WO2021052768A1 - Phosphonic acid derivatives and process for their preparation - Google Patents

Phosphonic acid derivatives and process for their preparation Download PDF

Info

Publication number
WO2021052768A1
WO2021052768A1 PCT/EP2020/074580 EP2020074580W WO2021052768A1 WO 2021052768 A1 WO2021052768 A1 WO 2021052768A1 EP 2020074580 W EP2020074580 W EP 2020074580W WO 2021052768 A1 WO2021052768 A1 WO 2021052768A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
acid
solution
amino
compound according
group
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/074580
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Carsten Rudolph
Thomas Kreher
Ulrich Stoeck
Stephan Liebsch
Original Assignee
Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co. KG filed Critical Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co. KG
Publication of WO2021052768A1 publication Critical patent/WO2021052768A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/36Organic compounds containing phosphorus
    • C11D3/365Organic compounds containing phosphorus containing carboxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids RP(=O)(OH)2; Thiophosphonic acids, i.e. RP(=X)(XH)2 (X = S, Se)
    • C07F9/3804Phosphonic acids RP(=O)(OH)2; Thiophosphonic acids, i.e. RP(=X)(XH)2 (X = S, Se) not used, see subgroups
    • C07F9/3808Acyclic saturated acids which can have further substituents on alkyl

Definitions

  • the invention relates to phosphonic acid compounds according to formula (I), a process for their preparation using 1,4-dicarboxylic acid derivatives and chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acids) and their use as a functional additive.
  • water plays a crucial role as a medium. It takes on the function of the solvent for additives and as a reaction medium, acts as a transport medium or serves as a heat transfer medium. Examples in which these functions can be used include the use of detergents and cleaning agents, energy generation, the production of ceramic slips or the bleaching of natural fibers. Furthermore, the production of drinking water from service water by means of desalination processes such as reverse osmosis is of increasing importance.
  • water-soluble homo- and copolymers based on acrylic acid can be used to prevent the deposition of poorly soluble alkaline earth salts, with polymer properties being varied through the targeted selection of monomers and their stoichiometric ratios.
  • Organic phosphonic acids with at least two phosphonic acid groups are also very suitable and often even more effective for avoiding deposits (so-called scale), which temporarily prevent precipitation and deposition even in an extremely low concentration range through special interactions with the substrate.
  • Complex-forming compounds are used to mask heavy metal ions and avoid undesirable effects.
  • complex-forming compounds are polyaminopolycarboxylates or polyaminopolymethylene phosphonates, some of which have extremely high complex formation constants.
  • the disadvantage of the cited classes of compounds is that they are considered to be not readily degradable according to the customary methods for determining the ready biodegradability.
  • Dispersing aids which, due to their chemical structure and (partial) charges, are able to adsorb on the surfaces of mineral particles can be used as dispersing aids.
  • the transfer of negative charges to the mineral particles causes them to experience mutual repulsion and remain homogeneously distributed in a liquid phase without sedimenting.
  • Common dispersants are homo- and copolymers of acrylic acid and organic phosphonic acids such as 1-hydroxyethane-1, 1-diphosphonic acid (HEDP), aminotris (methylenephosphonic acid) (ATMP) or diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) (DTPMP).
  • DE 2 214 144 A discloses a process for the production of ethylenediamine-mono- ⁇ -propionic acid tri- (methylenephosphonic acid).
  • US 3,077,487 A discloses compounds of the formula wherein the radicals Zi and Z2 are 1,4-conjugated polycarboxyl group-containing lower alkenyl groups with at least two carboxyl groups.
  • EP 0 772 084 A2 describes metal complexes of various polyamino monosuccinic acids for use as bleaching agents in photographic developer solutions.
  • Iminodisuccinic acid for example disclosed in WO 201 ⁇ 179692 A1, EP 3 127 896 A1 and WO 9845251 A1, the aminosuccinic acid derivative 3-hydroxy-2,2'-iminodisuccinic acid (HIDS) described in DE 4024552 A1 and others in JPH 09157232 A disclosed aminopolycarboxylic acids as alternative complexing agents and corresponding processes for their preparation.
  • An advantageous property of these substances is their easy biodegradability.
  • their lower complex formation constants with heavy metals and the lack of a further functional property such as the ability to disperse particles are disadvantageous.
  • WO 9634126 A1 describes biodegradable chelating agents as complexing agents, in particular according to formula [1] or formula [2]
  • Organic aminomethylene phosphonic acids and their salts are usually prepared by the method of Moedritzer and Irani (Moedritzer and Irani, 1966).
  • the aminomethylene phosphonates that can be prepared on the basis of primary and secondary amines are generally not considered to be readily biodegradable.
  • EP 2 125 844 B1 and EP 2 716646 B1 disclose phosphonate derivatives by linking a reactive phosphonate with amino carboxylic acids or amino alcohols.
  • the pH of the reaction mixture is between pH 8 and pH 14, the reaction temperature between 0 ° C and 200 ° C or 50 ° C and 140 ° C.
  • the object of the present invention is therefore to provide biodegradable compounds with at least one functional property selected from complex formation, hardness stabilization (threshold activity), dispersibility, and corrosion inhibition.
  • a further object of the invention is to provide a method for their production. According to the invention, the object is achieved by a compound of the formula (I) in which
  • the compounds according to the invention are advantageously biodegradable according to the standard test methods published in the Technical Guidelines of the OECD, in particular inherently degradable according to OECD 302 and thus environmentally friendly.
  • the compounds according to the invention particularly advantageously have degradation rates which allow classification as readily biodegradable.
  • these compounds advantageously have the property that the biological degradation processes also take place in situations where there is a lack of phosphorus and the phosphorus contained in the molecule can be released and metabolized in the process.
  • the compounds according to the invention also advantageously have a high molar complexing capacity compared to conventional biodegradable complexing agents such as methylglycine diacetic acid (MGDA), N, N-bis (carboxylatomethyl) -L-glutamate (GLDA), iminodisuccinate (IDS) or hydroxyiminodisuccinic acid (HIDS).
  • MGDA methylglycine diacetic acid
  • GLDA N, N-bis (carboxylatomethyl) -L-glutamate
  • IDS iminodisuccinate
  • HIDS hydroxyiminodisuccinic acid
  • the compounds according to the invention are also advantageously not hazardous to health and have adequate stability.
  • the compounds according to the invention are advantageously capable of interacting with sparingly soluble alkaline earth salts through the terminal phosphonic acid groups and are thus an encrustation inhibitor that is less than stoichiometrically effective.
  • the compounds according to the invention show particularly good dispers
  • alkenyl radical is understood to mean an alkyl radical with at least one carbon-carbon double bond.
  • C1 to C25 alkyl and alkenyl radicals is understood to mean alkyl and alkenyl radicals with 1 to 25 carbon (C) atoms.
  • R 1 is selected from the group comprising —H, unsubstituted and substituted, unbranched and branched C1 to C7 alkyl and alkenyl radicals.
  • R 1 is selected from substituted alkyl radicals, the alkyl radicals having at least one substituent selected from aryl, heteroaryl, amide, carboxyl, guanidino and / or hydroxyl group. In an embodiment with at least two substituents, the substituents can be the same or different.
  • heteroaryl group is understood to mean aromatics whose ring structure contains at least one heteroatom.
  • heteroatoms is understood to mean atoms that are not carbon or hydrogen. Heteroatoms are preferably selected from the group comprising oxygen, nitrogen and sulfur. Is preferred an amino acid residue, particularly preferably an ⁇ -amino acid residue.
  • amino acid residue is understood to mean an organic compound comprising at least one amino group and at least one carboxyl group, the amino group being substituted.
  • proteinogenic amino acid residue is understood to mean amino acids, which are building blocks of peptides or proteins and are encoded by codons in the DNA. Proteinogenic amino acids are selected from alanine, arginine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, tyrosine and valine.
  • R 1 is selected from the group comprising -H, -CH 3 and -phenyl.
  • m 0 to 2
  • ie m 0, 1 or 2.
  • n 2 or 3.
  • a short-chain alkyl group in particular an ethylene group or a propylene group, advantageously occupies several coordination sites between the nitrogen atoms in the compounds according to the invention Metal atom or ion achieved by a molecule and thus an increase in the ability to complex.
  • n 2.
  • salts is understood to mean the compounds according to the invention having at least one deprotonated carboxyl and / or phosphonic acid group and at least one positively charged counterion.
  • the compounds according to the invention are alkali or ammonium salts, preferably sodium or potassium salts, that is to say a salt comprising alkali or ammonium cations, preferably sodium or potassium cations as counterions.
  • the compounds according to the invention have 0 to 8 deprotonated carboxyl and / or phosphonic acid groups and alkali or ammonium cations as counterions, preferably 2 to 7 deprotonated carboxyl and / or phosphonic acid groups and alkali or ammonium cations as counterions.
  • the invention also relates to a process for the preparation of a compound according to the invention comprising a) providing a 1,4-dicarboxylic acid derivative and adding alkali metal hydroxide, b) reaction of the 1,4-dicarboxylic acid derivative with ammonia or a primary amine to form an aspartic acid derivative, c) reaction of the Aspartic acid derivative with a chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid).
  • the method takes place in the order of steps a), b) and c).
  • 1,4-dicarboxylic acid derivative is understood to mean an organic compound with two terminal carboxyl groups and a reactive structural unit in the 2,3-position, the reactive structural unit being selected from a double bond and an epoxy group.
  • the 1,4-dicarboxylic acid derivative is selected from maleic acid, maleic anhydride, citraconic acid and a 1,2-cis-epoxysuccinic acid.
  • amino acid derivative is understood to mean an organic compound with a secondary amino group and two terminal carboxyl groups in the 1,3-position, wherein the secondary amino group is derivatized by a group comprising -H, unsubstituted and substituted, unbranched and branched C1 to C25 alkyl and alkenyl radicals and a group comprising carboxyl and carboxyalkyl radicals.
  • the primary amine preferably has at least one carboxyl group.
  • the primary amine is an amino acid, preferably an ⁇ -amino acid.
  • the amino acid is an L-amino acid, a D-amino acid or a mixture of L- and D-amino acids, preferably an L-amino acid.
  • step a) taking place at a temperature in the range from 0 ° C. to 80 ° C., preferably in the range from 10 ° C. to 70 ° C., particularly preferably in the range from 40 ° C. to 60 ° C.
  • step b) at a temperature in the range from 80 ° C. to 150 ° C., preferably in the range from 90 ° C. to 150 ° C., particularly preferably in the range from 100 ° C. to 150 ° C.
  • step c) at a temperature in the range from 0 ° C. to 40.degree. C., preferably in the range from 20.degree. C. to 30.degree. C., particularly preferably at room temperature.
  • the alkali hydroxide is sodium hydroxide and / or potassium hydroxide.
  • the chloroalkylaminobis is selected from 2-chloroethylaminobis (methylene phosphonic acid) and 3-chloropropylaminobis (methylene phosphonic acid).
  • the reaction with a chloroalkylaminobis (alkylenephosphonic acid) takes place in step c) with the addition of alkali metal hydroxide, preferably sodium hydroxide and / or potassium hydroxide.
  • alkali metal hydroxide preferably sodium hydroxide and / or potassium hydroxide.
  • alkali hydroxide advantageously increases the solubility of the chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid).
  • step c) the chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid) is initially introduced into a solvent and the aspartic acid derivative is added, preferably continuously added dropwise as an aqueous solution.
  • step c) the aspartic acid derivative is initially charged and the chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid) is added, preferably continuously added dropwise as an aqueous solution.
  • alkali metal hydroxide is also added simultaneously and in parallel with the addition of the chloroalkylaminobis (alkylenephosphonic acid).
  • Another aspect of the invention relates to the use of at least one compound according to the invention as a functional additive, preferably a dispersant, complexing agent, corrosion inhibitor, hardness stabilizer.
  • the term “functional additive” is understood to mean an additive for modifying, in particular improving, the properties of a product, preferably for chemical products for use in water treatment, oil field chemistry, the detergent and cleaning agent industry or the pulp, paper and textile industry.
  • dispenser is understood to mean a substance which enables or stabilizes the optimal mixing of at least two non-homogeneously miscible substances, in particular suspensions.
  • complexing agent is understood to mean a substance which coordinates metal ions or metal atoms as Lewis acids, in particular for masking chemical properties of the metal ions or metal atoms. Complexing agents are advantageously used in washing or cleaning agents to mask the hardness of the water.
  • corrosion inhibitor is understood to mean a substance which temporarily or permanently protects materials against electrochemical attack. Corrosion inhibitors in a corrosive medium, in particular water, protect surfaces which are permanently in contact with the medium.
  • hardness stabilizer is understood to mean a substance which, in sub-stoichiometric amounts, prevents or delays the further formation and precipitation of the poorly soluble alkaline earth compounds through interactions with crystallites of poorly soluble alkaline earth compounds.
  • the compounds according to the invention are used as readily biodegradable complexing agents.
  • the compounds according to the invention are used as a functional additive, in particular as a hardness stabilizer, in cooling water systems, desalination plants, preferably thermal desalination plants, and / or in oil production.
  • the compounds according to the invention are used as a functional additive, in particular as a hardness stabilizer, in oil or gas production, in washing and cleaning processes, in textile, pulp or paper manufacture and treatment, in galvanic processes and in agrochemical applications such as fertilizing with trace elements or avoiding intolerances caused by water hardness.
  • the compounds according to the invention are used as complexing agents for the paper and pulp industry, as bleach stabilizers for hydrogen peroxide bleaching (so-called P stage) and as complexing agents for removing troublesome metal ions in what is known as complexing agent washing (so-called Q stage).
  • the compounds according to the invention are used as a dispersing additive for fillers and for adjusting the viscosity of paper coating slips in paper manufacture.
  • Another aspect of the invention relates to the use of the compounds according to the invention for the production of detergents or cleaning agents, for the production of formulations, preferably for textile, pulp and paper production and treatment for the ceramics industry, for the oil and natural gas industry or for Water treatment.
  • formulations preferably for textile, pulp and paper production and treatment for the ceramics industry, for the oil and natural gas industry or for Water treatment.
  • the use of the compounds according to the invention for the production of formulations for the electroplating industry and / or industrial agriculture is also included.
  • the compounds according to the invention are used in liquid or solid household detergents, in particular in household detergents in powder form or in granulated form.
  • the compounds according to the invention are used in industrial and institutional cleaner formulations, for example in cleaners for hard surfaces (HSC), in bottle cleaners or workshop and tarpaulin cleaners.
  • the compounds according to the invention are used as a dispersant additive in ceramic formulations and applications.
  • a further aspect of the invention relates to the use of the compounds according to the invention for the production of agrochemical formulations, for example for stabilizing agrochemicals that are sensitive to water hardness in aqueous preparation or for providing dissolved transition metal ions as trace elements or nutrients, preferably in chelated form, so as to enable them to be absorbed into the plant organisms to facilitate.
  • the compound according to the invention is used in formulations for electroplating processes, in particular by complexing dissolved metal ions in baths for electroplating.
  • FIG. 1 shows a diagram of the reaction A) an olefinic 1,4-dicarboxylic acid derivative with a primary amine to form an aspartic acid derivative and B) reaction of the aspartic acid derivative with a chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid).
  • FIG. 2 shows a diagram of the reaction of an aspartic acid derivative, which is obtained by reacting a 1,4-dicarboxylic acid derivative with ammonia, with a chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid).
  • FIG. 3 shows a diagram of the reaction of a 2,3-epoxy-1,4-dicarboxylic acid derivative with a primary amine to form an aspartic acid derivative.
  • FIG. 4 shows a graphic representation of the prevention of deposits in the dynamic tube blocking test with the inhibitors IDS, DTPMP and IDS-EABMP.
  • a round-bottom flask equipped with a heater, stirrer, internal thermometer, reflux condenser and solids metering unit is charged with 43.8 g of water and mixed with 77.8 g of 50% strength Sodium hydroxide solution added. After homogenization has taken place, 19.8 g of maleic anhydride are added slowly and with good cooling so that the internal reactor temperature remains below 60.degree. 28.1 g of L-aspartic acid are then dissolved in the resulting solution and then heated to 100-110 ° C. for 44 h. To dissolve the solids that have formed, 10 g of water are added and then cooled. The main component of the solution is the tetrasodium salt of iminodisuccinic acid (90.2%) and the sodium salts of maleic acid (0.9%), fumaric acid (5.5%) and aspartic acid (3.4%).
  • the main component of the solution is the tetrasodium salt of N- (1,2-dicarboxyethyl) -L-glutamic acid with a content of 92.6% determined by 1 H-NMR spectroscopy.
  • Sodium maleate (0.4%), sodium fumarate (0.8%) and sodium malate (6.2%) are identified and quantified analogously as by-products.
  • IDS-EABMP 24.2% calculated via complexometric titration with the molecular weight of the protonated form
  • the reaction mixture has a copper binding capacity of 71.8 mg Cu / g, corresponding to 1. 131 mmol Cu / g.
  • HIDS-EABMP 28.0% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
  • a dilute aqueous NaOH solution is prepared from 4.72 (59 mmol) of 50% strength NaOH solution and 7.3 g of water.
  • the solution from receiving vessel A at 0.5 ml / min and the solution from receiving vessel B at 0.1 ml / min are simultaneously dosed via separate feeds the reaction mixture was stirred for 80 minutes.
  • 50 ml (58.5 g) of an aqueous solution are prepared from 15.78 g (59 mmol) of 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid), 4.43 g (55.3 mmol) of 50% NaOH solution and 38.34 g of water placed in a reaction vessel and stirred at room temperature.
  • IDS-EABMP 21.9% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
  • GIS-EABMP 23.6% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
  • a reaction vessel with a Teflon lining 50 ml of deionized (VE) water are placed and 65.3 g (0.667 mol) of maleic anhydride are dissolved with stirring over the course of 30 minutes. 0.686 mol (61.1 g) of crystalline L-alanine are then added to this solution and the mixture is homogenized by stirring. A quantity of 1.212 mol of 50% strength NaOH solution (97.0 g) is then continuously added to the resulting slurry without additional cooling, the internal temperature rising to 90.degree. Finally, 0.808 mol of solid sodium hydroxide in prilled form is added and the mixture is heated to reflux, which begins at 105 ° C., with constant stirring. The reaction mixture is kept at this temperature for 27 hours and then cooled. 291.4 g of the reaction mixture are isolated, which are adjusted to a solids concentration of 49.6% by adding 86.6 g of deionized water.
  • VE deionized
  • the solution contains 139.3 g of the trisodium salt of (I-carboxyethyl) aspartic acid, corresponding to a yield of 91.8%.
  • Carboxyethyl) aspartic acid (corresponding to 0.1 mol) and an identical amount of substance NaOH solution (50%) are metered into the solution of the chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid). The reaction takes place for a further hour and then it is cooled.
  • the reaction mixture has a copper binding capacity of 69.5 mg Cu / g or 1.094 mmol Cu / g.
  • the theoretically possible amount of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (1-carboxyethyl) aspartic acid is 0.581 mmol / g. This value corresponds to a molar ratio n Cu: n -Ala-IS-EABMP of 1.88: 1.
  • Copper binding capacity 69.5 mg Cu / g product ß-Ala-IS-EABMP: 23.9% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
  • the viscous and opaque liquid is adjusted to a solids content of 40% by adding deionized water.
  • the resulting aqueous solution is colorless and clear and contains 84.5% of the target compound as well as 10.2% malic acid, 3.6% fumaric acid and 0.4% maleic acid in the form of the completely neutralized sodium salts, regardless of the solvent.
  • a 250 ml round bottom flask equipped with a stirrer, internal thermometer, dropping funnel and reflux condenser is charged with 27.0 g of 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid) (purity 99%, 0.1 mol) and 81.1 g of deionized water and heated to 20 ° C . 0.0875 mol of NaOH in the form of a 50% solution (7.0 g) are added to the slurry and the mixture is stirred until a clear solution is obtained. This mixture is heated to 60 ° C.
  • the reaction mixture has a copper binding capacity of 33.2 mg Cu / g, corresponding to 0.529 mmol Cu / g.
  • the trisodium salt of (5-carboxypentyl) aspartic acid has no copper binding capacity.
  • 6-AHS-IS-EABMP 25.0% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
  • the viscous and cloudy liquid is adjusted to a solids content of approx. 45% by adding deionized water.
  • the resulting aqueous solution contains 87.7 mol% of the target compound and 8.6 mol% of malic acid, 3.3 mol% of fumaric acid and 0.4 mol% of maleic acid in the form , according to evaluation by 1 H-NMR spectroscopy of the completely neutralized sodium salts without taking the solvent into account.
  • a 250 ml round bottom flask equipped with a stirrer, internal thermometer, dropping funnel and reflux condenser is charged with 27.0 g of 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid) (purity 99%, 0.1 mol) and 81.1 g of deionized water and heated to 20 ° C . 0.0875 mol of NaOH in the form of a 50% solution (7.0 g) are then added to the slurry and the mixture is stirred until a clear solution is obtained. This mixture is heated to 60 ° C.
  • the reaction mixture has a copper binding capacity of 32.4 mg Cu / g, corresponding to 0.51 mmol Cu / g.
  • the trisodium salt of (5-carboxypentyl) aspartic acid has no measurable copper binding capacity.
  • GABA-IS-EABMP 22.8% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
  • the determination of the calcium binding capacity is based on the titration of a solution of a substance capable of complex formation or hardness stabilization with a calcium salt solution in the presence of carbonate ions at a defined pH value, which is kept constant during the titration by adding sodium hydroxide. The visible formation of calcium carbonate is prevented until the binding capacity is exhausted. The end point of the titration is therefore the first permanent appearance of turbidity in the titration solution.
  • Substances that only have a complexing (chelating) effect show a ratio of 1: 1 for the stoichiometric ratio of n (calcium): n (complexing agent).
  • Substances that also have a hardness-stabilizing or dispersing combination of effects have a ratio of at least or greater than 2: 1 for the above-mentioned ratio.
  • Table 1 shows the measured values of the calcium binding capacity of the compounds according to the invention with solutions adjusted to 25% dry matter in each case with 1 g weight of the solution for the titration at pH 11.
  • the stabilization of alkaline hydrogen peroxide bleach liquors is determined using synthetic water with 20 ° dH and pH 10 at a temperature of 75 ° C for 30 minutes with a concentration of manganese of 10 ppm and an amount of stabilizer of 0.5 g (in each case as Solution with 25% dry matter) (Tab. 2).
  • 1 liter of a 0.15% by weight solution of the product to be tested is prepared. It is produced by mixing the calculated amount of the product with 500 g of water, adjusting the pH of the resulting solution with NaOH solution (50%) to a pH of 11.5 and making up to 1000 g with water.
  • the substances according to the invention show a comparable dispersibility.
  • Phase A sediment phase at the bottom of the measuring cylinder
  • Phase B stable dispersion as the middle phase
  • Phase C clear phase (without visible particles) at the upper end of the measuring cylinder
  • Solution A (cation solution) NaCl 17.64 g / l
  • Solution B (anion solution) Na 2 SC> 4 * 10 H 2 0 73.66 g / l
  • Solution C (inhibitor solution) 10% solution adjusted to pH 6 (calculated on the active substance)
  • the turbidity in turn correlates with the amount of finely divided solid in the liquid phase.
  • the turbidity measurement also provides information about the calcium tolerance of the inhibitor.
  • calcium tolerance is understood to mean the solubility of the resulting calcium salts of the compounds used as inhibitors under the system conditions. If crystallization occurs at the bottom of the vessel, this indicates an insufficient ability of the test substance to influence the crystallization process.
  • the substances according to the invention prevent crystallization and show a reduced turbidity than the reference compounds. They therefore have an improved calcium tolerance compared to reference phosphonates.
  • the measuring principle is based on the injection of a) a cation solution, b) an anion solution and c) an anion solution containing the inhibitor of the same composition as under b), which are mixed homogeneously shortly before entering a heated capillary and thus exceed the maximum solubility at least one ion pair leads.
  • the increase in pressure in the capillary resulting from this cross-sectional reduction is recorded and when a defined limit differential pressure is reached, the test is automatically terminated and the capillary is prepared again for a new test according to a defined cleaning regime.
  • This method is used to determine the minimum inhibitor concentration (MIC) that is necessary to prevent the deposition of sparingly soluble salts within a defined time interval and with a defined salt load.
  • MIC minimum inhibitor concentration
  • DSL 625 Dynamic Scale Loop
  • PSL Dynamic Scale Loop
  • IDS iminodisuccinic acid
  • DTPMP diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid)
  • IDS-EABMP 2,2 '- ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) azanediyl) disuccinic acid
  • MIC minimum inhibitor concentration
  • the determination of the ready biodegradability is carried out according to the standards OECD TG 301 A as well as 301 F.
  • the information about the breakdown of dissolved organic carbon (DOC) (OECD 301 A) or the oxygen consumption (OECD 301 F) allow the following assessments (Tab. 9).
  • Example 2 The specified individual components are mixed one after the other with stirring at room temperature. A clear formulation which is stable for several months is obtained in each case.
  • the specified individual components are mixed one after the other with stirring at room temperature. A clear formulation which is stable for several months is obtained in each case.
  • aqueous micronutrient concentrate containing 0.5% dissolved manganese in chelate form
  • 50 ml of water are mixed with 12.8 g of 25% IDS-EABMP, sodium salt.
  • 1.1 g of manganese (II) sulfate monohydrate are sprinkled into the stirred solution, then adjusted to a pH of 7.7 with 2.8 g of 45% strength potassium hydroxide solution and by further addition of 4.8 g of water to the desired metal concentration set.
  • the solution obtained is clear and colorless and can be combined with conventional NPK nutrient solutions.

