JP2010534645A - 組成物 - Google Patents
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Abstract
エチレンジアミンジコハク酸１モルあたり少なくとも０．７モル当量のマグネシウムを含むエチレンジアミンジコハク酸の塩で、かかる塩は水溶性で、無吸湿性の固形物であることを開示する。さらに、前記塩の調製方法及び使用を記載する。
Description
本発明はエチレンジアミンジコハク酸（ethylenediamine disuccinic acid）（又はＥＤＤＳ）の塩に関する。また、その塩の調製方法、使用及び前記塩を含む組成物に関する。特に、本発明はＥＤＤＳのマグネシウム含有塩に関する。
エチレンジアミンジコハク酸は図１に示される化学構造を有する。
図１
この構造は２つの立体中心を含み、可能な立体異性体が３つ存在する。特に好ましい配置は、Ｓ，Ｓエチレンジアミンジコハク酸であるが、これはかかる化合物が容易に生分解するからである。
エチレンジアミンジコハク酸及びそのナトリウム塩を含む組成物は、特にキレート剤として非常に幅広く使用されている。
本明細書では、「ＥＤＤＳ」という略語は図１に示される構造、及びこの構造においてヒドロキシル基の水素原子の数個が置換された構造を表すために使用される。すなわち「ＥＤＤＳ」は、酸性基のうち１、２、３若しくは４個が中和又は部分的に中和されているコハク酸塩に言及するときにも使用される。
市販されている物質の１つにエチレンジアミンジコハク酸トリナトリウムがある。３０重量％のＥＤＤＳ（遊離酸として発現）又は３７重量％のＥＤＤＳトリナトリウム（対イオンを含む）を含む水溶液として購入することができる。
エチレンジアミンジコハク酸はまた、固形粉末状で市販される。これは酸としての６５重量％の固形の［Ｓ，Ｓ］ＥＤＤＳ、及び結晶化水を含む。
ＥＤＤＳは、特に重金属及び遷移金属に有効なキレート剤であるため、しばしば洗剤及び自動食器洗浄剤中に含まれる。
エチレンジアミンジコハク酸トリナトリウムは容易に水溶するため、食器洗浄剤又は洗剤に組み入れることができる。しかしながら、多くの消費者はそれら製品が粉末又は圧縮粉末のタブレットの形状であることをより好むため、液体組成物であるエチレンジアミンジコハク酸トリナトリウムの提供は、製剤時の製造者に相当な課題をもたらす。固形のエチレンジアミンジコハク酸トリナトリウムを白色粉末として単離することができるが、非常に吸湿性が高く、大気より水分を急速に吸収する。
遊離テトラ酸の形態は粉末状で入手でき、粒状化することもできる。しかしながら、水に対して０．３ｇ／Ｋｇしか溶解度を有さないため、洗濯及び食器洗浄の用途における使用に関して、当然ながら他の問題を提示する。
ＥＤＤＳの水溶性固形物の可用性の欠如が、製品考案者にとって制約となるが、他にも制約となる状況が多く存在する。
本発明者は、容易に水溶し、通常の大気条件下で吸湿せず、簡単に粒状化できるＥＤＤＳを含む自由流動性固形組成物を見い出した。
本発明の第１の態様において、水溶性で、無吸湿性の固体であり、エチレンジアミンジコハク酸１モルあたり少なくとも０．７モル当量のマグネシウムを含むエチレンジアミンジコハク酸の塩を提供する。
かかる塩が、自由流動性粒状物質の形状であることが好ましい。粉末又は粒状であってもよい。
かかる塩を粒状組成物に容易に組み込めることが好ましい。
好ましい実施態様において、塩はエチレンジアミンジコハク酸１モルあたりマグネシウムを少なくとも０．８モル含んでおり、好ましくは少なくとも０．９モル、より好ましくは少なくとも１モル、好ましくは少なくとも１．３モル、より好ましくは少なくとも１．５モル、好ましくは少なくとも１．７モル、より好ましくは少なくとも１．８モル、好ましくは少なくとも１．９モル含み、約２モル含むことが最も好ましい。
いくつかの実施態様において、塩はさらに、例えばカルシウム等の、２族のアルカリ土類金属を含んでいてもよい。エチレンジアミンジコハク酸１モルあたり最大１．３モルのカルシウムを含むことができ、例えば最大１．２モル、最大１．０モル、最大０．７モル、又は最大０．５モル含むことができる。
エチレンジアミンジコハク酸ジマグネシウムを含む塩、すなわち、エチレンジアミンジコハク酸１モルあたりマグネシウムを２モル有する塩が特に好ましい。したがって、図１のヒドロキシル基の水素原子４個全てが２個のマグネシウムイオンによって置換された化合物が好ましい。
