosphonic acid and 51.4 g of N- (1,1-diphosphonoprop-1-yi) -DL-aminosuccinic acid were detected by quantitative thin-layer chromatography.
In 150 g 50%iger Kalilauge werden 47,8 g Aminomethan-diphosphonsäure gelöst und in diese Lösung bei 80°C 88,8 g 11-Bromundekansäure eingetragen. Nach 2-stündigem Kochen am Rückfluß und Abkühlen der Lösung konnten durch dünnschichtchromatographische Untersuchungen ca. 30% Aminomethan-diphosphonsäure, ca. 60% N-10-Carboxydekan-aminomethan-diphosphonsäure und ca. 10% N,N-Bis-10-Carboxydekan-aminomethan-diphosphonsäure nachgewiesen werden.47.8 g of aminomethane-diphosphonic acid are dissolved in 150 g of 50% potassium hydroxide solution and 88.8 g of 11-bromundecanoic acid are introduced into this solution at 80.degree. After refluxing for 2 hours and cooling the solution, approx. 30% aminomethane-diphosphonic acid, approx. 60% N-10-carboxydecane-aminomethane-diphosphonic acid and approx. 10% N, N-bis-10-carboxydecane were able to be determined by thin-layer chromatography -aminomethane-diphosphonic acid can be detected.
In einem 1 m3-Rührwerksbehälter mit Rückflußkühler, Heizung, eingebauter pH-Einstabmeßkette und zwei Tropftrichtern werden in 292,2 kg Wasser und 69,8 kg 50%iger Kalilauge 127,7 kg 1-Amino- äthan-1,1-diphosphonsäure gelöst. Die Lösung wird unter Ausnutzung der Neutralisationswärme auf 80°C erwärmt und aus den beiden Vorlagen 147,7 kg 80%iger Monochloressigsäure-Lösung und ca. 362 kg 50%iger Kalilauge zudosiert. Die Zugabe wird so gesteuert, daß der pH-Wert im Reaktionsmedium zwischen 8,0 und 8,5 liegt. Durch die entstehende Reaktionswärme kann die Reaktionsmischung auf 80 bis 90°C gehalten werden. Nach Beendigung des Zulaufes wird mit Kalilauge auf einen pH-Wert von 8,5 eingestellt und die Lösung noch eine Stunde bei 90-100°C gerührt.127.7 kg of 1-amino-ethane-1,1-diphosphonic acid are placed in 292.2 kg of water and 69.8 kg of 50% potassium hydroxide solution in 292.2 kg of water and 69.8 kg of 50% potassium hydroxide solution in a 1 m 3 stirred tank with reflux condenser, heating, built-in pH combination electrode and two dropping funnels solved. Using the heat of neutralization, the solution is heated to 80 ° C. and 147.7 kg of 80% monochloroacetic acid solution and about 362 kg of 50% potassium hydroxide solution are metered in from the two templates. The addition is controlled so that the pH in the reaction medium is between 8.0 and 8.5. The reaction mixture can keep the reaction mixture at 80 to 90 ° C. After the end of the feed, the pH is adjusted to 8.5 with potassium hydroxide solution and the solution is stirred at 90-100 ° C. for one hour.
Die resultierende Lösung hat einen Gehalt von ca. 20% N,N-Bis-carboxymethylen-1-aminoäthan-1,1-diphosphonsäure.The resulting solution has a content of about 20% N, N-bis-carboxymethylene-1-aminoethane-1,1-diphosphonic acid.
58,7 g 3-Hydroxy-1-aminopropan-1,1-diphosphonsäure werden in eine Lösung von 84 g KOH in 300 ml Wasser eingetragen. Die Lösung wird auf 60°C erhitzt und unter kräftigem Rühren werden 56 g 3-Chlorpropionsäure so eingetragen, daß die Temperatur langsam auf 80°C ansteigt. Nach 3- stündigem Kochen unter Rückfluß resultiert eine schwach gelb gefärbte Lösung.58.7 g of 3-hydroxy-1-aminopropane-1,1-diphosphonic acid are introduced into a solution of 84 g of KOH in 300 ml of water. The solution is heated to 60 ° C and with vigorous stirring, 56 g 3-chloropropionic acid entered so that the temperature slowly rises to 80 ° C. After boiling under reflux for 3 hours, a pale yellow solution results.
Nach Aufarbeitung der Lösung mittels eines stark sauren lonenaustauschers, Einengen, Kristallisieren und Trocknen erhält man 81 g leicht gelbliche hygroskopische Kristalle. Die dünnschichtchromatographische Analyse zeigt einen Gehalt von ca. 20% N-Carboxyäthan-3-hydroxy-l-amino- propan-1,1-diphosphonsäure und ca. 80% N,N-Bis-carboxyäthan-3-hydroxy-1-aminopropan-1,1- diphosphonsäure.After working up the solution using a strongly acidic ion exchanger, concentrating, crystallizing and drying, 81 g of slightly yellowish hygroscopic crystals are obtained. The thin-layer chromatographic analysis shows a content of about 20% N-carboxyethane-3-hydroxy-l-aminopropane-1,1-diphosphonic acid and about 80% N, N-bis-carboxyethane-3-hydroxy-1-aminopropane -1,1- diphosphonic acid.
24,9 g 2-Carboxy-1-aminoäthan-1,1-diphosphonsäure werden bei 50°C unter Rühren in 119 ml 30%iger Kalilauge gelöst und bei dieser Temperatur 19 g 5-Bromvaleriansäure eingetragen. Man kocht 3 1/2 Stunden am Rückfluß, kühlt ab, behandelt die Lösung mit einem Kationenaustauscher, engt die Säurelösung fast bis zur Trockne ein und kristallisiert mit Gemischen aus Methanol, Äthanol und Aceton fraktioniert. Die Ausbeute an 2-Carboxy-1,1-diphosphono-äthan-1-aminopentansäure beträgt 24,5 g.
6,9 g 1-Aminododekan-1,1-diphosphonsäure werden in 56 g 10%igerKalilauge gelöst, bei 60°C 2,8 g 3-Chlor-2,2-dimethylpropionsäure zugegeben und drei Stunden unter Rückfluß gekocht. Nach Aufarbeiten der Reaktionslösung mittels eines sauren Kationenaustauschers, Filtrieren und Einengen der Säurelösung erhält man durch Kristallisieren mit Methanol/Wasser 6 g N-2-Carboxy-2,2-dimethyl- äthan-1-aminododekan-1,1-diphosphonsäure.
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