Abstract

The invention relates to phosphonic acid derivatives according to formula (I), a process for preparing them using 1,4 dicarboxylic acid derivatives and chloroalkylaminobis(alkylphosphonic acids) and their use as a functional additive.

Description

Phosphonsäurederivate und Verfahren zu deren Herstellung Phosphonic acid derivatives and processes for their preparation
Die Erfindung betrifft Phosphonsäureverbindungen gemäß Formel (I), ein Verfahren zu deren Herstellung mittels 1,4-Dicarbonsäurederivaten und Chloralkylaminobis(alkylphosphonsäuren) und deren Verwendung als funktionales Additiv. The invention relates to phosphonic acid compounds according to formula (I), a process for their preparation using 1,4-dicarboxylic acid derivatives and chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acids) and their use as a functional additive.
In einer Vielzahl industrieller, institutioneller und häuslicher Anwendungen spielt Wasser als Medium eine entscheidende Rolle. Es übernimmt die Funktion des Lösungsmittels für Additive und als Reaktionsmedium, fungiert als Transportmedium oder dient als Wärmeträger. Beispiele, in denen diese Funktionen nutzbar gemacht werden, sind unter anderem die Anwendung von Wasch- und Reinigungsmitteln, die Energieerzeugung, die Herstellung keramischer Schlicker oder die Bleiche von natürlichen Fasern. Des Weiteren ist von zunehmender Bedeutung die Trinkwassergewinnung aus Brauchwasser durch Entsalzungsverfahren wie bspw. die Umkehrosmose. In a wide variety of industrial, institutional and domestic applications, water plays a crucial role as a medium. It takes on the function of the solvent for additives and as a reaction medium, acts as a transport medium or serves as a heat transfer medium. Examples in which these functions can be used include the use of detergents and cleaning agents, energy generation, the production of ceramic slips or the bleaching of natural fibers. Furthermore, the production of drinking water from service water by means of desalination processes such as reverse osmosis is of increasing importance.
Diese Anwendungen sind in der Regel mit unerwünschten Begleiterscheinungen unterschiedlichen Ausmaßes verbunden, die auf die Inhaltsstoffe des Wassers zurückzuführen sind. Beispiele dafür sind: die Ablagerung von schwerlöslichen Verbindungen, insbesondere schwerlösliche Erdalkalisalze in Wasserkreisläufen oder auf Membranoberflächen; die katalytische Zersetzung von bleichaktiven Verbindungen wie Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Schwermetallionen; sowie die Wiederverschmutzung von textilen Flächengebilden durch Ablagerung von ehemals gelösten Schmutzpartikeln auf der Faser während eines Waschvorganges. These uses are usually associated with undesirable side effects of varying degrees, which can be traced back to the constituents of the water. Examples of this are: the deposition of poorly soluble compounds, in particular poorly soluble alkaline earth salts in water cycles or on membrane surfaces; the catalytic decomposition of bleach-active compounds such as hydrogen peroxide in the presence of heavy metal ions; as well as the re-soiling of textile fabrics due to the deposition of previously loosened dirt particles on the fibers during a washing process.
Zur Umgehung dieser Probleme wurden in den vergangenen Jahrzehnten Substanzen entwickelt, die eines oder sogar mehrere der oben genannten Probleme entweder minimieren oder vollständig eliminieren. Beispielsweise können zur Verhinderung der Ablagerung von schwerlöslichen Erdalkalisalzen wasserlösliche Homo- und Copolymere auf Acrylsäurebasis eingesetzt werden, wobei durch die gezielte Auswahl an Monomeren und deren stöchiometrischen Verhältnissen Polymereigenschaften variiert werden. Ebenfalls sehr gut geeignet und häufig noch effektiver zur Vermeidung der Abscheidungen (sogenannter Kesselstein) sind organische Phosphonsäuren mit mindestens zwei Phosphonsäuregruppen, die bereits in einem extrem niedrigen Konzentrationsbereich durch spezielle Interaktionen mit dem Substrat die Ausfällung und Abscheidung zeitweilig unterbinden. Zur Maskierung von Schwermetallionen und der Vermeidung unerwünschter Effekte werden komplexbildende Verbindungen eingesetzt. Die dabei entstehenden Metallkomplexe sind sehr gut wasserlöslich und schirmen das Metallion vor weiteren chemischen Reaktionen ab. Beispiele für komplexbildende Verbindungen sind Polyaminopolycarboxylate oder Polyaminopolymethylenphosphonate, die zum Teil extrem hohe Komplexbildungskonstanten aufweisen. Nachteilig ist bei den genannten Verbindungsklassen, dass sie nach den üblichen Methoden zur Bestimmung der leichten biologischen Abbaubarkeit als nicht leicht abbaubar gelten. In order to circumvent these problems, substances have been developed over the past few decades which either minimize or completely eliminate one or even several of the above-mentioned problems. For example, water-soluble homo- and copolymers based on acrylic acid can be used to prevent the deposition of poorly soluble alkaline earth salts, with polymer properties being varied through the targeted selection of monomers and their stoichiometric ratios. Organic phosphonic acids with at least two phosphonic acid groups are also very suitable and often even more effective for avoiding deposits (so-called scale), which temporarily prevent precipitation and deposition even in an extremely low concentration range through special interactions with the substrate. Complex-forming compounds are used to mask heavy metal ions and avoid undesirable effects. The resulting metal complexes are very soluble in water and shield the metal ion from further chemical reactions. Examples of complex-forming compounds are polyaminopolycarboxylates or polyaminopolymethylene phosphonates, some of which have extremely high complex formation constants. The disadvantage of the cited classes of compounds is that they are considered to be not readily degradable according to the customary methods for determining the ready biodegradability.
Als Dispergierhilfsmittel kommen Strukturen in Frage, die aufgrund ihrer chemischen Struktur und (Partial)ladungen in der Lage sind, auf den Oberflächen mineralischer Partikel zu adsorbieren. Durch die Übertragung negativer Ladungen auf die mineralischen Partikel erfahren diese eine gegenseitige Abstoßung und bleiben homogen verteilt in einer Flüssigphase ohne zu sedimentieren. Gängige Dispergierhilfsmittel sind Homo- und Copolymere der Acrylsäure sowie organische Phosphonsäuren wie 1-Hydroxyethan-1 ,1-diphosphonsäure (HEDP), Aminotris(methylenphosphonsäure) (ATMP) oder Diethylentriaminpenta(methylenphosphon- säure) (DTPMP). Structures which, due to their chemical structure and (partial) charges, are able to adsorb on the surfaces of mineral particles can be used as dispersing aids. The transfer of negative charges to the mineral particles causes them to experience mutual repulsion and remain homogeneously distributed in a liquid phase without sedimenting. Common dispersants are homo- and copolymers of acrylic acid and organic phosphonic acids such as 1-hydroxyethane-1, 1-diphosphonic acid (HEDP), aminotris (methylenephosphonic acid) (ATMP) or diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) (DTPMP).
Die DE 2 233 273 A beschreibt kondensierte Polyalkylenpolyaminderivate der allgemeinen Formel
Figure imgf000004_0001
und deren Verwendung zur Inhibierung der Ausfällung bzw. des Niederschlags von Kesselstein bildenden Salzen aus wässrigen Lösungen. Bevorzugt sind die Reste Ri, R2, R4 und R5 Phosphonsäurereste und/oder Carboxylgruppen-enthaltende Reste.
DE 2 233 273 A describes condensed polyalkylenepolyamine derivatives of the general formula
Figure imgf000004_0001
and their use for inhibiting the precipitation or the deposition of scale-forming salts from aqueous solutions. The radicals Ri, R2, R4 and R5 are preferably phosphonic acid radicals and / or radicals containing carboxyl groups.
DE 2 214 144 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Ethylendiamin-mono-ß- propionsäuretri-(methylenphosphonsäure). DE 2 214 144 A discloses a process for the production of ethylenediamine-mono-β-propionic acid tri- (methylenephosphonic acid).
Als Alternative zu den genannten Substanzklassen bieten sich weitere Aminopolycarbonsäuren und deren Salze wie die beispielsweise in EP 0781762 A1 offenbarte Methylglycindiessigsäure (MGDA) und die in WO 2009/024518 A1 offenbarte Glutamindiessigsäure (GLDA) an. Other aminopolycarboxylic acids and their salts, such as the methylglycinediacetic acid (MGDA) disclosed in EP 0781762 A1 and the glutamine diacetic acid (GLDA) disclosed in WO 2009/024518 A1, are an alternative to the substance classes mentioned.
US 3 077487 A offenbart Verbindungen der Formel
Figure imgf000005_0001
wobei die Reste Zi und Z2 1 ,4-konjugierte Polycarboxylgruppen-enthaltende niedere Alkenylgruppen mit mindestens zwei Carboxylgruppen sind.
US 3,077,487 A discloses compounds of the formula
Figure imgf000005_0001
wherein the radicals Zi and Z2 are 1,4-conjugated polycarboxyl group-containing lower alkenyl groups with at least two carboxyl groups.
EP 0 772 084 A2 beschreibt Metallkomplexe verschiedener Polyaminomonosuccinsäuren zur Verwendung als Bleichmittel in photografischen Entwicklerlösungen. EP 0 772 084 A2 describes metal complexes of various polyamino monosuccinic acids for use as bleaching agents in photographic developer solutions.
Des Weiteren werden Iminodisuccinsäure (IDS), beispielsweise offenbart in WO 201^179692 A1 , EP 3 127 896 A1 und WO 9845251 A1, das in DE 4024552 A1 beschriebene Aminobernsteinsäurederivat 3-Hydroxy-2,2’-iminodibernsteinsäure (HIDS) und weitere in JPH 09157232 A offenbarte Aminopolycarboxylsäuren als alternative Komplexbildner und entsprechende Verfahren zu deren Herstellung offenbart. Eine vorteilhafte Eigenschaft dieser Substanzen ist ihre leichte biologische Abbaubarkeit. Nachteilig sind jedoch deren niedrigere Komplexbildungskonstanten mit Schwermetallen und das Fehlen einer weiteren funktionellen Eigenschaft wie zum Beispiel die Fähigkeit zum Dispergieren von Partikeln. Iminodisuccinic acid (IDS), for example disclosed in WO 201 ^ 179692 A1, EP 3 127 896 A1 and WO 9845251 A1, the aminosuccinic acid derivative 3-hydroxy-2,2'-iminodisuccinic acid (HIDS) described in DE 4024552 A1 and others in JPH 09157232 A disclosed aminopolycarboxylic acids as alternative complexing agents and corresponding processes for their preparation. An advantageous property of these substances is their easy biodegradability. However, their lower complex formation constants with heavy metals and the lack of a further functional property such as the ability to disperse particles are disadvantageous.
WO 9634126 A1 beschreibt biologisch abbaubare Chelatbildner als Komplexierungsmittel, insbesondere nach Formel [1] oder Formel [2] WO 9634126 A1 describes biodegradable chelating agents as complexing agents, in particular according to formula [1] or formula [2]
R 1 R 1
C H- C OOM C H- C OOM
/ /
Rz -N R z -N
\ A 1 - C H -NH- A 5 - NH- C H - A3 \ A 1 - CH - NH - A 5 - NH - CH - A 3
(C H . ) „ - A (C H.) "- A
Rs A z - (C Hs ) „ 4 R s A z - (C Hs) " 4
[1] [2] mit Resten ausgewählt aus -H, -OH, -COOH, -S03, -P03, -NH2, -CONH2, -NHC(=NH)NH2, und[1] [2] with radicals selected from -H, -OH, -COOH, -S0 3 , -P0 3 , -NH 2 , -CONH 2 , -NHC (= NH) NH 2 , and
SH. SH.
Die Herstellung organischer Aminomethylenphosphonsäuren und deren Salze erfolgt üblicherweise nach dem Verfahren von Moedritzer und Irani (Moedritzer und Irani, 1966). Die auf Basis von primären und sekundären Aminen darstellbaren Aminomethylenphosphonate gelten gemeinhin alle als nicht leicht biologisch abbaubar. EP 2 125 844 B1 und EP 2 716646 B1 offenbaren Phosphonatderivate durch Verknüpfung eines reaktiven Phosphonates mit Aminocarbonsäuren oder Aminoalkoholen. Der pH-Wert der Reaktionsmischung liegt zwischen pH 8 und pH 14, die Reaktionstemperatur zwischen 0 °C und 200°C bzw. 50°C und 140°C. Weiterhin offenbart EP 2 125 844 B1 die Verwendung der Phosphonatverbindungen als Dispergiermittel, Wasserbehandlungsmittel, Ablagerungsinhibitor, Arzneimittel, Arzneimittel-Intermediat, Tensid, Mittel für die sekundäre Ölgewinnung, Düngemittel oder Mikronährstoff. Aussagen zur biologischen Abbaubarkeitder Phosphonatverbindungen sind nicht verfügbar. Organic aminomethylene phosphonic acids and their salts are usually prepared by the method of Moedritzer and Irani (Moedritzer and Irani, 1966). The aminomethylene phosphonates that can be prepared on the basis of primary and secondary amines are generally not considered to be readily biodegradable. EP 2 125 844 B1 and EP 2 716646 B1 disclose phosphonate derivatives by linking a reactive phosphonate with amino carboxylic acids or amino alcohols. The pH of the reaction mixture is between pH 8 and pH 14, the reaction temperature between 0 ° C and 200 ° C or 50 ° C and 140 ° C. Furthermore, EP 2 125 844 B1 discloses the use of the phosphonate compounds as dispersants, water treatment agents, deposit inhibitors, pharmaceuticals, pharmaceutical intermediates, surfactants, agents for secondary oil extraction, fertilizers or micronutrients. Statements on the biodegradability of the phosphonate compounds are not available.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, biologisch abbaubare Verbindungen mit mindestens einer funktionellen Eigenschaft, ausgewählt aus Komplexbildung, Härtestabilisierung (Threshold-Aktivität), Dispergierfähigkeit, Korrosionsinhibierung, bereit zustellen. The object of the present invention is therefore to provide biodegradable compounds with at least one functional property selected from complex formation, hardness stabilization (threshold activity), dispersibility, and corrosion inhibition.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Verbindung gemäß Formel (I)
Figure imgf000006_0001
wobei
A further object of the invention is to provide a method for their production. According to the invention, the object is achieved by a compound of the formula (I)
Figure imgf000006_0001
in which
R1 ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend -H, unsubstituierte und substituierte, unverzweigte und verzweigte C1- bis C25-Alkyl- und Alkenylreste, R 1 is selected from the group comprising -H, unsubstituted and substituted, unbranched and branched C1- to C25-alkyl and alkenyl radicals,
R2 ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Carboxyl- und Carboxyalkylreste, R 2 is selected from the group comprising carboxyl and carboxyalkyl radicals,
R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend -H, -CH3 und -OH, und n = 2 oder 3 ist, sowie deren Salze. Vorteilhaft sind die erfindungsgemäßen Verbindungen nach den in den Technischen Richtlinien der OECD veröffentlichten Standardtestverfahren biologisch abbaubar, insbesondere inhärent abbaubar nach OECD 302 und somit umweltverträglich. Besonders vorteilhaft weisen die erfindungsgemäßen Verbindungen in Abbautests zur leichten biologischen Abbaubarkeit nach OECD 301 A und OECD 301 F Abbauraten auf, die eine Einstufung als leicht biologisch abbaubar zulassen. Weiterhin vorteilhaft zeigen diese Verbindungen die Eigenschaft, dass die biologischen Abbauprozesse auch unter Phosphormangelsituationen ablaufen und dabei der im Molekül enthaltene Phosphor freigesetzt und verstoffwechselt werden kann. Weiterhin vorteilhaft weisen die erfindungsgemäßen Verbindungen ein hohes molares Komplexierungsvermögen im Vergleich zu herkömmlichen biologisch abbaubaren Komplexbildnern wie Methylglycindiessigsäure (MGDA), N,N-bis(carboxylatomethyl)-L-glutamat (GLDA), Iminodisuccinat (IDS) oder Hydroxyiminodisuccinsäure (HIDS) auf. Weiterhin vorteilhaft sind die erfindungsgemäßen Verbindungen nicht gesundheitsgefährdend und weisen eine ausreichende Stabilität auf. Weiterhin vorteilhaft sind die erfindungsgemäßen Verbindungen durch die terminalen Phosphonsäuregruppen zur Interaktion mit schwerlöslichen Erdalkalisalzen befähigt und somit ein unterstöchiometrisch wirksamer Verkrustungsinhibitor. Des Weiteren zeigen die erfindungsgemäßen Verbindungen besonders gute Dispergiereigenschaften. R 3 and R 4 are each independently selected from the group comprising —H, —CH 3 and —OH, and n = 2 or 3, and salts thereof. The compounds according to the invention are advantageously biodegradable according to the standard test methods published in the Technical Guidelines of the OECD, in particular inherently degradable according to OECD 302 and thus environmentally friendly. In degradation tests for ready biodegradability according to OECD 301 A and OECD 301 F, the compounds according to the invention particularly advantageously have degradation rates which allow classification as readily biodegradable. Furthermore, these compounds advantageously have the property that the biological degradation processes also take place in situations where there is a lack of phosphorus and the phosphorus contained in the molecule can be released and metabolized in the process. The compounds according to the invention also advantageously have a high molar complexing capacity compared to conventional biodegradable complexing agents such as methylglycine diacetic acid (MGDA), N, N-bis (carboxylatomethyl) -L-glutamate (GLDA), iminodisuccinate (IDS) or hydroxyiminodisuccinic acid (HIDS). The compounds according to the invention are also advantageously not hazardous to health and have adequate stability. Furthermore, the compounds according to the invention are advantageously capable of interacting with sparingly soluble alkaline earth salts through the terminal phosphonic acid groups and are thus an encrustation inhibitor that is less than stoichiometrically effective. Furthermore, the compounds according to the invention show particularly good dispersing properties.
Erfindungsgemäß wird unter dem Begriff „Alkenylrest“ ein Alkylrest mit mindestens einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung verstanden. Unter dem Begriff „C1- bis C25-Alkyl- und Alkenylreste“ werden Alkyl und Alkenylreste mit 1 bis 25 Kohlenstoff (C)-Atomen verstanden. According to the invention, the term “alkenyl radical” is understood to mean an alkyl radical with at least one carbon-carbon double bond. The term “C1 to C25 alkyl and alkenyl radicals” is understood to mean alkyl and alkenyl radicals with 1 to 25 carbon (C) atoms.
In Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verbindungen ist R1 aus der Gruppe umfassend -H, unsubstituierte und substituierte, unverzweigte und verzweigte C1- bis C7-Alkyl- und Alkenylreste ausgewählt. In embodiments of the compounds according to the invention, R 1 is selected from the group comprising —H, unsubstituted and substituted, unbranched and branched C1 to C7 alkyl and alkenyl radicals.
In weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verbindung ist R1 aus substituierten Alkylresten ausgewählt, wobei die Alkylreste mindestens einen Substituenten, ausgewählt aus Aryl-, Heteroaryl-, Amid-, Carboxyl-, Guanidino- und/oder Hydroxylgruppe aufweisen. In einer Ausgestaltung mit mindestens zwei Substituenten können die Substituenten gleich oder unterschiedlich sein. In further embodiments of the compound according to the invention, R 1 is selected from substituted alkyl radicals, the alkyl radicals having at least one substituent selected from aryl, heteroaryl, amide, carboxyl, guanidino and / or hydroxyl group. In an embodiment with at least two substituents, the substituents can be the same or different.
Unter dem Begriff „Heteroarylgruppe“ werden Aromaten verstanden, deren Ringgerüst mindestens ein Heteroatom enthält. Unter dem Begriff „Heteroatome“ werden Atome verstanden, welche nicht Kohlenstoff oder Wasserstoff sind. Bevorzugt sind Heteroatome aus der Gruppe umfassend Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel ausgewählt. Bevorzugt ist
Figure imgf000008_0001
ein Aminosäurerest, besonders bevorzugt ein a-Aminosäurerest. Unter dem Begriff „Aminosäurerest“ wird eine organische Verbindung umfassend mindestens eine Aminogruppe und mindestens eine Carboxylgruppe verstanden, wobei die Aminogruppe substituiert ist.
The term “heteroaryl group” is understood to mean aromatics whose ring structure contains at least one heteroatom. The term “heteroatoms” is understood to mean atoms that are not carbon or hydrogen. Heteroatoms are preferably selected from the group comprising oxygen, nitrogen and sulfur. Is preferred
Figure imgf000008_0001
an amino acid residue, particularly preferably an α-amino acid residue. The term “amino acid residue” is understood to mean an organic compound comprising at least one amino group and at least one carboxyl group, the amino group being substituted.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist
Figure imgf000008_0002
ein proteinogener Aminosäurerest. Unter dem Begriff „proteinogen“ werden Aminosäuren verstanden, welche Bausteine von Peptiden oder Proteinen sind und durch Codons in der DNA codiert sind. Proteinogene Aminosäuren sind aus Alanin, Arginin, Asparagin, Asparaginsäure, Cystein, Glutamin, Glutaminsäure, Glycin, Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Prolin, Serin, Threonin, Tryptophan, Tyrosin und Valin ausgewählt.
In a preferred embodiment is
Figure imgf000008_0002
a proteinogenic amino acid residue. The term “proteinogenic” is understood to mean amino acids, which are building blocks of peptides or proteins and are encoded by codons in the DNA. Proteinogenic amino acids are selected from alanine, arginine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, tyrosine and valine.
In weiteren Ausführungsformen ist R1 aus der Gruppe umfassend -H, -CH3 und -Phenyl ausgewählt. In further embodiments, R 1 is selected from the group comprising -H, -CH 3 and -phenyl.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungen ist R2 = -(CH2) COOH, wobei m = 0 bis 11 ist. Bevorzugt ist m = 0 bis 2, d. h. m = 0, 1 oder 2. In one embodiment of the compounds according to the invention, R 2 = - (CH 2) COOH, where m = 0 to 11. Preferably m = 0 to 2, ie m = 0, 1 or 2.
In weiteren Ausführungsformen sind R3 und R4 aus -H, -CH3 und -OH ausgewählt, bevorzugt aus -H und -H, -H und -CH3 oder -H und -OH ausgewählt, das heißt R3 = -H und R4 = -H, R3 = -H und R4= -CH3, R3 = -CH3 und R4=-H, R3 = -H und R4= -OH oder R3 = -OH und R4= -H, besonders bevorzugt aus -H und -H oder -H und -OH ausgewählt, das heißt R3 = -H und R4= -H, R3 = -H und R4= -OH oder R3 = -OH und R4= -H. In further embodiments, R 3 and R 4 are selected from -H, -CH 3 and -OH, preferably selected from -H and -H, -H and -CH 3 or -H and -OH, that is to say R 3 = -H and R 4 = -H, R 3 = -H and R 4 = -CH 3 , R 3 = -CH 3 and R 4 = -H, R 3 = -H and R 4 = -OH or R 3 = -OH and R 4 = —H, particularly preferably selected from —H and —H or —H and —OH, that is, R 3 = —H and R 4 = —H, R 3 = —H and R 4 = —OH or R 3 = -OH and R 4 = -H.