また、エチレンジアミンジコハク酸１モルあたりマグネシウムを１〜２モル有する塩が極めて好ましい。例えば、エチレンジアミンジコハク酸カルシウムマグネシウム（ＣａＭｇＥＤＤＳ）のように、エチレンジアミンジコハク酸マグネシウム（ＭｇＥＤＤＳ）の式を有する化合物が好まれる。エチレンジアミンジコハク酸１モルあたり１．５モル当量のマグネシウムを有する塩（Ｍｇ１．５ＥＤＤＳ）は、有利な特性を有することも見い出されている。
いくつかの実施態様において、塩はエチレンジアミンジコハク酸１モルあたり０．０５モル以上の１種又は２種以上のアルカリ金属を含んでいてもよい。したがって、かかる塩は１種又は２種以上のアルカリ土類金属及び１種又は２種以上のアルカリ金属を含む混合塩であってもよい。アルカリ金属を含む場合は、ナトリウム、カリウム及びそれらの混合物から選択されるのが好ましく、最も好ましいのはナトリウムである。いくつかの実施態様において、塩にはエチレンジアミンジコハク酸１モルあたりアルカリ金属を０．５〜２モル、好ましくは１〜２モル、より好ましくは１．５〜２モル含まれる。したがって、本発明の塩は、例えば、ＥＤＤＳマグネシウムナトリウム、ＥＤＤＳマグネシウムジナトリウム、ＥＤＤＳマグネシウムカリウム、ＥＤＤＳマグネシウムジカリウムの実験式による化合物又はそれらの非化学量論的に当量の化合物を含んでいてもよい。ＥＤＤＳマグネシウムジナトリウムの実験式の塩が、有利な特性を有することが見い出されている。
しかしながら、特に好ましい実施態様においては、本発明の塩はアルカリ金属を含まない。特に好ましい実施態様においては、塩はアルカリ土類金属及びＥＤＤＳのみを含んでいる。
本発明の塩の「ＥＤＤＳ」の部分は、いかなる立体異性体を含んでいてもよい。したがって、［Ｒ，Ｒ］−ＥＤＤＳ、［Ｒ，Ｓ］−ＥＤＤＳ、［Ｓ，Ｓ］−ＥＤＤＳ及びそれらのいずれかの組合せから選択することができる。
かかる塩は［Ｓ，Ｓ］−ＥＤＤＳを少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも９０％含む。好ましい実施態様において、塩は本質的に［Ｓ，Ｓ］−ＥＤＤＳのマグネシウム塩からなる。
本発明の塩は、通常の大気条件下では吸湿性ではない。本発明の塩は、７２時間、通常の大気条件に露出された際に吸収する水分がその重量の１０％未満であることが好ましく、より好ましくは５％未満、さらに好ましくは２．５％未満、またさらに好ましいのは重量の１．５％未満である。９６時間、通常の大気条件に露出された際に吸収する水分がその重量の５％未満であることが好ましく、より好ましくは３％未満、さらに好ましくは１％未満、またさらに好ましくは０．５％未満、さらに０．１％未満であり、０．０５％未満であることが最も好ましい。１４日間、通常の大気条件に露出された後、水重量の０．１％未満を吸収することが好ましい。
本発明の塩は、室温で水１Ｋｇ中少なくとも８ｇのＥＤＤＳ濃度を提供する溶解度を有することが好ましく、より好ましくは少なくとも１０ｇ／Ｋｇ、さらに好ましくは少なくとも５０ｇ／Ｋｇ、またさらに好ましくは１００ｇ／Ｋｇ、さらに１２５ｇ／Ｋｇ、最も好ましいのは少なくとも１５０ｇ／Ｋｇである。実施態様において、塩は２００ｇ／Ｋｇまでの溶解度を有してもよく、好ましいのは１９０ｇ／Ｋｇ、より好ましいのは１８０ｇ／Ｋｇ、最も好ましいのは１７５ｇ／Ｋｇである。
前記溶解度の数値は、当量のエチレンジアミンジコハク酸の重量で示される、水溶液中に存在するサクシネートの重量を表す。
固形物は結晶化水を含んでいてもよい。結晶化水は５〜４５％の量で存在していてもよく、例えば１５〜２０％存在してもよい。
本発明の第２の態様において、第１の態様の塩を含む組成物を提供する。かかる組成物は、実質的に第１の態様の塩からなることができ、１又は２以上のさらなる成分を含むこともできる。かかる組成物は固形組成物又は液体組成物であってもよい。かかる組成物は、エチレンジアミンジコハク酸トリナトリウム又はエチレンジアミンジコハク酸があらかじめ取り込まれた組成物の形態をとってもよい。
前記組成物は、例えば、洗濯組成物又は自動食器洗浄組成物となることができる。組成物は粉末状で、例えば自由流動性粉末でもよい。その他にも、組成物は、圧縮錠の形態でもよく、又は水溶性ポリマー材料製のシェルに液体又は固体形状で内包されていてもよい。