Bevorzugt ist R3 = R4 = -H. Preferably R 3 = R 4 = -H.
Erfindungsgemäß ist n = 2 oder 3. Vorteilhaft wird durch eine kurzkettige Alkylgruppe, insbesondere eine Ethylengruppe oder eine Propylengruppe, zwischen den Stickstoffatomen in den erfindungsgemäßen Verbindungen eine Besetzung mehrerer Koordinationsstellen eines Metallatoms oder -ions durch ein Molekül und somit eine Erhöhung des Komplexierungsvermögens erreicht. According to the invention, n = 2 or 3. A short-chain alkyl group, in particular an ethylene group or a propylene group, advantageously occupies several coordination sites between the nitrogen atoms in the compounds according to the invention Metal atom or ion achieved by a molecule and thus an increase in the ability to complex.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungen istn = 2. In a preferred embodiment of the compounds according to the invention, n = 2.
Erfindungsgemäß werden unter dem Begriff „Salze“ die erfindungsgemäßen Verbindungen mit mindestens einer deprotonierten Carboxyl- und/oder Phosphonsäuregruppe und mindestens einem positiv geladenen Gegenion verstanden. According to the invention, the term “salts” is understood to mean the compounds according to the invention having at least one deprotonated carboxyl and / or phosphonic acid group and at least one positively charged counterion.
In weiteren Ausführungsformen sind die erfindungsgemäßen Verbindungen Alkali- oder Ammoniumsalze, bevorzugt Natrium- oder Kaliumsalze, das heißt ein Salz umfassend Alkali oder Ammoniumkationen, bevorzugt Natrium- oder Kaliumkationen als Gegenionen. In weiteren Ausführungsformen weisen die erfindungsgemäßen Verbindungen 0 bis 8 deprotonierte Carboxyl- und/oder Phosphonsäuregruppen und Alkali- oder Ammoniumkationen als Gegenionen, bevorzugt 2 bis 7 deprotonierte Carboxyl- und/oder Phosphonsäuregruppen und Alkali- oder Ammoniumkationen als Gegenionen, auf. In further embodiments, the compounds according to the invention are alkali or ammonium salts, preferably sodium or potassium salts, that is to say a salt comprising alkali or ammonium cations, preferably sodium or potassium cations as counterions. In further embodiments, the compounds according to the invention have 0 to 8 deprotonated carboxyl and / or phosphonic acid groups and alkali or ammonium cations as counterions, preferably 2 to 7 deprotonated carboxyl and / or phosphonic acid groups and alkali or ammonium cations as counterions.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verbindungen sind die folgenden Einzelverbindungen:
Figure imgf000009_0001
Particularly preferred embodiments of the compounds according to the invention are the following individual compounds:
Figure imgf000009_0001
N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)- N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)- ethyl)-N-(1-carboxyethyl)asparaginsäure, N-(1-carboxy-4-guanidinobutyl) asparaginsäure,
Figure imgf000010_0001
N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) - N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -ethyl) -N- (1-carboxyethyl) aspartic acid, N- (1-carboxy-4-guanidinobutyl ) aspartic acid,
Figure imgf000010_0001
N-(3-Amino-1-carboxy-3-oxopropyl)-N-(2-bis- 2,2'-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)-N- (3-Amino-1-carboxy-3-oxopropyl) -N- (2-bis- 2,2 '- ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) -
(phosphonomethyl)amino)ethyl)asparaginsäure, ethyl)azanediyl)disuccinsäure,
Figure imgf000010_0002
(phosphonomethyl) amino) ethyl) aspartic acid, ethyl) azanediyl) disuccinic acid,
Figure imgf000010_0002
N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)- N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) - N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -
N-(2-carboxyethyl)asparaginsäure, N-(3-carboxypropyl)asparaginsäure,
Figure imgf000010_0003
N- (2-carboxyethyl) aspartic acid, N- (3-carboxypropyl) aspartic acid,
Figure imgf000010_0003
N-(4-Amino-1-carboxy-4-oxobutyl)-N-(2-bis- N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N- (4-Amino-1-carboxy-4-oxobutyl) -N- (2-bis- N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -
(phosphonomethyl)amino)ethyl)asparaginsäure, N-(1,2-dicarboxyethyl)glutaminsäure,
Figure imgf000011_0001
(phosphonomethyl) amino) ethyl) aspartic acid, N- (1,2-dicarboxyethyl) glutamic acid,
Figure imgf000011_0001
N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-
Figure imgf000011_0002
N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -
Figure imgf000011_0002
N-(carboxymethyl)asparaginsäure,
Figure imgf000011_0003
Figure imgf000011_0004
N- (carboxymethyl) aspartic acid,
Figure imgf000011_0003
Figure imgf000011_0004
N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)- N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) - N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -
N-(1-carboxy-3-methylbutyl)asparaginsäure, N-(1-carboxy-2-phenylethyl)asparaginsäure,
Figure imgf000011_0005
N- (1-carboxy-3-methylbutyl) aspartic acid, N- (1-carboxy-2-phenylethyl) aspartic acid,
Figure imgf000011_0005
N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)- N-(2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) - N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N-
N-(1-carboxy-2-hydroxyethyl)asparaginsäure, (1-carboxy-2-hydroxypropyl)asparaginsäure, N- (1-carboxy-2-hydroxyethyl) aspartic acid, (1-carboxy-2-hydroxypropyl) aspartic acid,
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001
N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(1- N-(2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N- carboxy-2-(4-hydroxyphenyl)ethyl)asparaginsäure, (1 -carboxy-2-methylpropyl)asparaginsäure, '
Figure imgf000012_0002
N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (1- N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N-carboxy-2- (4-hydroxyphenyl) ethyl) aspartic acid, (1-carboxy-2-methylpropyl) aspartic acid, '
Figure imgf000012_0002
N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(5-carboxypentyl)asparaginsäure, N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (5-carboxypentyl) aspartic acid,
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001
2-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(1- 2-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)- carboxyethyl)amino)-3-hydroxysuccinsäure, ethyl)(1-carboxy-4-guanidinobutyl)-amino)-3- hydroxysuccinsäure,
Figure imgf000013_0002
2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (1- 2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) - carboxyethyl) amino) -3-hydroxysuccinic acid, ethyl) (1-carboxy-4- guanidinobutyl) -amino) -3- hydroxysuccinic acid,
Figure imgf000013_0002
2-((3-Amino-1-carboxy-3-oxopropyl)(2-(bis 2-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)-2 - ((3-Amino-1-carboxy-3-oxopropyl) (2- (to 2 - ((2- (Bis (phosphonomethyl) amino) -
(phosphonomethyl)amino)ethyl)amino)-3- ethyl)(1,2-dicarboxyethyl)amino)-3- hydroxysuccinsäure, hydroxysuccinsäure, (phosphonomethyl) amino) ethyl) amino) -3- ethyl) (1,2-dicarboxyethyl) amino) -3- hydroxysuccinic acid, hydroxysuccinic acid,
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0001
2-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(2- 2-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(3- carboxy-ethyl)amino)-3-hydroxysuccinsäure, carboxypropyl)amino)-3- hydroxysuccinsäure,
Figure imgf000014_0002
2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (2- 2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (3-carboxy-ethyl) amino) -3-hydroxysuccinic acid, carboxypropyl) amino ) -3- hydroxysuccinic acid,
Figure imgf000014_0002
2-((4-Amino-1-carboxy-4-oxobutyl)(2-(bis- N-(2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-2 - ((4-Amino-1-carboxy-4-oxobutyl) (2- (bis- N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -
(phos-phonomethyl)amino)ethyl)amino)-3- N-(1,2-dicarboxy-2-hydroxyethyl)glutamin- hydroxysuccinsäure, säure, (phos-phonomethyl) amino) ethyl) amino) -3- N- (1,2-dicarboxy-2-hydroxyethyl) glutamine- hydroxysuccinic acid, acid,
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
2-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(car- 2-((2-(Bis(phosphonomethyl)arnino)ethyl)(1- boxy(methyl)amino)-3-hydroxysuccinsäure, carboxy-2-methylbutyl)amino)-3-hydroxy- succinsäure,
Figure imgf000015_0002
2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (car- 2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (1-boxy (methyl) amino) -3-hydroxysuccinic acid, carboxy-2 -methylbutyl) amino) -3-hydroxysuccinic acid,
Figure imgf000015_0002
2-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(1-carboxy- 2-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl) 4-methylpentyl)amino)-3-hydroxysuccinsäure, -(1-carboxy-2-phenylethyl)amino)-3 hydroxysuccinsäure,
Figure imgf000015_0003
2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (1-carboxy- 2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) 4-methylpentyl) amino) -3-hydroxysuccinic acid, - (1- carboxy-2-phenylethyl) amino) -3 hydroxysuccinic acid,
Figure imgf000015_0003
2-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(1- 2-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(1- carboxy-2-hydroxyethyl)amino)-3-hydroxy- carboxy-2-hydroxypropyl)amino)-3-hydroxy- succinsäure, succinsäure,
Figure imgf000016_0001
2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (1- 2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (1-carboxy-2-hydroxyethyl) amino) -3-hydroxy-carboxy -2-hydroxypropyl) amino) -3-hydroxysuccinic acid, succinic acid,
Figure imgf000016_0001
2-((2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(1- 2-((2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(1- carboxy-2-(4-hydroxyphenyl)ethyl)amino)-3- carboxy-2-methylpropyl)amino)-3-hydroxy- hydroxysuccinsäure, succinsäure und deren Salze, bevorzugt deren Natrium- oder Kaliumsalze. 2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (1- 2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (1- carboxy-2- (4-hydroxyphenyl) ethyl) amino) - 3- carboxy-2-methylpropyl) amino) -3-hydroxy-hydroxysuccinic acid, succinic acid and their salts, preferably their sodium or potassium salts.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindung umfassend a) Bereitstellen eines 1,4-Dicarbonsäurederivats und Zugabe von Alkalihydroxid, b) Reaktion des 1,4-Dicarbonsäurederivats mit Ammoniak oder einem primären Amin zu einem Asparaginsäurederivat, c) Reaktion des Asparaginsäurederivats mit einer Chloralkylaminobis(alkylphosphon- säure). The invention also relates to a process for the preparation of a compound according to the invention comprising a) providing a 1,4-dicarboxylic acid derivative and adding alkali metal hydroxide, b) reaction of the 1,4-dicarboxylic acid derivative with ammonia or a primary amine to form an aspartic acid derivative, c) reaction of the Aspartic acid derivative with a chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid).
In einer Ausführungsform erfolgt das Verfahren in der Reihenfolge der Schritte a), b) und c). In one embodiment, the method takes place in the order of steps a), b) and c).
Unter dem Begriff „1,4-Dicarbonsäurederivat“ wird eine organische Verbindung mit zwei endständigen Carboxylgruppen und einer reaktiven Struktureinheit in 2,3-Position verstanden, wobei die reaktive Struktureinheit aus einer Doppelbindung und einer Epoxidgruppe ausgewählt ist. The term “1,4-dicarboxylic acid derivative” is understood to mean an organic compound with two terminal carboxyl groups and a reactive structural unit in the 2,3-position, the reactive structural unit being selected from a double bond and an epoxy group.
In Ausführungsformen des Verfahrens ist das 1,4-Dicarbonsäurederivat aus Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Citraconsäure und einer 1 ,2-cis-Epoxysuccinsäure ausgewählt. In embodiments of the method, the 1,4-dicarboxylic acid derivative is selected from maleic acid, maleic anhydride, citraconic acid and a 1,2-cis-epoxysuccinic acid.
Unter dem Begriff „Asparaginsäurederivat“ wird eine organische Verbindung mit einer sekundären Aminogruppe und zwei endständigen Carboxylgruppen in 1,3-Position verstanden, wobei die sekundäre Aminogruppe durch eine Gruppe umfassend -H, unsubstituierte und substituierte, unverzweigte und verzweigte C1- bis C25-Alkyl- und Alkenylreste und eine Gruppe umfassend Carboxyl- und Carboxyalkylreste derivatisiert ist. The term "aspartic acid derivative" is understood to mean an organic compound with a secondary amino group and two terminal carboxyl groups in the 1,3-position, wherein the secondary amino group is derivatized by a group comprising -H, unsubstituted and substituted, unbranched and branched C1 to C25 alkyl and alkenyl radicals and a group comprising carboxyl and carboxyalkyl radicals.
Bevorzugt weist das primäre Amin mindestens eine Carboxylgruppe auf. In einer Ausführungsform ist das primäre Amin eine Aminosäure, bevorzugt eine a-Aminosäure. The primary amine preferably has at least one carboxyl group. In one embodiment, the primary amine is an amino acid, preferably an α-amino acid.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Aminosäure eine L-Aminosäure, eine D-Aminosäure oder ein Gemisch aus L- und D-Aminosäure, bevorzugt eine L-Aminosäure. In a further embodiment, the amino acid is an L-amino acid, a D-amino acid or a mixture of L- and D-amino acids, preferably an L-amino acid.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgender Schritt a) bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 80°C, bevorzugt im Bereich 10°C bis 70°C, besonders bevorzugt im Bereich 40°C bis 60°C, Schritt b) bei einer Temperatur im Bereich von 80°C bis 150°C, bevorzugt im Bereich 90°C bis 150°C, besonders bevorzugt im Bereich 100°C bis 150°C, und/oder Schritt c) bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 40°C, bevorzugt im Bereich 20°C bis 30°C, besonders bevorzugt bei Raumtemperatur. In one embodiment of the method, step a) taking place at a temperature in the range from 0 ° C. to 80 ° C., preferably in the range from 10 ° C. to 70 ° C., particularly preferably in the range from 40 ° C. to 60 ° C., step b) at a temperature in the range from 80 ° C. to 150 ° C., preferably in the range from 90 ° C. to 150 ° C., particularly preferably in the range from 100 ° C. to 150 ° C., and / or step c) at a temperature in the range from 0 ° C. to 40.degree. C., preferably in the range from 20.degree. C. to 30.degree. C., particularly preferably at room temperature.
In Ausführungsformen des Verfahrens ist das Alkalihydroxid Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid. In embodiments of the method, the alkali hydroxide is sodium hydroxide and / or potassium hydroxide.
In weiteren Ausführungsformen ist die Chloralkylaminobis(alkylphosphonsäure) aus 2- Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure) und 3-Chlorpropylaminobis-(methylen- phosphonsäure) ausgewählt. In further embodiments, the chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid) is selected from 2-chloroethylaminobis (methylene phosphonic acid) and 3-chloropropylaminobis (methylene phosphonic acid).
In weiteren Ausführungsformen erfolgt die Reaktion mit einer Chloralkylaminobis(alkylenphosphonsäure) in Schritt c) unter Zusatz von Alkalihydroxid, bevorzugt Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid. Vorteilhaft wird durch die Alkalihydroxidzugabe die Löslichkeit derChloralkylaminobis-(alkylphosphonsäure) erhöht. In further embodiments, the reaction with a chloroalkylaminobis (alkylenephosphonic acid) takes place in step c) with the addition of alkali metal hydroxide, preferably sodium hydroxide and / or potassium hydroxide. The addition of alkali hydroxide advantageously increases the solubility of the chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid).
In einer Ausgestaltung des Schritts c) wird die Chloralkylaminobis(alkylphosphonsäure) in einem Lösungsmittel vorgelegt und das Asparaginsäurederivat zugegeben, bevorzugt als wässrige Lösung kontinuierlich zugetropft. In einerweiteren Ausgestaltung des Schritts c)wird das Asparaginsäurederivat vorgelegt und die Chloralkylaminobis(alkylphosphonsäure) zugegeben, bevorzugt als wässrige Lösung kontinuierlich zugetropft. In one embodiment of step c), the chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid) is initially introduced into a solvent and the aspartic acid derivative is added, preferably continuously added dropwise as an aqueous solution. In a further embodiment of step c), the aspartic acid derivative is initially charged and the chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid) is added, preferably continuously added dropwise as an aqueous solution.
In einer weiteren Ausgestaltung des Schritts c) wird weiterhin Alkalihydroxid gleichzeitig und parallel zur Zugabe der Chloralkylaminobis(alkylenphosphonsäure) zugegeben. In a further embodiment of step c), alkali metal hydroxide is also added simultaneously and in parallel with the addition of the chloroalkylaminobis (alkylenephosphonic acid).
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung mindestens einer erfindungsgemäßen Verbindung als funktionales Additiv, bevorzugt Dispergiermittel, Komplexbildner, Korrosionsinhibitor, Härtestabilisator. Another aspect of the invention relates to the use of at least one compound according to the invention as a functional additive, preferably a dispersant, complexing agent, corrosion inhibitor, hardness stabilizer.
Unter dem Begriff „funktionales Additiv“ wird ein Zusatzstoff zur Modifizierung, insbesondere Verbesserung, der Eigenschaften eines Erzeugnisses verstanden, bevorzugt für chemische Erzeugnisse zur Verwendung für die Wasserbehandlung, die Ölfeldchemie, die Wasch- und Reinigungsmittelindustrie oder die Zellstoff-, Papier- und Textilindustrie. The term “functional additive” is understood to mean an additive for modifying, in particular improving, the properties of a product, preferably for chemical products for use in water treatment, oil field chemistry, the detergent and cleaning agent industry or the pulp, paper and textile industry.
Unter dem Begriff „Dispergiermittel“ wird ein Stoff verstanden, welcher die optimale Durchmischung von mindestens zwei nicht homogen mischbaren Stoffen, insbesondere Suspensionen, ermöglicht oder stabilisiert. The term “dispersant” is understood to mean a substance which enables or stabilizes the optimal mixing of at least two non-homogeneously miscible substances, in particular suspensions.
Unter dem Begriff „Komplexbildner“ wird ein Stoff verstanden, welcher Metallionen oder Metallatome als Lewissäuren koordiniert, insbesondere zur Maskierung von chemischen Eigenschaften der Metallionen oder Metallatome. Vorteilhaft werden Komplexbildner in Wasch oder Reinigungsmitteln zur Maskierung der Härte des Wassers eingesetzt. The term “complexing agent” is understood to mean a substance which coordinates metal ions or metal atoms as Lewis acids, in particular for masking chemical properties of the metal ions or metal atoms. Complexing agents are advantageously used in washing or cleaning agents to mask the hardness of the water.
Unter dem Begriff „Korrosionsinhibitor“ wird ein Stoff verstanden, welcher Materialien gegen einen elektrochemischen Angriff temporär oder dauerhaft schützt Vorteilhaft schützen Korrosionsinhibitoren in einem korrosiven Medium, insbesondere Wasser, Oberflächen, welche dauerhaft mit dem Medium in Kontakt stehen. The term “corrosion inhibitor” is understood to mean a substance which temporarily or permanently protects materials against electrochemical attack. Corrosion inhibitors in a corrosive medium, in particular water, protect surfaces which are permanently in contact with the medium.
Unter dem Begriff „Härtestabilisator“ wird ein Stoff verstanden, der in unterstöchiometrischen Mengen durch Wechselwirkungen mit Kristalliten schwerlöslicher Erdalkaliverbindungen die weitere Bildung und Ausfällung der schwerlöslichen Erdalkaliverbindungen unterbindet oder zeitlich verzögert. In Ausführungsformen erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als leicht biologisch abbaubarer Komplexbildner. The term “hardness stabilizer” is understood to mean a substance which, in sub-stoichiometric amounts, prevents or delays the further formation and precipitation of the poorly soluble alkaline earth compounds through interactions with crystallites of poorly soluble alkaline earth compounds. In embodiments, the compounds according to the invention are used as readily biodegradable complexing agents.
In Ausführungsformen erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als funktionales Additiv, insbesondere als Härtestabilisator, in Kühlwassersystemen, Entsalzungsanlagen, bevorzugt thermischen Entsalzungsanlagen;und/oder bei der Ölförderung. In weiteren Ausführungsformen erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als funktionales Additiv, insbesondere als Härtestabilisator, bei der Öl- oder Gasförderung, in Wasch- und Reinigungsprozessen, bei der Textil·, Zellstoff- oder Papierherstellung und -behandlung, in galvanischen Prozessen und in agrochemischen Anwendungen, wie etwa die Düngung mit Spurenelementen oder Vermeidung von durch Wasserhärte hervorgerufene Unverträglichkeiten. In embodiments, the compounds according to the invention are used as a functional additive, in particular as a hardness stabilizer, in cooling water systems, desalination plants, preferably thermal desalination plants, and / or in oil production. In further embodiments, the compounds according to the invention are used as a functional additive, in particular as a hardness stabilizer, in oil or gas production, in washing and cleaning processes, in textile, pulp or paper manufacture and treatment, in galvanic processes and in agrochemical applications such as fertilizing with trace elements or avoiding intolerances caused by water hardness.
In Ausführungsformen erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als Komplexbildner für die Papier- und Zellstoffindustrie, als Bleichstabilisator für die Wasserstoffperoxidbleiche (sogenannte P-Stufe) und als Komplexbildner zur Entfernung störender Metallionen in der sogenannten Komplexbildnerwäsche (sogenannte Q-Stufe). In weiteren Ausführungsformen erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als Dispergieradditiv für Füllstoffe und zur Viskositätseinstellung bei Papierstreichfarben in der Papierherstellung. In embodiments, the compounds according to the invention are used as complexing agents for the paper and pulp industry, as bleach stabilizers for hydrogen peroxide bleaching (so-called P stage) and as complexing agents for removing troublesome metal ions in what is known as complexing agent washing (so-called Q stage). In further embodiments, the compounds according to the invention are used as a dispersing additive for fillers and for adjusting the viscosity of paper coating slips in paper manufacture.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen zur Herstellung von Wasch- oder Reinigungsmitteln, zur Herstellung von Formulierungen, bevorzugt für die Textil-, Zellstoff- und Papierherstellung und -behandlung für die Keramikindustrie, für die Erdöl- und Erdgasindustrie oder für die Wasserbehandlung. Weiterhin umfasst ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen zur Herstellung von Formulierungen für die galvanische Industrie und/oder die industrielle Landwirtschaft. Another aspect of the invention relates to the use of the compounds according to the invention for the production of detergents or cleaning agents, for the production of formulations, preferably for textile, pulp and paper production and treatment for the ceramics industry, for the oil and natural gas industry or for Water treatment. The use of the compounds according to the invention for the production of formulations for the electroplating industry and / or industrial agriculture is also included.
In Ausführungsformen erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen in flüssigen oder festen Haushaltswaschmitteln, insbesondere in Haushaltswaschmitteln in Pulverform oder in granulierter Form. In embodiments, the compounds according to the invention are used in liquid or solid household detergents, in particular in household detergents in powder form or in granulated form.
In weiteren Ausführungsformen erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen in industriellen und institutioneilen Reinigerformulierungen, zum Beispiel in Reinigern für harte Oberflächen (HSC), in Flaschenreinigern oder Werkstatt- und Planenreinigern. In weiteren Ausführungsformen erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als Dispergatoradditiv in keramischen Formulierungen und Anwendungen. In further embodiments, the compounds according to the invention are used in industrial and institutional cleaner formulations, for example in cleaners for hard surfaces (HSC), in bottle cleaners or workshop and tarpaulin cleaners. In further embodiments, the compounds according to the invention are used as a dispersant additive in ceramic formulations and applications.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen zur Herstellung von agrochemischen Formulierungen, beispielsweise zur Stabilisierung von wasserhärteempfindlichen Agrochemikalien in wässriger Zubereitung oder zur Bereitstellung von gelösten Übergangsmetallionen als Spurenelement bzw. Nährstoff bevorzugt in chelatisierter Form, um so die Aufnahme in die pflanzlichen Organismen zu erleichtern. A further aspect of the invention relates to the use of the compounds according to the invention for the production of agrochemical formulations, for example for stabilizing agrochemicals that are sensitive to water hardness in aqueous preparation or for providing dissolved transition metal ions as trace elements or nutrients, preferably in chelated form, so as to enable them to be absorbed into the plant organisms to facilitate.
In weiteren Ausführungsformen erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindung in Formulierungen für galvanische Prozesse, insbesondere durch die Komplexierung gelöster Metallionen in Bädern für die galvanische Beschichtung. In further embodiments, the compound according to the invention is used in formulations for electroplating processes, in particular by complexing dissolved metal ions in baths for electroplating.
Für die Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorbeschriebenen Ausführungsformen und Merkmale der Ansprüche zu kombinieren. To implement the invention, it is also expedient to combine the embodiments and features of the claims described above.
Ausführungsbeispiele Embodiments
Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele und zugehöriger Figuren eingehender erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele sollen dabei die Erfindung beschreiben ohne diese zu beschränken. The invention is to be explained in more detail below with the aid of some exemplary embodiments and associated figures. The exemplary embodiments are intended to describe the invention without restricting it.
Es zeigen die It show the
Fig. 1 ein Schema der Reaktion A) eines olefinischen 1 ,4-Dicarbonsäurederivats mit einem primären Amin zu einem Asparaginsäurederivatund B) Reaktion des Asparaginsäurederivats mit einer Chloralkylaminobis(alkylphosphonsäure). 1 shows a diagram of the reaction A) an olefinic 1,4-dicarboxylic acid derivative with a primary amine to form an aspartic acid derivative and B) reaction of the aspartic acid derivative with a chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid).
Fig. 2 ein Schema der Reaktion eines Asparaginsäurederivats, welches durch Reaktion eines 1 ,4-Dicarbonsäurederivats mit Ammoniak erhalten wird, mit einer Chloralkylaminobis(alkylphosphonsäure). 2 shows a diagram of the reaction of an aspartic acid derivative, which is obtained by reacting a 1,4-dicarboxylic acid derivative with ammonia, with a chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid).
Fig. 3 ein Schema der Reaktion eines 2,3-Epoxy-1,4-dicarbonsäurederivates mit einem primären Amin zu einem Asparaginsäurederivat. 3 shows a diagram of the reaction of a 2,3-epoxy-1,4-dicarboxylic acid derivative with a primary amine to form an aspartic acid derivative.
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Belagsverhinderung im Dynamic Tube Blocking Test mit den Inhibitoren IDS, DTPMP und IDS-EABMP. 4 shows a graphic representation of the prevention of deposits in the dynamic tube blocking test with the inhibitors IDS, DTPMP and IDS-EABMP.
Synthese von Iminodibernsteinsäure (Iminodisuccinsäure), Tetranatriumsalz (IDS-Na4): Synthesis of iminodisuccinic acid (iminodisuccinic acid), tetrasodium salt (IDS-Na 4 ):
In einem Rundkolben, der mit Heizer, Rührer, Innenthermometer, Rückflusskühler und Feststoffdosierung ausgestattet ist, wird 43,8 g Wasser vorgelegt und mit 77,8 g 50%-iger Natronlauge versetzt. Nach erfolgter Homogenisierung werden 19,8 g Maleinsäureanhydrid langsam und unter guter Kühlung zugefügt, so dass die Reaktorinnentemperatur unterhalb von 60°C bleibt. In die erhaltene Lösung werden im Anschluss 28,1 g L-Asparaginsäure eingelöst und im Anschluss für 44 h auf 100-110°C erhitzt. Zum Auflösen entstandener Feststoffe werden 10 g Wasser zugegeben und anschließend abgekühlt. Die Lösung enthält als Hauptbestandteil das Tetranatriumsalz der Iminodibernsteinsäure (90,2 %) sowie die Natriumsalze der Maleinsäure (0,9 %), Fumarsäure (5,5 %) und Asparaginsäure (3,4 %). A round-bottom flask equipped with a heater, stirrer, internal thermometer, reflux condenser and solids metering unit is charged with 43.8 g of water and mixed with 77.8 g of 50% strength Sodium hydroxide solution added. After homogenization has taken place, 19.8 g of maleic anhydride are added slowly and with good cooling so that the internal reactor temperature remains below 60.degree. 28.1 g of L-aspartic acid are then dissolved in the resulting solution and then heated to 100-110 ° C. for 44 h. To dissolve the solids that have formed, 10 g of water are added and then cooled. The main component of the solution is the tetrasodium salt of iminodisuccinic acid (90.2%) and the sodium salts of maleic acid (0.9%), fumaric acid (5.5%) and aspartic acid (3.4%).
Das Reaktionsgemisch weist eine Kupferbindekapazität von 74,8 mg Cu/g (entsprechend 1 ,18 mmol Cu/g) auf. Dieser Wert entspricht einem Stoffmengenverhältnis n Cu : n IDS = 1 :1. The reaction mixture has a copper binding capacity of 74.8 mg Cu / g (corresponding to 1.18 mmol Cu / g). This value corresponds to a molar ratio n Cu: n IDS = 1: 1.
Synthese des Tetranatriumsalzes der N-(1 ,2-dicarboxyethyl)-L-Glutaminsäure (GIS-Na4): Synthesis of the tetrasodium salt of N- (1, 2-dicarboxyethyl) -L-glutamic acid (GIS-Na 4 ):
In einem Reaktionsgefäß mit einer Teflonauskleidung, das mit Außenheizung, Rührer, Innenthermometer, Rückflusskühler und Feststoffdosierung ausgestattet ist, werden 60,0 g Wasser und 81,7 g (0,833 mol) Maleinsäureanhydrid vorgelegt. Dazu wird die gesamte Menge von 118,9 g L-Glutaminsäure (0,808 mol) unter Rühren zugegeben. Zu dieser Lösung werden nunmehr portionsweise 102,7 g (1,2835 mol) 50 %-ige Natronlauge dosiert, so dass die Reaktorinnentemperatur nicht über 85°C steigt. Durch weitere Zugabe von 88,9 g (2,00 mol) festem Natriumhydroxid (90%ig) zur Reaktionsmischung steigt die Temperatur auf 105-110°C und es setzt Rückfluss ein. Bei dieser Temperatur wird die Reaktionsmischung für 44 h gehalten. Nach Zugabe von 197 g Wasser erhält man eine klare, farblose Lösung mit einer Trockensubstanz von 49,1 % und einer Dichte von 1 ,346 g/cm3. 60.0 g of water and 81.7 g (0.833 mol) of maleic anhydride are placed in a reaction vessel with a Teflon lining, which is equipped with external heating, stirrer, internal thermometer, reflux condenser and solids metering device. To this, the entire amount of 118.9 g of L-glutamic acid (0.808 mol) is added with stirring. 102.7 g (1.2835 mol) of 50% sodium hydroxide solution are now metered into this solution in portions, so that the internal reactor temperature does not rise above 85.degree. A further addition of 88.9 g (2.00 mol) of solid sodium hydroxide (90%) to the reaction mixture increases the temperature to 105-110 ° C. and reflux begins. The reaction mixture is kept at this temperature for 44 h. After adding 197 g of water, a clear, colorless solution with a dry matter of 49.1% and a density of 1.346 g / cm 3 is obtained .
Die Lösung enthält als Hauptbestandteil das Tetranatriumsalz der N-(1 ,2-dicarboxyethyl)-L- Glutaminsäure mit einem über 1H-NMR-Spektroskopie bestimmten Gehalt von 92,6 %. Als Nebenprodukte werden Natriummaleat (0,4 %), Natriumfumarat (0,8 %) und Natriummalat (6,2 %) analog identifiziert und quantifiziert. The main component of the solution is the tetrasodium salt of N- (1,2-dicarboxyethyl) -L-glutamic acid with a content of 92.6% determined by 1 H-NMR spectroscopy. Sodium maleate (0.4%), sodium fumarate (0.8%) and sodium malate (6.2%) are identified and quantified analogously as by-products.
Synthese des Tetrakaliumsalzes der N-(1 ,2-dicarboxyethyl)-L-Glutaminsäure (GIS-K4): Synthesis of the tetrapotassium salt of N- (1, 2-dicarboxyethyl) -L-glutamic acid (GIS-K 4 ):
In einem Rundkolben, der mit Heizer, Rührer, Innenthermometer, Rückflusskühler und Feststoffdosierung ausgestattet ist, werden 35,1 g Wasser und 97,1 g (0,778 mol) 45 %-ige Kaliumhydroxidlösung vorgelegt. Dazu wird die gesamte Menge (15,9 g = 0,162 mol) Maleinsäureanhydrid unter Rühren innerhalb von 30 min zugegeben und gelöst, so dass die Temperatur der Lösung 65 °C nicht übersteigt. Zu dieser Lösung werden nunmehr portionsweise 24,9 g (0,169 mol) L-Glutaminsäure gegeben und ebenfalls vollständig gelöst. Im Anschluss daran wird die resultierende Mischung zum Rückfluss erhitzt und 20 h bei dieser Temperatur belassen. Die Lösung enthält als Hauptbestandteil das Tetrakaliumsalz der N-(1,2- dicarboxyethyl)-L-Glutaminsäure mit 78 %. Als Nebenprodukte werden Kaliummaleat (0,7 %), Kaliumfumarat (2,8 %), Kaliummalat (18,5 %) über 1H-NMR Spektroskopie identifiziert und quantifiziert. 35.1 g of water and 97.1 g (0.778 mol) of 45% strength potassium hydroxide solution are placed in a round bottom flask equipped with a heater, stirrer, internal thermometer, reflux condenser and solids metering device. To this end, the entire amount (15.9 g = 0.162 mol) of maleic anhydride is added and dissolved over the course of 30 minutes with stirring, so that the temperature of the solution does not exceed 65.degree. 24.9 g (0.169 mol) of L-glutamic acid are then added in portions to this solution and also completely dissolved. The resulting mixture is then heated to reflux and at this temperature for 20 h left. The main component of the solution is the tetrapotassium salt of N- (1,2-dicarboxyethyl) -L-glutamic acid at 78%. Potassium maleate (0.7%), potassium fumarate (2.8%), potassium malate (18.5%) are identified and quantified as by-products by means of 1 H-NMR spectroscopy.
Herstellung von 2,2'-((2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)azandiyl)disuccinsäure, Natriumsalz (IDS-EABMP): Preparation of 2,2 '- ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) azandiyl) disuccinic acid, sodium salt (IDS-EABMP):
In einem Reaktionsgefäß werden 50 g (37,5 ml) einer Lösung von Tetranatriumiminodisuccinat (Baypure CX 100/34) (1,18 mmol/g Iminodisuccinsäure) vorgelegt und bei Raumtemperatur gerührt. 50 g (37.5 ml) of a solution of tetrasodium iminodisuccinate (Baypure CX 100/34) (1.18 mmol / g iminodisuccinic acid) are placed in a reaction vessel and the mixture is stirred at room temperature.
In einem Vorlagegefäß wird unter Rühren und Konstanthalten der Innentemperatur bei 20°C aus 15,78 g (59 mmol) kristalliner 2-Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure), 4,43 g (55,3 mmol) 50 %-iger NaOH-Lösung und 38,34 g Wasser eine klare Lösung hergestellt und in einen Tropftrichter überführt. 15.78 g (59 mmol) of crystalline 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid), 4.43 g (55.3 mmol) of 50% NaOH solution and 38 , 34 g of water produced a clear solution and transferred to a dropping funnel.
In das Reaktionsgefäß mit Tetranatriumiminodisuccinat-Lösung wird unter Konstanthalten der Innentemperatur bei 20°C und kräftigem Rühren die Lösung aus dem Tropftrichter kontinuierlich innerhalb von 60 Minuten vollständig zugegeben und im Anschluss zur Vervollständigung der chemischen Reaktion weitere 60 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. The solution from the dropping funnel is continuously added to the reaction vessel with tetrasodium iminodisuccinate solution over the course of 60 minutes while maintaining the internal temperature constant at 20 ° C. and stirring vigorously and then stirred for a further 60 minutes at room temperature to complete the chemical reaction.
Man erhält 108,5 g einer farblosen wässrigen Lösung, enthaltend als Hauptkomponente das Natriumsalz der 2,2'-((2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)azanediyl)disuccinsäure. Das Reaktionsgemisch weist eine Kupferbindekapazität von 64,0 mg Cu/g entsprechend 1,008 mmol Cu/g auf. Die theoretisch mögliche Stoffmenge an 2,2'-((2- (bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)azandiyl)disuccinsäure beträgt 0,543 mmol/g. Dieser Wert entspricht einem Stoffmengenverhältnis n Cu : n IDS-EABMP = 1,86 : 1. 108.5 g of a colorless aqueous solution are obtained, containing as the main component the sodium salt of 2,2 '- ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) azanediyl) disuccinic acid. The reaction mixture has a copper binding capacity of 64.0 mg Cu / g, corresponding to 1.008 mmol Cu / g. The theoretically possible amount of 2,2 '- ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) azandiyl) disuccinic acid is 0.543 mmol / g. This value corresponds to a molar ratio n Cu: n IDS-EABMP = 1.86: 1.
Produkteigenschaften: pH (1 %-ige Lösung): 5,3 Trockensubstanz: 38.1 % Dichte: 1 ,249 g/cm3 Product properties: pH (1% solution): 5.3 Dry matter: 38.1% Density: 1.249 g / cm 3
Kupferbindekapazität: 64,0 mg Cu/g Produkt Copper binding capacity: 64.0 mg Cu / g product
IDS-EABMP: 24.2 % berechnet über komplexometrische Titration mit dem Molgewicht der protonierten Form) IDS-EABMP: 24.2% calculated via complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
Calciumbindevermögen: 1302 mg CaCCh/g (pH 9) AktivsubstanzCalcium binding capacity: 1302 mg CaCCh / g (pH 9) active substance
Calciumbindevermögen: 678 mg CaCCh/g (pH 11) Aktivsubstanz Herstellung von 2-((2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(1,2-dicarboxyethyl)amino)-3- hydroxysuccinsäure, Natriumsalz (HIDS-EABMP): Calcium binding capacity: 678 mg CaCCh / g (pH 11) active substance Preparation of 2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (1,2-dicarboxyethyl) amino) -3- hydroxysuccinic acid, sodium salt (HIDS-EABMP):
In einem Reaktionsgefäß werden 30 g einer Lösung von Tetranatrium 3-Hydroxyiminodisuccinat (Nippon Shokubai) (enthaltend 1,6 mmol/g HIDS, ermittelt über komplexometrische Titration) vorgelegt und bei Raumtemperatur gerührt. 30 g of a solution of tetrasodium 3-hydroxyiminodisuccinate (Nippon Shokubai) (containing 1.6 mmol / g HIDS, determined by complexometric titration) are placed in a reaction vessel and stirred at room temperature.
In einem Vorlagegefäß wird unter Rühren und Konstanthalten der Innentemperatur bei 20°C aus 12,84 g (48 mmol) kristalliner 2-Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure), 3,6 g (45 mmol) 50 %-iger NaOH-Lösung und 38,34 g Wasser eine klare Lösung hergestellt und in einen Tropftrichter überführt. 12.84 g (48 mmol) of crystalline 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid), 3.6 g (45 mmol) of 50% NaOH solution and 38.34 g water prepared a clear solution and transferred to a dropping funnel.
In das Reaktionsgefäß mit Tetranatrium-Hydroxyiminodisuccinat-Lösung wird unter Konstanthaltung der Innentemperatur bei 20°C und kräftigem Rühren die Lösung aus dem Tropftrichter kontinuierlich innerhalb von 60 Minuten vollständig zugegeben und im Anschluss zur Vervollständigung der chemischen Reaktion weitere 60 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Man erhält 84,7 g einer farblosen wässrigen Lösung, enthaltend als Hauptkomponente das Natriumsalz der 2-((2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)(1 ,2-dicarboxyethyl)amino)-3- hydroxysuccinsäure. In the reaction vessel with tetrasodium hydroxyiminodisuccinate solution, while keeping the internal temperature constant at 20 ° C and stirring vigorously, the solution from the dropping funnel is continuously added in full within 60 minutes and then stirred for a further 60 minutes at room temperature to complete the chemical reaction. 84.7 g of a colorless aqueous solution are obtained, containing as the main component the sodium salt of 2 - ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) (1,2-dicarboxyethyl) amino) -3-hydroxysuccinic acid.
Das Reaktionsgemisch weist eine Kupferbindekapazität von 71,8 mg Cu/g entsprechend 1 ,131 mmol Cu/g auf. Die theoretisch mögliche Stoffmenge an 2-((2-(bis(phosphono- methyl)amino)ethyl)(1 ,2-dicarboxyethyl)amino)-3-hydroxysuccinsäure beträgt 0,567 mmol/g. Dieser Wert entspricht einem Stoffmengenverhältnis n Cu : n IDS-EABMP = 1 ,99 : 1. The reaction mixture has a copper binding capacity of 71.8 mg Cu / g, corresponding to 1. 131 mmol Cu / g. The theoretically possible amount of 2 - ((2- (bis (phosphono-methyl) amino) ethyl) (1,2-dicarboxyethyl) amino) -3-hydroxysuccinic acid is 0.567 mmol / g. This value corresponds to a molar ratio n Cu: n IDS-EABMP = 1.99: 1.
Produkteigenschaften: pH (1 %-ige Lösung): 5,1 Trockensubstanz: 39,2 % Dichte: 1 ,268 g/cm3 Product properties: pH (1% solution): 5.1 dry matter: 39.2% density: 1.268 g / cm 3
Kupferbindekapazität: 71,8 mg Cu/g Produkt Copper binding capacity: 71.8 mg Cu / g product
HIDS-EABMP: 28,0 % (berechnet über komplexometrische Titration mit dem Molgewicht der protonierten Form) HIDS-EABMP: 28.0% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
Calciumbindevermögen: 780 mg CaCCh/g (pH 9) AktivsubstanzCalcium binding capacity: 780 mg CaCCh / g (pH 9) active substance
Calciumbindevermögen: 600 mg CaCCh/g (pH 11) Aktivsubstanz Herstellung von Pentanatrium-2,2'-((2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)azandiyl)disuccin- säure: Calcium binding capacity: 600 mg CaCCh / g (pH 11) active substance Preparation of pentasodium-2,2 '- ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) azandiyl) disuccinic acid:
In einem Reaktionsgefäß werden 50 g (37,5 ml) einer Lösung von Tetranatriumiminodisuccinat (Baypure CX 100/34) (1 ,18 mmol/g Iminodisuccinsäure) vorgelegt und bei Raumtemperatur gerührt. 50 g (37.5 ml) of a solution of tetrasodium iminodisuccinate (Baypure CX 100/34) (1.18 mmol / g iminodisuccinic acid) are placed in a reaction vessel and stirred at room temperature.
In einem Vorlagegefäß A wird unter Rühren und Konstanthalten der Innentemperatur bei 20°C aus 15,78 g (59 mmol) kristalliner 2-Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure), 4,425 g (55,3 mmol) 50 %-iger NaOH-Lösung und 38,34 g Wasser eine klare Lösung hergestellt. 15.78 g (59 mmol) of crystalline 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid), 4.425 g (55.3 mmol) of 50% strength NaOH solution and 38, 34 g of water produced a clear solution.
In einem Vorlagegefäß B wird aus 4,72 (59 mmol) 50 %-iger NaOH-Lösung und 7,3 g Wasser eine verdünnte wässrige NaOH-Lösung hergestellt. In a receiving vessel B, a dilute aqueous NaOH solution is prepared from 4.72 (59 mmol) of 50% strength NaOH solution and 7.3 g of water.
In das Reaktionsgefäß mit Tetranatriumiminodisuccinat-Lösung werden bei konstanter Innentemperatur von 20°C die Lösung aus dem Vorlagegefäß A mit 0,5 ml/min und die Lösung aus dem Vorlagegefäß B mit 0,1 ml/min gleichzeitig über getrennte Zuführungen dosiert Im Anschluss wird die Reaktionsmischung für 80 Minuten gerührt. In the reaction vessel with tetrasodium iminodisuccinate solution at a constant internal temperature of 20 ° C, the solution from receiving vessel A at 0.5 ml / min and the solution from receiving vessel B at 0.1 ml / min are simultaneously dosed via separate feeds the reaction mixture was stirred for 80 minutes.
Man erhält 120,5 g einer farblosen wässrigen Lösung, enthaltend als Hauptkomponente 34,8 g des Pentanatriumsalzes von 2,2'-((2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)azanediyl)disuccinsäure (28,9 %). 120.5 g of a colorless aqueous solution are obtained containing 34.8 g of the pentasodium salt of 2,2 '- ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) azanediyl) disuccinic acid (28.9%) as the main component.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden 50 ml (58,5 g) einer wässrigen Lösung hergestellt aus 15,78 g (59 mmol) 2-Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure), 4,43 g (55,3 mmol) 50 %-iger NaOH-Lösung und 38,34 g Wasser in einem Reaktionsgefäß vorgelegt und bei Raumtemperatur gerührt. In an alternative embodiment, 50 ml (58.5 g) of an aqueous solution are prepared from 15.78 g (59 mmol) of 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid), 4.43 g (55.3 mmol) of 50% NaOH solution and 38.34 g of water placed in a reaction vessel and stirred at room temperature.