かかる組成物は粒状組成物でもよい。
本発明の固形の洗濯組成物は、第１の態様の塩を好ましくは０．０１〜１０重量％含み、より好ましくは０．０１〜２重量％含み、最も好ましくは０．１〜０．５重量％含む。
本発明の液体洗濯組成物は、第１の態様の塩を好ましくは０．０１〜２５重量％含み、より好ましくは０．１〜１０重量％含み、最も好ましくは１〜５重量％含む。
本発明の自動食器洗浄組成物は、第１の態様の塩を好ましくは０．１〜６０重量％含み、より好ましくは１〜３０重量％含み、最も好ましくは２〜１５重量％含む。
本発明の洗濯組成物及び食器洗浄組成物は、さらに界面活性剤、ビルダー、漂白剤、漂白活性剤、再堆積添加剤、染料転移阻害剤、酵素、着色剤及び香料から選択された成分を含むことが好ましい。
本発明の組成物は、漂白組成物、洗浄組成物、又はパーソナルケア組成物でもよい。本発明の第３の態様において、第１の態様における塩の調製方法を提供する。
第３の態様の方法は、エチレンジアミンジコハク酸にマグネシウム基を添加するステップを含むことが好ましい。かかる方法は、エチレンジアミンジコハク酸の懸濁液、好ましくは水性懸濁液に、マグネシウム基を添加することを含むことが好ましい。この懸濁液は、水１ｌあたり酸を１０〜４５０ｇ、例えば５０〜２００ｇ含むことが好ましい。
適当な塩基であれば、どれでも使用することができる。例えば、塩基は炭酸塩、水酸化物、水素化物、アミド、酸化物から選択してもよい。好ましくは、かかる塩基は水酸化マグネシウムである。
かかる塩が混合塩を含む実施態様において、第３の態様の方法は、カルシウム基及び／又はアルカリ金属基をエチレンジアミンジコハク酸に添加するステップをさらに含んでもよい。
本発明は、ＥＤＤＳ含有材料を用いる任意の使用様式における第１の態様の塩の使用をさらに提供する。
これらの組成物は紙及びパルプの漂白に特に有用である。この態様の組成物は洗濯及び食器洗浄用途においても実用性を見い出せる。上記に詳述したように、第１の態様の塩を他の漂白用途に使用してもよい。
したがって、本発明はキレート剤としての、第１の態様の塩の使用を提供している。具体的には、本発明の第１の態様の塩は、例えば、銅、鉄及びマンガンの遷移金属と重金属とを結合させるキレート剤として使用される。
したがって、本発明は、洗濯組成物又は食器洗浄組成物等の洗剤組成物における第１の態様の塩の使用を含む。
本発明は、農業用途における第１の態様の塩の使用を含む。例えば、かかる塩は、ナメクジ駆除用ペレット、除草剤、葉面散布による栄養補給、栄養補給及び水耕法に使用してもよい。
本発明は、パルプ及び紙の漂白における第１の態様の塩の使用を提供する。これは熱機械漂白と同様に機械漂白及び化学漂白を含む。第１の態様の塩は、金属が除去される洗浄及び漂白が行われる過酸化物の段階である、パルプ漂白のＱ段階及びＰ段階において使用されてもよい。これらの用語は当業者によく知られている。
本発明は、パーソナルケア用途における第１の態様の塩の使用を提供する。例えば塩は、ヘアケア組成物、例えば毛髪染料及びシャンプーに組み込まれてもよい。また、例えばサンクリーム等のクリームの抗酸化物質として含まれてもよい。
本発明は、バイオサイド増強剤としての第１の態様の塩の使用を含む。したがって、バイオサイドの効果を高めることができ、広い用途が見い出せる。例えば、パーソナルケア用途に使用してもよい。
本発明は、家庭用、企業用及び産業用の洗浄用途における第１の態様の塩の使用を提供する。硬表面用クリーナー、浴室及び台所用クリーナー、ボトル洗浄用途又は酪農設備の洗浄における使用を含んでもよい。
本発明はさらに、例えばカルシウム塩及びマグネシウム塩の金属イオン封鎖剤の抗スケール剤として、第１の態様の塩の使用を提供する。
本発明の塩は、例えばバリウム塩及びストロンチウム塩を除去する、スケール除去剤として油田の用途において使用してもよい。
本発明は、例えばプリント基板又は化学メッキ用途の金属洗浄用途における第１の態様の塩の使用を提供できる。
本発明は、例えば抗毒物質として医療用途における、第１の態様の塩の使用を提供できる。本発明は、身体部位への金属の送達を補助するために使用してもよい。
本発明は、例えば安定剤又は抗酸化物質として、食品用途において第１の態様の塩の使用を提供できる。
本発明を以下の制限されることのない実施例を使用してさらに説明する。