Aus einem Vorlagegefäß A werden 50 g Baypure CX 100/34 (Tetranatriumiminodisuccinat als wässrige Lösung) und aus einem Vorlagegefäß B 10 ml einer 19,6 %-igen NaOH-Lösung (hergestellt aus 4,72 g 50 %-iger NaOH-Lösung und 7,3 g Wasser) mit einer Dosiergeschwindigkeit zugegeben, dass jede Lösung innerhalb von 100 Minuten verbraucht wird. Die Reaktionstemperatur wird dabei zwischen 20 und 30°C gehalten. Nach Beendigung der Zugabe wird für eine weitere Stunde gerührt und man erhält 120,5 g einer farblosen wässrigen Lösung, enthaltend als Hauptkomponente 34,8 g des Pentanatriumsalzes von 2,2'-((2- (bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)azanediyl)disuccinsäure. 50 g of Baypure CX 100/34 (tetrasodium iminodisuccinate as an aqueous solution) are taken from a container A and 10 ml of a 19.6% NaOH solution (made from 4.72 g of 50% NaOH solution and 7.3 g of water) are added at a rate such that each solution is used up within 100 minutes. The reaction temperature is kept between 20.degree. And 30.degree. C. during this. After the addition is complete, the mixture is stirred for a further hour and 120.5 g of a colorless aqueous solution are obtained, containing 34.8 g of the pentasodium salt of 2,2 '- ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) as the main component azanediyl) disuccinic acid.
Produkteigenschaften: pH (1 %-ige Lösung): 6.7 Trockensubstanz: 35.7 % Dichte: 1 ,242 g/cm3 Kupferbindekapazität: 58,0 mg Cu/g Produkt Product properties: pH (1% solution): 6.7 Dry matter: 35.7% Density: 1.242 g / cm 3 Copper binding capacity: 58.0 mg Cu / g product
IDS-EABMP: 21,9 % (berechnet über komplexometrische Titration mit dem Molgewicht der protonierten Form) IDS-EABMP: 21.9% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
Calciumbindevermögen: 1300 mg CaCCh/g (pH 9) AktivsubstanzCalcium binding capacity: 1300 mg CaCCh / g (pH 9) active substance
Calciumbindevermögen: 670 mg CaCCh/g (pH 11) Aktivsubstanz Calcium binding capacity: 670 mg CaCCh / g (pH 11) active substance
Herstellung des Natriumsalzes der N-(2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(1 ,2- dicarboxyethvDglutaminsäure (GIS-EABMP): Preparation of the sodium salt of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (1,2-dicarboxyethvDglutamic acid (GIS-EABMP):
In einem 500 ml Rundkolben, der mit Rührer, Innenthermometer und Rückflusskühler ausgestattet wurde, werden zu einer Suspension von 40,5 g 2- Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure) in 121 ,6 g vollentsalztem Wasser unter Außenkühlung und kräftigem Rühren 10,5 g Natronlauge 50%ig zugegeben. Dabei bleibt die Reaktorinnentemperatur bei maximal 20°C. Nach Rühren für 30 Minuten erhält man eine homogene nahezu farblose Lösung. Diese Lösung wird im Anschluss auf 50°C aufgeheizt und dazu kontinuierlich 119,6 g einer wie oben beschriebenen Lösung des Natriumsalzes der N-(1 ,2- dicarboxyethyl)-L-Glutaminsäure innerhalb einer Stunde zugegeben. Man rührt für eine weitere Stunde bei dieser Temperatur nach und erhält_die wässrige Lösung mit den folgenden Produkteigenschaften: pH (1 %-ige Lösung): 5,1 In a 500 ml round-bottomed flask equipped with a stirrer, internal thermometer and reflux condenser, 10.5 g of 50% sodium hydroxide solution are added to a suspension of 40.5 g of 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid) in 121.6 g of deionized water with external cooling and vigorous stirring. ig admitted. The internal reactor temperature remains at a maximum of 20 ° C. After stirring for 30 minutes, a homogeneous, almost colorless solution is obtained. This solution is then heated to 50 ° C. and 119.6 g of a solution of the sodium salt of N- (1,2-dicarboxyethyl) -L-glutamic acid as described above are added continuously over the course of one hour. The mixture is stirred for a further hour at this temperature and the aqueous solution is obtained with the following product properties: pH (1% solution): 5.1
Trockensubstanz: 37,1 % Dry matter: 37.1%
Dichte: 1 ,238 g/cm3 Density: 1,238 g / cm 3
Kupferbindekapazität: 60,7 mg Cu/g Produkt Copper binding capacity: 60.7 mg Cu / g product
GIS-EABMP: 23,6 % (berechnet über komplexometrische Titration mit dem Molgewicht der protonierten Form) GIS-EABMP: 23.6% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
Calciumbindevermögen: 1570 mg CaCOs/g (pH 9) AktivsubstanzCalcium binding capacity: 1570 mg CaCOs / g (pH 9) active substance
Calciumbindevermögen: 670 mg CaCOs/g (pH 11) Aktivsubstanz Calcium binding capacity: 670 mg CaCOs / g (pH 11) active substance
Herstellung des Kaliumsalzes der N-(2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(1 ,2- dicarboxyethvDglutaminsäure (GIS-EABMP): Production of the potassium salt of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (1,2-dicarboxyethvDglutamic acid (GIS-EABMP):
50 g einer Lösung des Kaliumsalzes der 2-((1,2-Dicarboxyethyl)amino)-4-hydroxypentandisäure, die wie oben beschrieben hergestellt wurde, werden bei Raumtemperatur aus einem Tropftrichter in eine gerührte Lösung aus 3,3 g Kaliumhydroxidlösung 45 %ig, 19,2 g Wasser und 7,5 g 2- Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure) über einen Zeitraum von 30 Minuten gegeben. Nach vollständiger Zugabe wird die Mischung für weitere 30 Minuten nachgerührt. Die komplexometrische Bestimmung des Kaliumsalzes der resultierenden N-(2- (bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(1 ,2-dicarboxyethyl)glutaminsäure ergibt eine Kupferbindekapazität von 42,0 mg Cu/g Produkt, was einer Ausbeute von 94,2 % der Theorie entspricht. 50 g of a solution of the potassium salt of 2 - ((1,2-dicarboxyethyl) amino) -4-hydroxypentanedioic acid, which was prepared as described above, are added at room temperature from a dropping funnel to a stirred solution of 3.3 g of 45% potassium hydroxide solution , 19.2 g of water and 7.5 g of 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid) were added over a period of 30 minutes. After the addition is complete, the mixture is stirred for a further 30 minutes. The Complexometric determination of the potassium salt of the resulting N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (1,2-dicarboxyethyl) glutamic acid gives a copper binding capacity of 42.0 mg Cu / g product, which corresponds to a yield of 94, Corresponds to 2% of theory.
Herstellung des Trinatriumsalzes der (I-Carboxyethyl)asparaginsäure (Ala-IS, Na-Salz): Production of the trisodium salt of (I-carboxyethyl) aspartic acid (Ala-IS, Na salt):
In einem Reaktionsgefäß mit einer Teflonauskleidung werden 50 ml vollentsalztes (VE)-Wasser vorgelegt und 65,3 g (0,667 mol) Maleinsäureanhydrid unter Rühren innerhalb von 30 min gelöst. Zu dieser Lösung werden im Anschluss 0,686 mol (61 ,1 g) kristallines L-Alanin zugefügt und durch Rühren homogenisiert. Dem entstehenden Slurry wird dann ohne zusätzliche Kühlung kontinuierlich eine Menge von 1,212 mol 50%-iger NaOH-Lösung (97,0 g) zugeführt, wobei die Innentemperatur bis auf 90°C ansteigt. Schließlich gibt man 0,808 mol festes Natriumhydroxid in geprillter Form zu und erhitzt unter ständigem Rühren bis zum Rückfluss, der bei 105°C einsetzt. Die Reaktionsmischung wird nun 27 Stunden bei dieser Temperatur gehalten und danach abgekühlt. Es werden 291 ,4 g der Reaktionsmischung isoliert, die durch Zugabe von 86,6 g VE- Wasser auf eine Feststoff ko nzentration von 49,6% eingestellt werden. In a reaction vessel with a Teflon lining, 50 ml of deionized (VE) water are placed and 65.3 g (0.667 mol) of maleic anhydride are dissolved with stirring over the course of 30 minutes. 0.686 mol (61.1 g) of crystalline L-alanine are then added to this solution and the mixture is homogenized by stirring. A quantity of 1.212 mol of 50% strength NaOH solution (97.0 g) is then continuously added to the resulting slurry without additional cooling, the internal temperature rising to 90.degree. Finally, 0.808 mol of solid sodium hydroxide in prilled form is added and the mixture is heated to reflux, which begins at 105 ° C., with constant stirring. The reaction mixture is kept at this temperature for 27 hours and then cooled. 291.4 g of the reaction mixture are isolated, which are adjusted to a solids concentration of 49.6% by adding 86.6 g of deionized water.
Die Lösung enthält nach Bestimmung über komplexometrische Titration 139,3 g des Trinatriumsalzes der (I-Carboxyethyl)asparaginsäure, entsprechend einer Ausbeute von 91,8 %. According to determination by complexometric titration, the solution contains 139.3 g of the trisodium salt of (I-carboxyethyl) aspartic acid, corresponding to a yield of 91.8%.
Herstellung von N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(1-carboxyethyl)asparaginsäure,Production of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (1-carboxyethyl) aspartic acid,
Natriumsalz (Ala-IS-EABMP, Na-Salz): Sodium salt (Ala-IS-EABMP, Na salt):
In einem 250 ml Rundkolben mit Rührer, Innenthermometer, Tropftrichter und Rückflusskühler werden 27,0 g 2-Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure) (Reinheit 99%, 0,1 mol) und 81,1 g VE-Wasser vorgelegt und auf 20°C temperiert. Zu der Aufschlämmung werden nunmehr 0,0875 mol NaOH in Form einer 50%igen Lösung gegeben (7,0 g) und solange gerührt, bis eine klare Lösung erhalten wird. Diese Mischung wird auf 60°C erhitzt und dann innerhalb einer Stunde eine Mischung aus 59,0 g der wässrigen Lösung des Trinatriumsalzes der (1-A 250 ml round bottom flask equipped with a stirrer, internal thermometer, dropping funnel and reflux condenser is charged with 27.0 g of 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid) (purity 99%, 0.1 mol) and 81.1 g of deionized water and heated to 20 ° C. 0.0875 mol of NaOH in the form of a 50% solution (7.0 g) are then added to the slurry and the mixture is stirred until a clear solution is obtained. This mixture is heated to 60 ° C and then, within one hour, a mixture of 59.0 g of the aqueous solution of the trisodium salt of (1-
Carboxyethyl)asparaginsäure (entsprechend 0,1 mol) und einer identischen Stoffmenge NaOH- Lösung (50%) zu der Lösung der Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure) dosiert. Die Reaktion erfolgt für eine weitere Stunde und anschließend wird abgekühlt. Carboxyethyl) aspartic acid (corresponding to 0.1 mol) and an identical amount of substance NaOH solution (50%) are metered into the solution of the chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid). The reaction takes place for a further hour and then it is cooled.
Man erhält 181 ,8 g einer farblosen, klaren Lösung enthaltend als Hauptkomponente das Natriumsalz der N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(1-carboxyethyl)asparaginsäure. Das Reaktionsgemisch weist eine Kupferbindekapazität von 66,2 mg Cu/g entsprechend 1 ,043 mmol Cu/g auf. Die theoretisch mögliche Stoffmenge an N-(2- (Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(1-carboxyethyl)asparaginsäure beträgt 0,549 mmol/g. Dieser Wert entspricht einem Stoffmengenverhältnis n Cu : n Ala-IS-EABMP = 1,90 : 1. 181.8 g of a colorless, clear solution are obtained containing, as the main component, the sodium salt of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (1-carboxyethyl) aspartic acid. The reaction mixture has a copper binding capacity of 66.2 mg Cu / g, corresponding to 1.043 mmol Cu / g. The theoretically possible amount of N- (2- (Bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (1-carboxyethyl) aspartic acid is 0.549 mmol / g. This value corresponds to a molar ratio n Cu: n Ala-IS-EABMP = 1.90: 1.
Produkteigenschaften: pH (1 %-ige Lösung): 6,0 Product properties: pH (1% solution): 6.0
Trockensubstanz: 34.7 % Dry matter: 34.7%
Dichte: 1 ,229 g/cm3 Density: 1,229 g / cm 3
Kupferbindekapazität: 66,2 mg Cu/g Produkt Copper binding capacity: 66.2 mg Cu / g product
Ala-IS-EABMP: 22.7 % (berechnet über komplexometrische Titration mit demAla-IS-EABMP: 22.7% (calculated using complexometric titration with the
Molgewicht der protonierten Form) Molecular weight of the protonated form)
Calciumbindevermögen: 1550 mg CaCCh/g (pH 9) AktivsubstanzCalcium binding capacity: 1550 mg CaCCh / g (pH 9) active substance
Calciumbindevermögen: 660 mg CaCCh/g (pH 11) Aktivsubstanz. Calcium binding capacity: 660 mg CaCCh / g (pH 11) active substance.
Herstellung des Trinatriumsalzes der (2-Carboxyethyl)asparaginsäure (ß-Ala-IS, Na-Salz): Production of the trisodium salt of (2-carboxyethyl) aspartic acid (ß-Ala-IS, Na salt):
In einem Reaktionsgefäß mit einer Teflonauskleidung werden 50 ml VE-Wasser vorgelegt und die gesamte Menge von 65,3 g (0,667 mol) Maleinsäureanhydrid unter Rühren innerhalb von 30 min gelöst. Zu dieser Lösung werden anschließend 0,686 mol (61,1 g) kristallines b-Alanin zugefügt und durch Rühren homogenisiert. Dem entstehenden Slurry wird dann ohne zusätzliche Kühlung kontinuierlich eine Menge von 1 ,212 mol 50%-iger NaOH-Lösung (97,0 g) zugeführt, wobei die Innentemperatur bis auf 90°C ansteigt. Schließlich gibt man 0,808 mol festes Natriumhydroxid in geprillter Form zu und erhitzt unter ständigem Rühren zum Rückfluss, der bei 105°C einsetzt. Die Reaktionsmischung wird nun 29 Stunden bei dieser T emperatur gehalten und danach abgekühlt. Bei Erreichen von 70°C werden 74,2 g VE-Wasser zugegeben und 371 ,1 g einer klaren Lösung mit einem Feststoffanteil von 49,4% erhalten. Nach Bestimmung über komplexometrische Titration enthält die Lösung 45,0% des Trinatriumsalzes der (2- Carboxyethyl)asparaginsäure. Das entspricht einer Ausbeute von 91 ,1%. 50 ml of deionized water are placed in a reaction vessel with a Teflon lining and the total amount of 65.3 g (0.667 mol) of maleic anhydride is dissolved with stirring within 30 minutes. Then 0.686 mol (61.1 g) of crystalline b-alanine are added to this solution and the mixture is homogenized by stirring. A quantity of 1. 212 mol of 50% strength NaOH solution (97.0 g) is then continuously added to the resulting slurry without additional cooling, the internal temperature rising to 90.degree. Finally, 0.808 mol of solid sodium hydroxide in prilled form is added and the mixture is heated to reflux, which begins at 105 ° C., with constant stirring. The reaction mixture is then kept at this temperature for 29 hours and then cooled. When 70 ° C. is reached, 74.2 g of deionized water are added and 371.1 g of a clear solution with a solids content of 49.4% are obtained. According to determination by complexometric titration, the solution contains 45.0% of the trisodium salt of (2-carboxyethyl) aspartic acid. This corresponds to a yield of 91.1%.
Herstellung von N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(2-carboxyethyl)asparaginsäure,Production of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (2-carboxyethyl) aspartic acid,
Natriumsalz (ß-Ala-IS-EABMP): Sodium salt (ß-Ala-IS-EABMP):
In einem 250 ml Rundkolben mit Rührer, Innenthermometer, Tropftrichter und Rückflusskühler werden 27,0 g 2-Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure) (Reinheit 99%, 0,1 mol) und 81,1 g VE-Wasser vorgelegt und auf 20°C temperiert. Zu der Aufschlämmung werden 0,0875 mol NaOH in Form einer 50%-igen Lösung gegeben (7,0 g) und solange gerührt, bis eine klare Lösung erhalten wird. Man erhitzt diese Mischung auf 40°C und dosiert innerhalb einer Stunde eine Mischung aus 57,1 g der wässrigen Lösung des Trinatriumsalzes der (2- carboxyethyl)asparaginsäure (entsprechend 0,1 mol) zu der Lösung der Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure). Die Reaktion erfolgt für eine weitere Stunde. Anschließend wird die Lösung abgekühlt. Man erhält 172,2 g einer farblosen, klaren Lösung enthaltend als Hauptkomponente das Natriumsalz der N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)- N-(2-carboxyethyl)asparaginsäure. A 250 ml round bottom flask equipped with a stirrer, internal thermometer, dropping funnel and reflux condenser is charged with 27.0 g of 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid) (purity 99%, 0.1 mol) and 81.1 g of deionized water and heated to 20 ° C. 0.0875 mol of NaOH in the form of a 50% solution (7.0 g) are added to the slurry and the mixture is stirred until a clear solution is obtained. This mixture is heated to 40 ° C. and a mixture of 57.1 g of the aqueous solution of the trisodium salt of (2-carboxyethyl) aspartic acid (corresponding to 0.1 mol) is metered into the solution of chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid) over the course of one hour. The reaction continues for an additional hour. The solution is then cooled. 172.2 g of a colorless, clear solution are obtained containing, as the main component, the sodium salt of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) - N- (2-carboxyethyl) aspartic acid.
Das Reaktionsgemisch weist eine Kupferbindekapazität von 69,5 mg Cu/g bzw. 1 ,094 mmol Cu/g auf. Die theoretisch mögliche Stoffmenge an N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(1- carboxyethyl)asparaginsäure beträgt 0,581 mmol/g. Dieser Wert entspricht einem Stoffmengenverhältnis n Cu : n -Ala-IS-EABMP von 1 ,88 : 1. The reaction mixture has a copper binding capacity of 69.5 mg Cu / g or 1.094 mmol Cu / g. The theoretically possible amount of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (1-carboxyethyl) aspartic acid is 0.581 mmol / g. This value corresponds to a molar ratio n Cu: n -Ala-IS-EABMP of 1.88: 1.
Produkteigenschaften: pH (1 %-ige Lösung): 4,8 Trockensubstanz: 35,2 % Dichte: 1 ,229 g/cm3 Product properties: pH (1% solution): 4.8 Dry matter: 35.2% Density: 1,229 g / cm 3
Kupferbindekapazität: 69,5 mg Cu/g Produkt ß-Ala-IS-EABMP: 23,9 % (berechnet über komplexometrische Titration mit dem Molgewicht der protonierten Form) Copper binding capacity: 69.5 mg Cu / g product ß-Ala-IS-EABMP: 23.9% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
Calciumbindevermögen: 1460 mg CaC03/g (pH 9) AktivsubstanzCalcium binding capacity: 1460 mg CaCO3 / g (pH 9) active substance
Calciumbindevermögen: 565 mg CaC03/g (pH 11) Aktivsubstanz Calcium binding capacity: 565 mg CaCO3 / g (pH 11) active substance
Herstellung des Trinatriumsalzes der (5-Carboxypentyl)asparaginsäure (6-AHS-IS, Na-Salz): Production of the trisodium salt of (5-carboxypentyl) aspartic acid (6-AHS-IS, Na salt):
In einem Reaktionsgefäß mit einer Teflonauskleidung werden 50 ml VE-Wasser vorgelegt und die gesamte Menge von 82,2 g (0,839 mol) Maleinsäureanhydrid unter Rühren innerhalb von 30 min gelöst. Zu dieser Lösung werden im Anschluß unter Rühren 0,864 mol (113,4 g) 6- Aminohexansäure (6-AHS) zugegeben. Zu dieser Mischung wird im Anschluss eine Menge von 1 ,525 mol 50%iger NaOH (122,0 g) innerhalb von 30 Minuten über einen Tropftrichter dosiert und daran im Anschluss noch 42,2 g NaOH in Schuppen (Gehalt 96,4%). Unter dauerhaftem Rühren wird diese Mischung auf 105 - 110°C erhitzt und 28 h bei dieser Temperatur gehalten. Zur besseren Handhabung wird die viskose und intransparente Flüssigkeit auf einen Feststoffgehalt von 40% durch Zugabe von VE-Wasser eingestellt. Die daraus resultierende wässrige Lösung ist farblos und klar und enthält 84,5% der Zielverbindung sowie 10,2% Äpfelsäure, 3,6% Fumarsäure und 0,4% Maleinsäure in Form der jeweils vollständig neutralisierten Natriumsalze ohne Berücksichtigung des Lösungsmittels. Herstellung von N-(2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(5-carboxypentyl)asparaginsäure,50 ml of deionized water are placed in a reaction vessel with a Teflon lining and the total amount of 82.2 g (0.839 mol) of maleic anhydride is dissolved with stirring over the course of 30 minutes. 0.864 mol (113.4 g) of 6-aminohexanoic acid (6-AHS) are then added to this solution with stirring. A quantity of 1.525 mol of 50% NaOH (122.0 g) is then added to this mixture within 30 minutes via a dropping funnel and then 42.2 g of NaOH in flakes (content 96.4%) . This mixture is heated to 105-110 ° C. with constant stirring and kept at this temperature for 28 hours. For better handling, the viscous and opaque liquid is adjusted to a solids content of 40% by adding deionized water. The resulting aqueous solution is colorless and clear and contains 84.5% of the target compound as well as 10.2% malic acid, 3.6% fumaric acid and 0.4% maleic acid in the form of the completely neutralized sodium salts, regardless of the solvent. Production of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (5-carboxypentyl) aspartic acid,
Natriumsalz (6-AHS-IS-EABMP. Na-Salz): Sodium salt (6-AHS-IS-EABMP. Na salt):
In einem 250 ml-Rundkolben mit Rührer, Innenthermometer, Tropftrichter und Rückflusskühler werden 27,0 g 2-Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure) (Reinheit 99%, 0,1 mol) und 81,1 g VE-Wasser vorgelegt und auf 20°C temperiert. Zu der Aufschlämmung werden 0,0875 mol NaOH in Form einer 50%-igen Lösung gegeben (7,0 g) und solange gerührt, bis eine klare Lösung erhalten wird. Man erhitzt diese Mischung auf 60°C und dosiert innerhalb einer Stunde 94,9 g einer Mischung aus 86,9 g der wässrigen Lösung des Trinatriumsalzes der (5- Carboxypentyl)asparaginsäure und 8,0 g NaOH-Lösung (50%). Nach Abschluss der Dosierung wird die Reaktionsmischung zwei Stunden bei 60°C zur Komplettierung der Reaktion belassen. Man erhält 209,9 g einer farblosen, klaren Lösung enthaltend als Hauptkomporente das Natriumsalz der N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(5-carboxypentyl)asparaginsäure. A 250 ml round bottom flask equipped with a stirrer, internal thermometer, dropping funnel and reflux condenser is charged with 27.0 g of 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid) (purity 99%, 0.1 mol) and 81.1 g of deionized water and heated to 20 ° C . 0.0875 mol of NaOH in the form of a 50% solution (7.0 g) are added to the slurry and the mixture is stirred until a clear solution is obtained. This mixture is heated to 60 ° C. and 94.9 g of a mixture of 86.9 g of the aqueous solution of the trisodium salt of (5-carboxypentyl) aspartic acid and 8.0 g of NaOH solution (50%) are metered in over the course of one hour. After the metering has ended, the reaction mixture is left at 60 ° C. for two hours to complete the reaction. 209.9 g of a colorless, clear solution are obtained containing, as the main component, the sodium salt of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (5-carboxypentyl) aspartic acid.
Das Reaktionsgemisch weist eine Kupferbindekapazität von 33,2 mg Cu/g entsprechend 0,529 mmol Cu/g auf. Im Gegensatz dazu weist das Trinatriumsalz der (5- Carboxypentyl)asparaginsäure keine Kupferbindekapazität auf. The reaction mixture has a copper binding capacity of 33.2 mg Cu / g, corresponding to 0.529 mmol Cu / g. In contrast, the trisodium salt of (5-carboxypentyl) aspartic acid has no copper binding capacity.
Produkteigenschaften: pH (1 %-ige Lösung): 6,4 Trockensubstanz: 32,9 % Dichte: 1 ,202 g/cm3 Product properties: pH (1% solution): 6.4 Dry matter: 32.9% Density: 1.202 g / cm 3
Kupferbindekapazität: 33,2 mg Cu/g Produkt Copper binding capacity: 33.2 mg Cu / g product
6-AHS-IS-EABMP: 25,0 % (berechnet über komplexometrische Titration mit dem Molgewicht der protonierten Form) 6-AHS-IS-EABMP: 25.0% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
Calciumbindevermögen: 1150 mg CaCCh/g (pH 9) AktivsubstanzCalcium binding capacity: 1150 mg CaCCh / g (pH 9) active substance
Calciumbindevermögen: 400 mg CaCCh/g (pH 11) Aktivsubstanz Calcium binding capacity: 400 mg CaCCh / g (pH 11) active substance
Synthese des Trinatriumsalzes der (3-carboxypropyl)asparaginsäure (GABA-IS, Na-Salz): Synthesis of the trisodium salt of (3-carboxypropyl) aspartic acid (GABA-IS, Na salt):
In einem Reaktionsgefäß mit einer Teflonauskleidung werden 50 ml VE-Wasser vorgelegt und die gesamte Menge von 65,3 g (0,666 mol) Maleinsäureanhydrid unter Rühren innerhalb von 30 min gelöst. Zu dieser Lösung werden im Anschluß unter Rühren 0,686 mol (70,8 g) y- (Aminobuttersäure (GABA) zugegeben. Zu dieser Mischung wird im Anschluss eine Menge von 1 ,21 mol 50 %-iger NaOH (96,8 g) innerhalb von 20 Minuten über einen Tropftrichter dosiert und daran im Anschluss noch 33,2 g (0,798 mol) NaOH in Schuppen (Gehalt 96,4%). Unter dauerhaftem Rühren wird diese Mischung auf 105-110°C erhitzt und 28 h bei dieser Temperatur gehalten. Zur besseren Handhabung wird die viskose und trübe Flüssigkeit auf einen Feststoffgehalt von ca. 45 % durch Zugabe von VE-Wasser eingestellt. Die daraus resultierende wässrige Lösung und enthält nach Auswertung über 1H-NMR-Spektroskopie 87,7 mol-% der Zielverbindung sowie 8,6 mol-% Äpfelsäure, 3,3 mol-% Fumarsäure und 0,4 mol-% Maleinsäure in Form der jeweils vollständig neutralisierten Natriumsalze ohne Berücksichtigung des Lösungsmittels. 50 ml of deionized water are placed in a reaction vessel with a Teflon lining and the total amount of 65.3 g (0.666 mol) of maleic anhydride is dissolved with stirring over the course of 30 minutes. 0.686 mol (70.8 g) of y- (aminobutyric acid (GABA) are then added to this solution with stirring. A quantity of 1.21 mol of 50% NaOH (96.8 g) is then added to this mixture of 20 minutes via a dropping funnel and then 33.2 g (0.798 mol) of NaOH in flakes (content 96.4%) Continuous stirring, this mixture is heated to 105-110 ° C and kept at this temperature for 28 h. For better handling, the viscous and cloudy liquid is adjusted to a solids content of approx. 45% by adding deionized water. The resulting aqueous solution contains 87.7 mol% of the target compound and 8.6 mol% of malic acid, 3.3 mol% of fumaric acid and 0.4 mol% of maleic acid in the form , according to evaluation by 1 H-NMR spectroscopy of the completely neutralized sodium salts without taking the solvent into account.
Synthese des Natriumsalzes der N-(2-(bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(3- carboxypropyDasparaginsäure (GABA-IS-EABMP): Synthesis of the sodium salt of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (3- carboxypropy-aspartic acid (GABA-IS-EABMP):
In einem 250 ml-Rundkolben mit Rührer, Innenthermometer, Tropftrichter und Rückflusskühler werden 27,0 g 2-Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure) (Reinheit 99%, 0,1 mol) und 81,1 g VE-Wasser vorgelegt und auf 20°C temperiert. Zu der Aufschlämmung werden nunmehr 0,0875 mol NaOH in Form einer 50 %-igen Lösung gegeben (7,0 g) und solange gerührt, bis eine klare Lösung erhalten wird. Man erhitzt diese Mischung auf 60°C und dosiert dann parallel innerhalb einer Stunde 70,4 g der oben beschriebenen wässrigen Lösung des Trinatriumsalzes der (3-Carboxypropyl)asparaginsäure und 8,0 g NaOH-Lösung (50 %) in den Reaktionskolben. Nach Abschluss der Dosierung wird die Reaktionsmischung eine weitere Stunde bei 60°C zur Vervollständigung der Reaktion gerührt. A 250 ml round bottom flask equipped with a stirrer, internal thermometer, dropping funnel and reflux condenser is charged with 27.0 g of 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid) (purity 99%, 0.1 mol) and 81.1 g of deionized water and heated to 20 ° C . 0.0875 mol of NaOH in the form of a 50% solution (7.0 g) are then added to the slurry and the mixture is stirred until a clear solution is obtained. This mixture is heated to 60 ° C. and then 70.4 g of the above-described aqueous solution of the trisodium salt of (3-carboxypropyl) aspartic acid and 8.0 g of NaOH solution (50%) are metered into the reaction flask in parallel over one hour. After the metering has ended, the reaction mixture is stirred for a further hour at 60 ° C. to complete the reaction.
Man erhält 193,4 g einer farblosen, klaren Lösung enthaltend als Hauptkomporente das Natriumsalz der N-(2-(Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)-N-(3-carboxypropyl)asparaginsäure. 193.4 g of a colorless, clear solution are obtained containing, as the main component, the sodium salt of N- (2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) -N- (3-carboxypropyl) aspartic acid.
Das Reaktionsgemisch weist eine Kupferbindekapazität von 32,4 mg Cu/g entsprechend 0,51 mmol Cu/g auf. Im Gegensatz dazu weist das Trinatriumsalz der (5- Carboxypentyl)asparaginsäure keine messbare Kupferbindekapazität auf. The reaction mixture has a copper binding capacity of 32.4 mg Cu / g, corresponding to 0.51 mmol Cu / g. In contrast to this, the trisodium salt of (5-carboxypentyl) aspartic acid has no measurable copper binding capacity.
Produkteigenschaften: pH (1 %-ige Lösung): 6,3 Trockensubstanz: 35,2 % Dichte: 1 ,222 g/cm3 Product properties: pH (1% solution): 6.3 Dry matter: 35.2% Density: 1,222 g / cm 3
Kupferbindekapazität: 32,4 mg Cu/g Produkt Copper binding capacity: 32.4 mg Cu / g product
GABA-IS-EABMP: 22,8 % (berechnet über komplexometrische Titration mit dem Molgewicht der protonierten Form) GABA-IS-EABMP: 22.8% (calculated using complexometric titration with the molecular weight of the protonated form)
Calciumbindevermögen: 1220 mg CaCOs/g (pH 9) AktivsubstanzCalcium binding capacity: 1220 mg CaCOs / g (pH 9) active substance
Calciumbindevermögen: 430 mg CaCOs/g (pH 11) Aktivsubstanz Charakterisierung der erfindungsgemäßen Verbindungen: Calcium binding capacity: 430 mg CaCOs / g (pH 11) active substance Characterization of the compounds according to the invention:
Bestimmung des Calciumbindevermögens Determination of the calcium binding capacity
Die Bestimmung des Calciumbindevermögens beruht auf der Titration einer Lösung einer zur Komplexbildung bzw. Härtestabilisierung befähigten Substanz mit einer Calciumsalz-Lösung in Gegenwart von Carbonationen bei einem definierten pH-Wert, der durch Zugabe von Natriumhydroxid während der Titration konstant gehalten wird. Die sichtbare Bildung von Calciumcarbonat wird dabei bis zur Erschöpfung des Bindevermögens unterbunden. Endpunkt der Titration ist folglich das erstmalige dauerhafte Auftreten einer Trübung der Titrationslösung. Substanzen, die ausschließlich eine komplexierende (chelatisierende) Wirkung aufweisen, zeigen für das stöchiometrische Verhältnis von n (Calcium) : n (Komplexbildner) eine Relation von 1:1. Substanzen, die darüber hinaus eine härtestabilisierende oder dispergierende Wirkungskombination besitzen, weisen für das oben genannte Verhältnis eine Relation von mindestens oder größer als 2:1 auf. The determination of the calcium binding capacity is based on the titration of a solution of a substance capable of complex formation or hardness stabilization with a calcium salt solution in the presence of carbonate ions at a defined pH value, which is kept constant during the titration by adding sodium hydroxide. The visible formation of calcium carbonate is prevented until the binding capacity is exhausted. The end point of the titration is therefore the first permanent appearance of turbidity in the titration solution. Substances that only have a complexing (chelating) effect show a ratio of 1: 1 for the stoichiometric ratio of n (calcium): n (complexing agent). Substances that also have a hardness-stabilizing or dispersing combination of effects have a ratio of at least or greater than 2: 1 for the above-mentioned ratio.
Tab. 1 sind die Messwerte des Calciumbindevermögens der erfindungsgemäßen Verbindungen mit auf jeweils 25 % Trockensubstanz eingestellten Lösungen bei 1 g Einwaage der Lösung für die Titration bei pH 11 zu entnehmen. Table 1 shows the measured values of the calcium binding capacity of the compounds according to the invention with solutions adjusted to 25% dry matter in each case with 1 g weight of the solution for the titration at pH 11.
Tab. 1: Calciumbindevermögen der erfindungsgemäßen Verbindungen im Vergleich zu Referenzverbindungen (IDS = Iminodisuccinsäure, HIDS = Hydroxyiminodisuccinsäure, MGDA = Methylglycindiessigsäure, DTPMP = Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure)).
Figure imgf000031_0001
Die Werte für die erfindungsgemäßen Substanzen zeigen deutlich die überstöchiometrische Verhinderung der CaCCh-Ausfällung im Vergleich zu ausschließlichen Komplexbildnern.
Tab. 1: Calcium binding capacity of the compounds according to the invention compared to reference compounds (IDS = iminodisuccinic acid, HIDS = hydroxyiminodisuccinic acid, MGDA = methylglycinediacetic acid, DTPMP = diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid)).
Figure imgf000031_0001
The values for the substances according to the invention clearly show the superstoichiometric prevention of CaCCh precipitation in comparison with exclusive complexing agents.
Bestimmung der Stabilisierung alkalischer Wasserstoffperoxid-Bleichflotten Zur Simulation der alkalischen Bleiche von beispielsweise Zellstoff oder Baumwolle mittels Wasserstoffperoxid wird in Gegenwart von Übergangsmetallen, die als Zersetzungskatalysator wirken, bei erhöhten Temperaturen die Abnahme des Wasserstoffperoxidgehaltes innerhalb eines bestimmten Zeitraumes ermittelt Je höher der Restgehalt an Wasserstoffperoxid nach Ablauf der Tests ist, umso stärker ist die komplexierende Wirkung. Determination of the stabilization of alkaline hydrogen peroxide bleaching liquors To simulate the alkaline bleaching of, for example, cellulose or cotton using hydrogen peroxide, the decrease in the hydrogen peroxide content is determined at elevated temperatures in the presence of transition metals, which act as a decomposition catalyst, within a certain period of time the test, the stronger the complexing effect.
Die Bestimmung der Stabilisierung alkalischer Wasserstoffperoxid-Bleichflotten erfolgt mit synthetischen Wasser mit 20 °dH und pH 10 bei einer Temperatur von 75 °C über 30 min mit einer Konzentration an Mangan von 10 ppm und einer Menge an Stabilisator von 0,5 g (jeweils als Lösung mit 25 % Trockensubstanz) (Tab. 2). The stabilization of alkaline hydrogen peroxide bleach liquors is determined using synthetic water with 20 ° dH and pH 10 at a temperature of 75 ° C for 30 minutes with a concentration of manganese of 10 ppm and an amount of stabilizer of 0.5 g (in each case as Solution with 25% dry matter) (Tab. 2).
Tab. 2: Ergebnisse der Stabilisierung alkalischer Wasserstoffperoxid-Bleichflotten durch die erfindungsgemäßen Verbindungen im Vergleich zu Referenzverbindungen nach 30 min.
Figure imgf000032_0001
Tab. 2: Results of the stabilization of alkaline hydrogen peroxide bleach liquors by the compounds according to the invention in comparison with reference compounds after 30 min.
Figure imgf000032_0001
Kaolindispergierung Kaolin dispersion
Zunächst wird 1 Liter einer 0,15 Gew-%-igen Lösung des zu prüfenden Produktes hergestellt. Die Herstellung erfolgt durch Vermischen der berechneten Menge des Produktes mit 500 g Wasser, Einstellen des pH-Wertes der resultierenden Lösung mit NaOH-Lösung (50 %-ig) auf einen pH- Wert von 11,5 und Auffüllen auf 1000 g mit Wasser. First, 1 liter of a 0.15% by weight solution of the product to be tested is prepared. It is produced by mixing the calculated amount of the product with 500 g of water, adjusting the pH of the resulting solution with NaOH solution (50%) to a pH of 11.5 and making up to 1000 g with water.
In einem Becherglas wird anschließend 1 g Kaolin bei Raumtemperatur in die Lösung unter Rühren bei Raumtemperatur eingestreut und bis zum Erreichen einer homogenen Lösung gerührt. Die erhaltene Suspension wird dann in einen Imhoff-Zylinder überführt. Mit zunehmender Zeit kommt es zum Absetzen (Sedimentieren) der Kaolinpartikel am Boden des konischen Zylinders. Das Volumen dieses Bodenkörpers wird zu den angegebenen Zeiten ermittelt (Tab. 3). Gleichzeitig wird das Aussehen jeder einzelnen Phase zu den Beobachtungszeiten notiert (klar, trüb). In a beaker, 1 g of kaolin is then sprinkled into the solution at room temperature while stirring at room temperature and stirred until a homogeneous solution is achieved. The suspension obtained is then transferred to an Imhoff cylinder. With increasing Time it comes to settling (sedimentation) of the kaolin particles at the bottom of the conical cylinder. The volume of this soil body is determined at the specified times (Tab. 3). At the same time, the appearance of each individual phase is noted at the observation times (clear, cloudy).
Tab. 3: Ergebnisse der Kaolindispergierung: Volumen des Sediments nach 5 bis 120 min (HMDTMP = Hexamethylendiamin-(tetramethylenphosphonsäure), DTPMP = Diethylentriamin- penta(methylenphosphonsäure), PBTC = Phosphonobutantricarbonsäure).
Figure imgf000033_0001
Tab. 3: Results of the kaolin dispersion: volume of the sediment after 5 to 120 min (HMDTMP = hexamethylene diamine (tetramethylene phosphonic acid), DTPMP = diethylene triamine penta (methylene phosphonic acid), PBTC = phosphonobutane tricarboxylic acid).
Figure imgf000033_0001
Die Berechnung der Dispergierfähigkeit (Tab. 4) erfolgt gemäß folgender Gleichung: The calculation of the dispersibility (Tab. 4) is carried out according to the following equation:
Volumen untere Phase [mZ] * 100 Volume lower phase [mZ] * 100
100 - Volumen untere Phase (Blindwert) [ml\ = Dispergierßhigkeitl%] 100 - Volume lower phase (blank) [ml \ = Dispergierßhi g keitl%]
Tab. 4: Ergebnisse der Kaolindispergierung: Dispergierfähigkeit in % nach 5 bis 120 min (HMDTP = Hexamethylendiamin-(tetramethylenphosphonsäure), DTPMP = Diethylentriamin- penta(methylenphosphonsäure), PBTC = Phosphonobutantricarbonsäure).
Figure imgf000033_0002
Figure imgf000034_0001
Tab. 4: Results of the kaolin dispersion: Dispersibility in% after 5 to 120 minutes (HMDTP = hexamethylene diamine (tetramethylene phosphonic acid), DTPMP = diethylene triamine penta (methylene phosphonic acid), PBTC = phosphonobutane tricarboxylic acid).
Figure imgf000033_0002
Figure imgf000034_0001
Die erfindungsgemäßen Substanzen zeigen im Vergleich mit herkömmlichen Dispergiermitteh auf Phosphonsäurebasis eine vergleichbare Dispergierfähigkeit. In comparison with conventional phosphonic acid-based dispersants, the substances according to the invention show a comparable dispersibility.
Dispergierversuche mit 2 %-iger Kaolinaufschlämmung Dispersion tests with 2% kaolin slurry
Für die Dispergierversuche werden zunächst 0,5 %-ige Lösungen, basierend auf dem Aktivgehalt als Säure berechnet, der als Dispergierhilfsmittel untersuchten Produkte in Wasser mit 20°dH hergestellt und die Lösungen je nach resultierendem pH-Wert entweder mit Natronlauge oder Essigsäure auf einen pH (original) von 7 eingestellt. For the dispersion tests, 0.5% solutions, based on the active content as acid, of the products investigated as dispersants are first prepared in water with 20 ° dH and the solutions are adjusted to pH either with caustic soda or acetic acid, depending on the resulting pH (original) discontinued from 7.
In einen 100 ml Messzylinder mit Schliff werden dann exakt 100 ml der oben beschriebenen Lösung gegeben und mit 2 g Kaolin, das zuvor mit einer Genauigkeit von 1 mg eingewogen wurde, versetzt. Nach Verschließen des Messzylinders und intensivem Schütteln für eine Minute wird der Standzylinder auf eine ebene Unterlage gestellt und das Verhalten der frisch hergestellten Dispersion über einen definierten Zeitraum verfolgt. Dabei zeigt sich in den meisten Fällen eine Separation in drei Phasen: Exactly 100 ml of the above-described solution are then placed in a 100 ml measuring cylinder with a ground joint, and 2 g of kaolin, which has previously been weighed with an accuracy of 1 mg, are added. After closing the measuring cylinder and shaking it vigorously for one minute, the standing cylinder is placed on a flat surface and the behavior of the freshly prepared dispersion is monitored over a defined period of time. In most cases, there is a separation in three phases:
Phase A= Sedimentphase am Boden des Messzylinders Phase B = stabile Dispersion als mittlere Phase Phase A = sediment phase at the bottom of the measuring cylinder Phase B = stable dispersion as the middle phase
Phase C = klare Phase (ohne sichtbare Partikel) am oberen Ende des Messzylinders Phase C = clear phase (without visible particles) at the upper end of the measuring cylinder
Tab. 5: Ergebnisse der Dispergierversuche mit 2 %-iger Kaolinaufschlämmung.
Figure imgf000034_0002
Figure imgf000035_0001
Tab. 5: Results of the dispersing tests with 2% kaolin slurry.
Figure imgf000034_0002
Figure imgf000035_0001
Aus dem Anteil der Phase B, dem Nichtvorhandensein einer klaren Phase C und der deutlich geringeren Formation eines Sedimentes A wird deutlich, dass die erfindungsgemäßen Produkte somit eine überlegene Fähigkeit zur stabilen Dispergierung auch größerer Mengen anorganischer Partikel wie zum Beispiel Kaolin im wässrigem Medium aufweisen und sogar typische Phosphonate in ihrer Wirksamkeit übertreffen. From the proportion of phase B, the absence of a clear phase C and the significantly lower formation of a sediment A, it is clear that the products according to the invention thus have a superior ability to stably disperse even larger amounts of inorganic particles such as kaolin in the aqueous medium and even outperform typical phosphonates in their effectiveness.
Statischer Flaschentest Static bottle test
Der statische Flaschentest (closed-bottle-test) dient der Veranschaulichung der Threshold- Aktivität zur Inhibierung der Ausfällung schwerlöslicher Erdalkalisalze. Dazu wird die Calciumsulfat-Inhibierung bei 75 °C bestimmt. The static bottle test (closed bottle test) serves to illustrate the threshold activity for inhibiting the precipitation of poorly soluble alkaline earth salts. For this purpose, the calcium sulfate inhibition is determined at 75 ° C.
Herstellung von Lösungen mit nachfolgenden Konzentrationen: Preparation of solutions with the following concentrations:
Lösung A (Kationenlösung) NaCI 17,64 g/l Solution A (cation solution) NaCl 17.64 g / l
CaCI2 *6 H20 120,55 g/l CaCl 2 * 6 H 2 0 120.55 g / l
MgCI2 * 6 H20 2,97 g/l MgCl 2 * 6 H 2 0 2.97 g / l
Lösung B (Anionenlösung) Na2SC>4 * 10 H20 73,66 g/l Solution B (anion solution) Na 2 SC> 4 * 10 H 2 0 73.66 g / l
Lösung C (Inhibitorlösung) auf pH 6 eingestellte 10 %-ige Lösung (berechnet auf Aktivsubstanz) Solution C (inhibitor solution) 10% solution adjusted to pH 6 (calculated on the active substance)
40 ml der auf 75 °C temperierten Lösung B werden in eine 100 ml Enghalsschraubflasche gegeben und mit der jeweiligen Menge an Lösung C (Inhibitorlösung) versetzt. Nach Homogenisierung beider Lösungen werden weitere 40 ml der auf 75 °C temperierten Lösung A (Kationenlösung) zugegeben, die Flaschen gut verschlossen, homogenisiert und für 4 Stunden bei 75°C im Trockenschrank gelagert. Im Anschluss wird das Aussehen der Flaschen vor und nach dem Aufschütteln eines gebildeten Feststoffes dokumentiert sowie die Trübung der aufgeschüttelten Lösung an einem HACH DR 3800 als FAU (Formazin Absorptions Einheit) ermittelt. Nach erneutem Absetzen werden 5 ml der überstehenden Lösung durch einen 0,45 pm Spritzenvorsatzfilter filtriert, um den Faktor 1:10000 verdünnt und anschließend mittels ICP-OES auf den Gehalt an gelöstem Calcium analysiert (Tab. 6). Werte ohne Ergänzungen beziehen sich auf nach Aufschütteln erhaltene Dispersion, welche über mindestens 30 Minuten stabil sind und nicht sedimentieren. Tab. 6: Ergebnisse der Trübungsmessung der erfindungsgemäßen Verbindungen im Vergleich zu Referenzverbindungen (MGDA = Methylglycindiessigsäure, HIDS = Hydroxy- iminodisuccinsäure, IDS = Iminodisuccinsäure, HMDTMP = Hexamethylendiamin- (tetramethylenphosphonsäure), DTPMP = Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure), PBTC = Phosphonobutantricarbonsäure, (a) Feststoff lässt sich aufschütteln, sinkt aber sehr schnell wieder auf den Boden (weniger als 1 Minute) (b) Feststoff lässt sich nicht aufschütteln, kristalliner Bodensatz).
Figure imgf000036_0001
40 ml of solution B, which is heated to 75 ° C., is placed in a 100 ml narrow-neck screw-top bottle and the respective amount of solution C (inhibitor solution) is added. After the two solutions have been homogenized, a further 40 ml of solution A (cation solution), which is heated to 75 ° C., are added, the bottles are tightly closed, homogenized and stored in a drying cabinet at 75 ° C. for 4 hours. The appearance of the bottles is then documented before and after a solid formed is shaken and the turbidity of the shaken solution is determined on a HACH DR 3800 as FAU (Formazin Absorption Unit). After settling again, 5 ml of the supernatant solution are filtered through a 0.45 μm syringe filter, diluted by a factor of 1: 10,000 and then analyzed for the content of dissolved calcium using ICP-OES (Tab. 6). Values without additions relate to the dispersion obtained after shaking, which is stable for at least 30 minutes and does not sediment. Tab. 6: Results of the turbidity measurement of the compounds according to the invention in comparison with reference compounds (MGDA = methylglycinediacetic acid, HIDS = hydroxy-iminodisuccinic acid, IDS = iminodisuccinic acid, HMDTMP = hexamethylenediamine (tetramethylene phosphonic acid), DTPMP = diethylenetriamine ) Solid can be shaken up, but sinks back to the bottom very quickly (less than 1 minute) (b) Solid cannot be shaken up, crystalline sediment).
Figure imgf000036_0001