本発明を以下の制限されることのない実施例を使用してさらに説明する。
化合物の合成
表１に詳述されている成分は、次の方法で調製した。各々の場合において、Enviomet C320（エチレンジアミンジコハク酸（６５％の活性））の１００ｇ［０．２モル］を１Ｌの脱イオン水でスラリーにし、Ｍｇ（ＯＨ）２及び／又はＣａ（ＯＨ）２及び／又はＮａＯＨの記載された量を添加した。混合物を濾過する前に１７時間攪拌した。かかる溶液を濃縮し、生成物を晶出した。白色の結晶性生成物を濾過して回収し、一晩４０℃にて真空オーブンで乾燥した。ＥＤＤＳの含有量をＨＰＬＣで、金属含有量をＩＣＰで測定した。
表１に詳述されている成分は、次の方法で調製した。各々の場合において、Enviomet C320（エチレンジアミンジコハク酸（６５％の活性））の１００ｇ［０．２モル］を１Ｌの脱イオン水でスラリーにし、Ｍｇ（ＯＨ）２及び／又はＣａ（ＯＨ）２及び／又はＮａＯＨの記載された量を添加した。混合物を濾過する前に１７時間攪拌した。かかる溶液を濃縮し、生成物を晶出した。白色の結晶性生成物を濾過して回収し、一晩４０℃にて真空オーブンで乾燥した。ＥＤＤＳの含有量をＨＰＬＣで、金属含有量をＩＣＰで測定した。
各物質の外観を７２時間定期的に観察した。観察結果を表２に記録する。
表３は、試料の質量が時間とともにどの程度増加したかを示す。
溶解度
各試料の溶解度が以下のように測定された。固形物質の余剰分を５ｍｌの水に添加し、室温にて一晩攪拌した。この溶液を濾過し、濾液のＥＤＤＳ含有量をＨＰＬＣにて分析した。表４の溶解度の数値は、遊離のＥＤＤＳ又は存在するコハク酸イオンの量を示しており、関連する対イオンの質量は含まない。
各試料の溶解度が以下のように測定された。固形物質の余剰分を５ｍｌの水に添加し、室温にて一晩攪拌した。この溶液を濾過し、濾液のＥＤＤＳ含有量をＨＰＬＣにて分析した。表４の溶解度の数値は、遊離のＥＤＤＳ又は存在するコハク酸イオンの量を示しており、関連する対イオンの質量は含まない。
Claims (15)
- 水溶性、かつ、無吸湿性の固体であり、エチレンジアミンジコハク酸１モルあたり少なくとも０．７モル当量のマグネシウムを含む、エチレンジアミンジコハク酸の塩。
- エチレンジアミンジコハク酸１モルあたり少なくとも０．９モルのマグネシウムを含む、請求項１に記載の塩。
- エチレンジアミンジコハク酸１モルあたり少なくとも１．８モルのアルカリ土類金属を含む、請求項１又は２に記載の塩。
- ７２時間標準大気条件に露出したときに吸収する水分がその重量の５％未満である、請求項１〜３のいずれかに記載の塩。
- 少なくとも１０ｇ／ＫｇのＥＤＤＳ濃度を提供する溶解度を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の塩。
- 自由流動性の微粒子物質状である、請求項１〜５のいずれかに記載の塩。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の塩を含む組成物。
- 粒状の組成物である、請求項７に記載の組成物。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の塩の調製方法であって、エチレンジアミンジコハク酸にアルカリ土類金属の塩基を添加することを含む方法。
- 過酸化水素、他の含過酸素化合物又はそれらの前駆体を含む組成物の安定性を向上させるための、請求項１〜６のいずれかに記載の塩の使用。
- キレート剤、抗スケール物質又はスケール除去剤としての請求項１〜６のいずれかに記載の塩の使用。
- 洗剤組成物における請求項１〜６のいずれかに記載の塩の使用。
- パーソナルケア又は洗浄用途における、又はバイオサイド増強剤としての、請求項１〜６のいずれかに記載の塩の使用。
- 農業、食品又は医療用途における、請求項１〜６のいずれかに記載の塩の使用。
- パルプ又は紙の漂白における、請求項１〜６のいずれかに記載の塩の使用。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012515756A (ja) * | 2009-01-26 | 2012-07-12 | インノスペック リミテッド | 殺軟体動物活性の増強剤としてのｅｄｄｓ及びカルシウムイオンの使用 |
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