Je höher die Zahlenwerte sind, umso stärker ist die Trübung durch fein verteilten Feststoff in der flüssigen Phase. Die Trübung wiederum korreliert mit der Menge an fein verteiltem Feststoff in der flüssigen Phase. Bei hohen Inhibitorkonzentrationen erlaubt die Trübungsmessung auch einen Aufschluss über die Calciumtoleranz des Inhibitors. Unter Calciumtoleranz wird in diesem Zusammenhang die Löslichkeit der resultierenden Calcium-Salze der als Inhibitor eingesetzten Verbindungen unter den Systembedingungen verstanden. Kommt es zu einer Kristallisation am Boden des Gefäßes, so zeigt dies ein unzureichendes Vermögen der Testsubstanz an, den Kristallisationsprozess zu beeinflussen. Die erfindungsgemäßen Substanzen verhindern die Kristallisation und zeigen eine verringerte Trübung als die Referenzverbindungen. Sie weisen somit eine gegenüber Referenzphosphonaten verbesserte Calciumtoleranz auf. The higher the numerical values, the greater the cloudiness due to finely divided solids in the liquid phase. The turbidity in turn correlates with the amount of finely divided solid in the liquid phase. At high inhibitor concentrations, the turbidity measurement also provides information about the calcium tolerance of the inhibitor. In this context, calcium tolerance is understood to mean the solubility of the resulting calcium salts of the compounds used as inhibitors under the system conditions. If crystallization occurs at the bottom of the vessel, this indicates an insufficient ability of the test substance to influence the crystallization process. The substances according to the invention prevent crystallization and show a reduced turbidity than the reference compounds. They therefore have an improved calcium tolerance compared to reference phosphonates.
Ermittlung der CaSCU-lnhibierung Determination of the CaSCU inhibition
Die Bewertung der Calciu sulfat-Inhibierung erfolgt durch die Bestimmung des gelösten Calciums in der klaren, überstehenden Lösung und Berechnung der Inhibierungswirkung nach der folgenden Formel: 100 = Inhibierung [%],
Figure imgf000037_0001
wobei c Ca(A) = Konzentration gelöstes Calcium ohne Inhibitor (Blindprobe) c Ca(B) = maximale Konzentration gelöstes Calcium c Ca(C) = Konzentration gelöstes Calcium in der Probe ist.
The calcium sulfate inhibition is assessed by determining the dissolved calcium in the clear, supernatant solution and calculating the inhibiting effect according to the following formula: 100 = inhibition [%],
Figure imgf000037_0001
where c Ca (A) = concentration of dissolved calcium without inhibitor (blank sample) c Ca (B) = maximum concentration of dissolved calcium c Ca (C) = concentration of dissolved calcium in the sample.
Tab. 7: Ergebnisse der Calciumsulfat-Inhibierung der erfindungsgemäßen Verbindungen im Vergleich zu Referenzverbindungen (MGDA = Methylglycindiessigsäure, HIDS = Hydroxyiminodisuccinsäure, IDS = Iminodisuccinsäure, HMDTP = Hexamethylendiamin- (tetramethylenphosphonsäure), DTPMP = Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure), PBTC = Phosphonobutantricarbonsäure).
Figure imgf000037_0002
Tab. 7: Results of the calcium sulfate inhibition of the compounds according to the invention in comparison to reference compounds (MGDA = methylglycinediacetic acid, HIDS = hydroxyiminodisuccinic acid, IDS = iminodisuccinic acid, HMDTP = hexamethylenediamine (tetramethylene phosphonic acid), DTPMP = diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid), PBMP = diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid).
Figure imgf000037_0002
Figure imgf000038_0001
Figure imgf000038_0001
Zur Modellierung des dynamischen Verhaltens bei der Verhinderung von Ablagerungen wird des Weiteren der sogenannte „Dynamic Tube Blocking Test“ durchgeführt. Das Messprinzip beruht auf der Injektion a) einer Kationen-, b) einer Anionenlösung und c) einer den Inhibitor enthaltenden Anionenlösung gleicher Zusammensetzung wie unter b) die kurz vor dem Eintritt in eine geheizte Kapillare homogen vermischt werden und somit zu einer Überschreitung der maximalen Löslichkeit mindestens eines lonenpaares führt. In der Kapillare kommt es dadurch zur Ausfällung des schwerlöslichen Salzpaares, das sich an den Wänden der Kapillare absetzt und hier den Querschnitt stetig verringert. Der durch diese Querschnittsverringerung einhergehende Druckanstieg in der Kapillare wird erfasst und bei Erreichen eines festgelegten Grenzdifferenzdruckes wird der Test automatisch beendet und die Kapillare nach einem festgelegten Reinigungsregime wieder für einen neuen Versuch vorbereitet. To model the dynamic behavior in the prevention of deposits, the so-called “Dynamic Tube Blocking Test” is also carried out. The measuring principle is based on the injection of a) a cation solution, b) an anion solution and c) an anion solution containing the inhibitor of the same composition as under b), which are mixed homogeneously shortly before entering a heated capillary and thus exceed the maximum solubility at least one ion pair leads. This leads to the precipitation of the poorly soluble salt pair in the capillary, which is deposited on the walls of the capillary and steadily reduces the cross-section here. The increase in pressure in the capillary resulting from this cross-sectional reduction is recorded and when a defined limit differential pressure is reached, the test is automatically terminated and the capillary is prepared again for a new test according to a defined cleaning regime.
Dieses Verfahren dient der Bestimmung der minimalen Inhibitorkonzentration (MIC), die notwendig ist, um in einem definierten Zeitintervall und bei einer definierten Salzfracht die Ablagerung von schwerlöslichen Salzen zu verhindern. This method is used to determine the minimum inhibitor concentration (MIC) that is necessary to prevent the deposition of sparingly soluble salts within a defined time interval and with a defined salt load.
Für die Durchführung der Tests wird eine Apparatur DSL 625 (DSL = Dynamic Scale Loop) der Firma „PSL Systemtechnik GmbH“ (Osterode am Harz) genutzt. Folgende Parameter wurden gewählt: A DSL 625 (DSL = Dynamic Scale Loop) apparatus from “PSL Systemtechnik GmbH” (Osterode am Harz) is used to carry out the tests. The following parameters were chosen:
Systemdruck: 3,2 bar System pressure: 3.2 bar
Temperatur: 80 °C Temperature: 80 ° C
Kapillarabmessungen: Länge: 2,0 m Capillary dimensions: length: 2.0 m
Innendurchmesser: 0,88 mm pH: 6,0 Inner diameter: 0.88 mm pH: 6.0
Schrittzeit: 10 Minuten Abbruch kriterium: Differenzdruck Dr = 0,2 bar Flussrate: 15 ml/min kombiniert (Summe von Kationen, Anionen und Anioneninhibiert- Lösung). Step time: 10 minutes Termination criterion: Differential pressure Dr = 0.2 bar Flow rate: 15 ml / min combined (sum of cations, anions and anion-inhibited solution).
Tab. 8: Die Zusammensetzung des nach Vermischen der Lösungen a), b) und c) resultierenden Salzsystems.
Figure imgf000039_0001
Tab. 8: The composition of the salt system resulting after mixing solutions a), b) and c).
Figure imgf000039_0001
Mit dem System entsprechend Tab. 8 wird das Verhalten der Substanzen Iminodisuccinsäure (IDS), Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure) (DTPMP) und 2,2'-((2- (Bis(phosphonomethyl)amino)ethyl)azandiyl)disuccinsäure (IDS-EABMP) verglichen und die minimale Inhibitorkonzentration (MIC) bestimmt (Fig. 4). Auf Basis von Fig. 4 ergeben sich damit folgende MIC-Werte: IDS: 50 ppm, DTPMP: 40 ppm und IDS-EABMP: 20 ppm. The behavior of the substances iminodisuccinic acid (IDS), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) (DTPMP) and 2,2 '- ((2- (bis (phosphonomethyl) amino) ethyl) azanediyl) disuccinic acid (IDS-EABMP ) compared and the minimum inhibitor concentration (MIC) determined (Fig. 4). On the basis of FIG. 4, the following MIC values thus result: IDS: 50 ppm, DTPMP: 40 ppm and IDS-EABMP: 20 ppm.
Die erfindungsgemäße Verbindung IDS-EABMP zeigt im Vergleich mit den Referenzsubstanzen eine deutliche Leistungssteigerung und ermöglicht es, die minimal notwendige Inhibitormenge um mindestens 50% zu reduzieren. The compound IDS-EABMP according to the invention shows a significant increase in performance compared with the reference substances and makes it possible to reduce the minimum amount of inhibitor required by at least 50%.
Ermittlung der leichten biologischen Abbaubarkeit nach standardisierten Testverfahren Die Bestimmung der leichten biologischen Abbaubarkeit erfolgt sowohl gemäß der Norm OECD TG 301 A als auch 301 F. Die über den Abbau des gelösten organischen Kohlenstoffes (DOC) (OECD 301 A) bzw. die Sauerstoffzehrung (OECD 301 F) ermittelten Abbaudaten erlauben folgende Beurteilungen (Tab. 9). Determination of the ready biodegradability according to standardized test procedures The determination of the ready biodegradability is carried out according to the standards OECD TG 301 A as well as 301 F. The information about the breakdown of dissolved organic carbon (DOC) (OECD 301 A) or the oxygen consumption (OECD 301 F) allow the following assessments (Tab. 9).
Tab. 9: Charakterisierung der erfindungsgemäßen Verbindungen hinsichtlich ihrer leichten biologischen Abbaubarkeit (a... ohne Berücksichtigung der Nitrifikation, b... mit Berücksichtigung der Nitrifikation, IDS = Iminodisuccinsäure, GIS = N-(1 ,2-dicarboxyethyl)-L-Glutaminsäure).
Figure imgf000040_0001
Tab. 9: Characterization of the compounds according to the invention with regard to their ready biodegradability (a ... without taking nitrification into account, b ... taking into account nitrification, IDS = iminodisuccinic acid, GIS = N- (1,2-dicarboxyethyl) -L- Glutamic acid).
Figure imgf000040_0001
Herstellung eines konzentrierten Flüssigwaschmittels, geeignet für EinzelverpackungenProduction of a concentrated liquid detergent, suitable for individual packaging
(sogenannte „Liguid caps“ oder „pods“) in wasserlöslicher Folie mit den erfindungsgemäßen Verbindungen (so-called “liguid caps” or “pods”) in water-soluble film with the compounds according to the invention
Beispiel 1:
Figure imgf000040_0002
Example 1:
Figure imgf000040_0002
Beispiel 2:
Figure imgf000040_0003
Die angegebenen Einzelkomponenten werden nacheinander unter Rühren bei Raumtemperatur gemischt. Man erhält jeweils eine klare, über mehrere Monate stabile Formulierung.
Example 2:
Figure imgf000040_0003
The specified individual components are mixed one after the other with stirring at room temperature. A clear formulation which is stable for several months is obtained in each case.
Herstellung eines schwach schäumenden, stark alkalischen Reinigers
Figure imgf000041_0001
Production of a weakly foaming, strongly alkaline cleaner
Figure imgf000041_0001
Die angegebenen Einzelkomponenten werden nacheinander unter Rühren bei Raumtemperatur gemischt. Man erhält jeweils eine klare, über mehrere Monate stabile Formulierung. The specified individual components are mixed one after the other with stirring at room temperature. A clear formulation which is stable for several months is obtained in each case.
Herstellung eines schäumenden, stark alkalischen Reinigers mit korrosionsschützendenProduction of a foaming, strongly alkaline cleaner with anti-corrosion
Eigenschaften
Figure imgf000041_0002
characteristics
Figure imgf000041_0002
Die angegebenen Einzelkomponenten werden nacheinander unter Rühren bei Raumtemperatur gemischt. Man erhält jeweils eine klare, über mehrere Monate stabile Formulierung. Herstellung eines Mikronährstoffkonzentrats (Cu) in chelatisierter Form The specified individual components are mixed one after the other with stirring at room temperature. A clear formulation which is stable for several months is obtained in each case. Production of a micronutrient concentrate (Cu) in chelated form
Für ein wässriges Mikronährstoffkonzentrat enthaltend 0,5% gelöstes Kupfer in Chelatform werden 100 ml Wasser mit 25,4 g 25%iger IDS-EABMP, Natriumsalz versetzt. Danach werden 3,3 g Kupfer(ll)sulfat pentahydrat in die gerührte Lösung eingestreut und anschließend mit 6,3 g 45%iger Kalilauge auf einen pH-Wert von 7,7 eingestellt. Die resultierende Lösung ist kräftig blau und wird mit weiteren 35 g Wasser auf die Endkonzentration eingestellt. Diese Nährstofflösung kann mit konventionellen NPK-Nähstofflösungen kombiniert werden. For an aqueous micronutrient concentrate containing 0.5% dissolved copper in chelate form, 100 ml of water are mixed with 25.4 g of 25% IDS-EABMP, sodium salt. Then 3.3 g of copper (II) sulfate pentahydrate are sprinkled into the stirred solution and then adjusted to a pH of 7.7 with 6.3 g of 45% strength potassium hydroxide solution. The resulting solution is bright blue and is adjusted to the final concentration with a further 35 g of water. This nutrient solution can be combined with conventional NPK nutrient solutions.
Herstellung eines Mikronährstoffkonzentrats (Mn) in chelatisierter Form Production of a micronutrient concentrate (Mn) in chelated form
Für ein wässriges Mikronährstoffkonzentrat enthaltend 0,5% gelöstes Mangan in Chelatform werden 50 ml Wasser mit 12,8 g 25%iger IDS-EABMP, Natriumsalz versetzt. Danach werden 1,1 g Mangan(ll)sulfat monohydrat in die gerührte Lösung eingestreut, anschließend mit 2,8 g 45%iger Kalilauge auf einen pH-Wert von 7,7 eingestellt und durch weitere Zugabe von 4,8 g Wasser auf die gewünschte Metallkonzentration eingestellt. Die erhaltene Lösung ist klar und farblos und kann mit konventionellen NPK-Nähstofflösungen kombiniert werden. For an aqueous micronutrient concentrate containing 0.5% dissolved manganese in chelate form, 50 ml of water are mixed with 12.8 g of 25% IDS-EABMP, sodium salt. Thereafter, 1.1 g of manganese (II) sulfate monohydrate are sprinkled into the stirred solution, then adjusted to a pH of 7.7 with 2.8 g of 45% strength potassium hydroxide solution and by further addition of 4.8 g of water to the desired metal concentration set. The solution obtained is clear and colorless and can be combined with conventional NPK nutrient solutions.
Herstellung einer Multielement-Mikronährstofflösung Preparation of a multi-element micronutrient solution
Für die Herstellung einer Lösung mehrerer Nährstoffkomponenten und Spurenelementen werden 185 g einer 20%igen Lösung der IDS-EABMP in Form ihres Kaliumsalzes, 16,6 g Calciumchlorid hexahydrat, 22,0 g Kaliumsulfat, 4,0 g Magnesiumchlorid hexahydrat, 29,0 g Ammoniumnitrat, 33 mg Mangan(ll)sulfat monohydrat, 12 mg Zinksulfat heptahydrat, 50 mg Eisen(ll)sulfat heptahydrat, 2 mg Kupfer(ll)sulfat pentahydrat, 25mg Natriummolybdat dihydrat und 140 mg Borsäure nacheinander in 500 ml vollentsalztes Wasser bei Raumtemperatur eingerührt und im Anschluss der pH-Wert der Lösung mit 22,7 g 45 %iger Kalilauge auf pH 7,7 eingestellt. Die erhaltene Lösung ist schwach grün gefärbt, klar und ohne Rückstände. To prepare a solution of several nutrient components and trace elements, 185 g of a 20% solution of IDS-EABMP in the form of its potassium salt, 16.6 g calcium chloride hexahydrate, 22.0 g potassium sulfate, 4.0 g magnesium chloride hexahydrate, 29.0 g Ammonium nitrate, 33 mg manganese (II) sulfate monohydrate, 12 mg zinc sulfate heptahydrate, 50 mg iron (II) sulfate heptahydrate, 2 mg copper (II) sulfate pentahydrate, 25 mg sodium molybdate dihydrate and 140 mg boric acid one after the other in 500 ml deionized water at room temperature and then the pH of the solution was adjusted to 7.7 with 22.7 g of 45% strength potassium hydroxide solution. The solution obtained is pale green in color, clear and without residues.
Zitierte Nicht-Patentliteratur Non-patent literature cited
Moedritzer K, Irani RR (1966) The Direct Synthesis ofa-Aminomethylphosphonic Acids. Mannich- Type Reactions with Orthophosphorous Acid. J. Org. Chem, 31, 1603-1607. Moedritzer K, Irani RR (1966) The Direct Synthesis of a-Aminomethylphosphonic Acids. Mannich-Type Reactions with Orthophosphorous Acid. J. Org. Chem, 31, 1603-1607.
OECD Guideline for Testing of Chemicals 301, Adopted by the Council on 17th July 1992, Ready Biodegradability. OECD Guideline for Testing of Chemicals 301, Adopted by the Council on 17th July 1992, Ready Biodegradability.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verbindung gemäß Formel (I)
Figure imgf000043_0001
wobei
1. Compound according to formula (I)
Figure imgf000043_0001
in which
R1 ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend -H, unsubstituierte und substituierte, unverzweigte und verzweigte C1- bis C25-Alkyl- und Alkenylreste, R 1 is selected from the group comprising -H, unsubstituted and substituted, unbranched and branched C1- to C25-alkyl and alkenyl radicals,
R2 ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Carboxyl- und Carboxyalkylreste, R 2 is selected from the group comprising carboxyl and carboxyalkyl radicals,
R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend -H, -CH3 und -OH, und n = 2 oder 3 ist, sowie deren Salze. R 3 and R 4 are each independently selected from the group comprising —H, —CH 3 and —OH, and n = 2 or 3, and salts thereof.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R1 ausgewählt ist aus substituierten Alkylresten, wobei substituierte Alkylreste Alkylreste mit mindestens einer Arylgruppe, Heteroarylgruppe, Amidgruppe, Carboxylgruppe, Guanidinogruppe und/oder Hydroxylgruppe sind. 2. A compound according to claim 1, characterized in that R 1 is selected from substituted alkyl groups, substituted alkyl groups being alkyl groups with at least one aryl group, heteroaryl group, amide group, carboxyl group, guanidino group and / or hydroxyl group.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass R1 ein Aminosäurerest ist. 3. Compound according to claim 1 or 2, characterized in that R 1 is an amino acid residue.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass R2 -(CH2)mCOOH ist, wobei m = 0 bis 11 ist. 4. A compound according to any one of claims 1 to 3, characterized in that R 2 is - (CH 2 ) mCOOH, where m = 0 to 11.
5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass R3 und R4 -H und -H, -H und -CH3 oder -H und -OH sind. 5. A compound according to any one of claims 1 to 4, characterized in that R 3 and R 4 are -H and -H, -H and -CH3 or -H and -OH.
6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass n = 2 ist. 6. A compound according to any one of claims 1 to 5, characterized in that n = 2.
7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung gemäß Formel (I) ein Alkali- oder Ammoniumsalz ist, bevorzugt ein Natrium- oder Kaliumsalz. 7. A compound according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the compound according to formula (I) is an alkali or ammonium salt, preferably a sodium or potassium salt.
8. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfassend a) Bereitstellen eines 1,4-Dicarbonsäurederivats und Zugabe von Alkalihydroxid, b) Reaktion des 1,4-Dicarbonsäurederivats mit Ammoniak oder einem primären Amin zu einem Asparaginsäurederivat, c) Reaktion des Asparaginsäurederivats mit einer Chloralkylaminobis- (alkylphosphonsäure). 8. A process for the preparation of a compound according to any one of claims 1 to 7 comprising a) providing a 1,4-dicarboxylic acid derivative and adding alkali metal hydroxide, b) reaction of the 1,4-dicarboxylic acid derivative with ammonia or a primary amine to form an aspartic acid derivative, c) Reaction of the aspartic acid derivative with a chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das 1,4-Dicarbonsäurederivat Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Citraconsäure oder eine 1,2-cis-Epoxysuccinsäure ist. 9. The method according to claim 8, characterized in that the 1,4-dicarboxylic acid derivative is maleic acid, maleic anhydride, citraconic acid or a 1,2-cis-epoxysuccinic acid.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das primäre Amin eine Aminosäure, bevorzugt eine a-Aminosäure, ist. 10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the primary amine is an amino acid, preferably an α-amino acid.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkalihydroxid Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid ist 11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the alkali hydroxide is sodium hydroxide and / or potassium hydroxide
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Chloralkylaminobis(alkylphosphonsäure) 2-Chlorethylaminobis(methylenphosphonsäure) oder 2-Chlorpropylaminobis-(methylen-phosphonsäure) ist. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the chloroalkylaminobis (alkylphosphonic acid) is 2-chloroethylaminobis (methylenephosphonic acid) or 2-chloropropylaminobis (methylenephosphonic acid).
13. Verwendung mindestens einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als funktionales Additiv, bevorzugt Dispergiermittel, Komplexbildner, Korrosionsinhibitor und/oder Härtestabilisator. 13. Use of at least one compound according to one of claims 1 to 7 as a functional additive, preferably a dispersant, complexing agent, corrosion inhibitor and / or hardness stabilizer.
14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwendung als funktionales Additiv in Kühlwassersystemen, thermischen Entsalzungsanlagen, Umkehrosmoseanlagen, bei der Öl- oder Gasförderung, in Wasch- und Reinigungsprozessen, bei der Textil-, Zellstoff- oder Papierherstellung und -behandlung, in galvanischen Prozessen und/oder in agrochemischen Anwendungen erfolgt. 14. Use according to claim 13, characterized in that the use as a functional additive in cooling water systems, thermal desalination systems, reverse osmosis systems, in oil or gas production, in washing and cleaning processes, in textile, pulp or paper production and treatment, takes place in galvanic processes and / or in agrochemical applications.
15. Verwendung mindestens einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis7 zur Herstellung von Wasch- oder Reinigungsmitteln, zur Herstellung von Formulierungen, bevorzugt für die Textil-, Zellstoff- und Papierherstellung und -behandlung, für die Keramikindustrie, für die Erdöl- und Erdgasindustrie, für die Wasserbehandlung, für die galvanische Industrie oder die industrielle Landwirtschaft. 15. Use of at least one compound according to one of claims 1 to 7 for the production of detergents or cleaning agents, for the production of formulations, preferably for Textile, pulp and paper manufacture and treatment, for the ceramics industry, for the oil and gas industry, for water treatment, for the galvanic industry or industrial agriculture.
PCT/EP2020/074580 2019-09-17 2020-09-03 Phosphonic acid derivatives and process for their preparation WO2021052768A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019124958.9A DE102019124958B4 (en) 2019-09-17 2019-09-17 Phosphonic acid derivatives and processes for their production
DE102019124958.9 2019-09-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021052768A1 true WO2021052768A1 (en) 2021-03-25

Family

ID=72381077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/074580 WO2021052768A1 (en) 2019-09-17 2020-09-03 Phosphonic acid derivatives and process for their preparation

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019124958B4 (en)
WO (1) WO2021052768A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796821C1 (en) * 2022-10-14 2023-05-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Use of biodegradable chelating agent for micronutrient fertilization

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3077487A (en) 1959-06-17 1963-02-12 Victor Chemical Works Lower alkylene and lower alkylenephenylene-lower alkylene polyamine bis n, n'-lower alkylene di and tri carboxylic acids, esters, salts, and chelates
DE2233273A1 (en) 1971-07-07 1973-01-11 Monsanto Co CONDENSED POLYALKYLENE POLYAMINE DERIVATIVES, PROCESS FOR THEIR PRODUCTION AND USE
DE2214144A1 (en) 1972-03-23 1973-10-04 Benckiser Gmbh Joh A AETHYLENEDIAMINE MONO BETA PROPIONIC EURETRI (METHYLENE PHOSPHONIC ACID)
DE4024552A1 (en) 1990-08-02 1992-02-06 Henkel Kgaa DERIVATIVE AMINO STINIC ACID AS A COMPLEXING AGENT
WO1996034126A1 (en) 1995-04-24 1996-10-31 Nitto Chemical Industry Co., Ltd. Electroless plating bath using chelating agent
EP0772084A2 (en) 1995-08-30 1997-05-07 Eastman Kodak Company Bleaching or bleach-fixing solution comprising a metal complex of a polyamino monosuccinic acid
EP0781762A1 (en) 1993-06-16 1997-07-02 Basf Aktiengesellschaft Process for preparing glycine-N,N-diacetic acid derivatives
WO1998045251A1 (en) 1997-04-04 1998-10-15 Bayer Aktiengesellschaft Preparation and use of iminodisuccinic acid salts
EP1932850A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-18 Thermphos Trading GmbH Phosphonate compounds
WO2009024518A1 (en) 2007-08-17 2009-02-26 Akzo Nobel N.V. Alkali metal salt of glutamic acid n,n-diacetic acid, a process to prepare such salt, and the use thereof
WO2010057976A1 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 Thermphos Trading Gmbh Liquid surface treatment composition with phosphonic acid derivatives neutralized with a binary amine system
WO2016179692A1 (en) 2015-05-11 2016-11-17 Ces Technology S.À.R.L. Process of preparing iminodisuccinic acid and composition thereof
EP3127896A1 (en) 2014-04-03 2017-02-08 Hebei Think-Do Environment Co.,Ltd. Method for preparing iminodisuccinate chelating agent

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09157232A (en) 1995-12-13 1997-06-17 Fuji Photo Film Co Ltd Production of aminopolycarboxylic acid
CN108239279B (en) 2016-12-27 2020-03-27 江苏苏博特新材料股份有限公司 Preparation method and application of micromolecule water reducing agent with retarding and slump retaining performances

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3077487A (en) 1959-06-17 1963-02-12 Victor Chemical Works Lower alkylene and lower alkylenephenylene-lower alkylene polyamine bis n, n'-lower alkylene di and tri carboxylic acids, esters, salts, and chelates
DE2233273A1 (en) 1971-07-07 1973-01-11 Monsanto Co CONDENSED POLYALKYLENE POLYAMINE DERIVATIVES, PROCESS FOR THEIR PRODUCTION AND USE
DE2214144A1 (en) 1972-03-23 1973-10-04 Benckiser Gmbh Joh A AETHYLENEDIAMINE MONO BETA PROPIONIC EURETRI (METHYLENE PHOSPHONIC ACID)
DE4024552A1 (en) 1990-08-02 1992-02-06 Henkel Kgaa DERIVATIVE AMINO STINIC ACID AS A COMPLEXING AGENT
EP0781762A1 (en) 1993-06-16 1997-07-02 Basf Aktiengesellschaft Process for preparing glycine-N,N-diacetic acid derivatives
WO1996034126A1 (en) 1995-04-24 1996-10-31 Nitto Chemical Industry Co., Ltd. Electroless plating bath using chelating agent
EP0772084A2 (en) 1995-08-30 1997-05-07 Eastman Kodak Company Bleaching or bleach-fixing solution comprising a metal complex of a polyamino monosuccinic acid
WO1998045251A1 (en) 1997-04-04 1998-10-15 Bayer Aktiengesellschaft Preparation and use of iminodisuccinic acid salts
EP1932850A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-18 Thermphos Trading GmbH Phosphonate compounds
EP2125844B1 (en) 2006-12-11 2014-08-06 Italmatch Chemicals S.P.A. Phosphonate compounds
EP2716646B1 (en) 2006-12-11 2015-06-10 Italmatch Chemicals S.P.A. Phosphonate compounds
WO2009024518A1 (en) 2007-08-17 2009-02-26 Akzo Nobel N.V. Alkali metal salt of glutamic acid n,n-diacetic acid, a process to prepare such salt, and the use thereof
WO2010057976A1 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 Thermphos Trading Gmbh Liquid surface treatment composition with phosphonic acid derivatives neutralized with a binary amine system
EP3127896A1 (en) 2014-04-03 2017-02-08 Hebei Think-Do Environment Co.,Ltd. Method for preparing iminodisuccinate chelating agent
WO2016179692A1 (en) 2015-05-11 2016-11-17 Ces Technology S.À.R.L. Process of preparing iminodisuccinic acid and composition thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOEDRITZER KIRANI RR: "The DirectSynthesis ofa-Aminomethylphosphonic Acids. Mannich-Type Reactions with Orthophosphorous Acid", J. ORG. CHEM, vol. 31, 1966, pages 1603 - 1607
OECD GUIDELINE FOR TESTING OF CHEMICALS 301, 17 July 1992 (1992-07-17)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796821C1 (en) * 2022-10-14 2023-05-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Use of biodegradable chelating agent for micronutrient fertilization

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019124958A1 (en) 2021-03-18
DE102019124958B4 (en) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1517504A1 (en) Prevention and removal of deposits in water systems
RU2537946C2 (en) Phosphonate compounds
EP0703971A1 (en) Use of glycine-n,n-diacetic acid derivatives as biodegradable complexing agents for alkaline earth and heavy metal ions, and method of preparing them
DE4211713A1 (en) New amino di:carboxylic-N,N-di:acetic acid deriv., useful as complexing agents - is prepd. from amino di:carboxylic acids, formaldehyde and hydrocyanic acid, or alkali metal cyanide, with amino di:carboxylic acid-N,N-di:acetonitrile as intermediate
EP0396999B1 (en) 2-Methyl- and 2-hydroxymethyl-serin-N,N-diacetic acids and their derivatives
CN104854079A (en) Crystalline particles of salts of glutamic acid n,n-diacetic acid
CA2712617A1 (en) Method of water treatment
EP2318321B1 (en) Preparation of environmentally acceptable scale inhibitors
DE2611813A1 (en) IMINOALKYLIMINOPHOSPHONATE, METHOD FOR THEIR PRODUCTION AND USE
EP0700950B1 (en) Sulfonic mortises containing polyaspartic acid derivates, their use and their preparation
US20110133116A1 (en) Method of water treatment
WO2021052768A1 (en) Phosphonic acid derivatives and process for their preparation
US2848469A (en) Polyhydroxyethyl polycarboxymethyl polyamines and chelates
CN104854078A (en) Crystalline particles of glutamic acid n,n-diacetic acid
CN105377809A (en) New salts, crystals, complexes, and derivatives of threonine diacetic acid, a process to prepare threonine diacetic acid, and the use thereof
JP2004035549A (en) Method for producing iminodisuccinic acid ammonium metal salt, and iminodisuccinic acid ammonium metal salt
US2831885A (en) Hydroxyethyl polycarboxymethyl polyamines
DE2233273A1 (en) CONDENSED POLYALKYLENE POLYAMINE DERIVATIVES, PROCESS FOR THEIR PRODUCTION AND USE
DE3925727A1 (en) USE OF 2-HYDROXY-3-AMINOPROPIONSAFE DERIVATIVES AS COMPLEX BUILDERS, BLEACHING STABILIZERS AND TABLETS IN WASHING AND CLEANING AGENTS
EP0950029A1 (en) Method for the prevention of scale formation by using an ether-1,1-diphosphonate
DE102007023093A1 (en) Method for producing precipitated calcium carbonate with controllable aragonite content, involves utilizing substance, which has amino group at alpha, beta or gamma-positions of carboxyl group
JPH0352431B2 (en)
JP2000117292A (en) Calcium oxalate scale inhibitor for use in paper pulp production process
DE60121068T2 (en) Aminocarboxylates, their preparation and use
DE19857251A1 (en) 1-hydroxy-3-sulfonoalkane-1,1-diphosphonic acids

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20767769

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20767769

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1