Dl-1,2-диаминопропионовая-n',n ,n',n -тетрауксусная кислота в качестве комплексона
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Сееетскик
Социалистических
Республик и >822503 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.08.79 (21) 2809686/23-04 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М Кл з
С 07 С !01/26
Государственный комитет (53) УДК 547.466.07 (088. 8) 10 делам иэебретений и открытий
Опубликовано 23.02.82. Бюллстеш, № 7
Дата опубликования описания 23.02.82. (72) А.вторы изобретения!
О. М. Козлов н В. А. Бабич,".,. .. ". ., :,:," ЦЯ
Калининский ордена Трудового Красного Зномени,,....„,„, политехнический институт и Калининскиц -",- „. сельскохозяйственный институт, ",-::, . „ ",,:...;;411 : (71) Заявители
Ю .Ъ. Р Ю% ° Ф В У ЩЗи" э (54) d, l-1,2-ДИАМИ НО!1РОП ИОНОВАЯЛ, IV, V, Ж -ТЕТРАУКСУСНАЯ КИСЛОТА
В КАЧЕСТВЕ КОМПЛЕКСОНА
Изобретение относится к новому комплексону на основе d,l-1,2-диаминопропионовой кислоты, который может использоваться в качестве комплексона в аналитической химии. !
d,l-1,2-диаминопропионовая-Л, iV, Л", Л тетрауксусная кислота (ЛАПТА) имеет структурную формулу союн нООс — Hzc I сн — cooH
7, и-сн — сн-н нООс-н,с оН,-сосн
Описываемый комилексои является 5-основной кислотой и образует устойчивые комплексы с ионами металлов.
Известно использование в качестве комплсксонов 1-окси-2,3-диаминопропантетрауксусной кислоты (1), 2-окси-1,3-диаминопроиантетрауксусной кислоты (2).
В настоящее время в химии широко иримснястся этилендиамин-Л, Х, Л", Л"-татрауксусная кислота (ЭДТА). ЭДТА широко используют в комплексонометрическом анализе многих металлов, в химической технологии, для разделения и анализа смесей редкоземельных элементов, а также в фотомстрии 13).
Одним из недостатков ЗДТА при использовании в фотометрин являются недостаточно большие коэффициенты молярной
2 экстиикции (е) ее комплексов с переходными металлами.
Так, например, е для меди (II) достигает всего 52,5, что уменьшает точность фотометрического анализа с использованием
ЗДТА. При ионообменном разделении рсдкоземельных элементов ЭДТА не проявляет достаточной избирательности к ряду редкоземельных элементов, хотя ири этом и обI0 разует устойчивые комплексы.
Целью изобретения является расширение ассортимента соединений, используемых в качестве комплексонов.
Синтез dIl-1,2-диаминопропионовой-Л, Х, 1- .Г, М -тетрауксусной кислоты осуществляют конденсацией бромгидрата d, l-1,2-диаминопропионовой кислоты с хлоруксусной кислотой в щслочной среде в водном растворе при повышенной температуре. После оконд0 чания реакции раствор упарнвают на водяной бане, охлаждают до комнатной температуры, подкисляют концентрированной бромистоводородной кислотой до рН 2 — 3 и выливают в тройной объем метанола. Вы25 павший осадок трилитиевой соли отделяют, сушат и затем очищают псрсосаждсиисм в водно-метанольную смесь.
Подкислснием до более низких значений рН можно получить комплексон в виде свозй бодной кислоты, однако выход прн этом
822503
Таблица
Стрпца(ельныс десятичные логарифмы констант кислотной диссоцпации
Комилсксо((рК; р 1(2
6,1 6
ЭДТА (4)
«)1АПТА
2,00
10,26
2,67
2,75 -0,05
3,40+ 0,02
2,20+-0,1
6,32:ь 0,01
9,52 ь 0,01
Таблица 2
ЭДТА (5) ;(АПТА
НТА (5) Л(сталл
52,5
68,8
CU (II)
84,1
3 значительно снижается. При использовании жс комплсксонов в практике, как правило, безразлично, в какой исход(IUH форме используется комплсксон, так как требуемая конечная форма получается созданием в рабочем растворс необходимых значений рН.
Получение d,l-1,2-дпаминопропионовой
-Л, Л, Л, Л"-тстрауксусной кислоты мо)кст быть проиллюстрировано слсдующим примером.
Пример. В 200 мл воды растворяют 9,3 г (0,05 моль) бромгидрата d, l-1,2-диаминопропионовой кислоты и 22,7 г (0,24 моль) хлоруксусной кислоты. Для лучшего растворения компонентов в раствор прибавляют
) (ОН Н20 до щелочной рсакции. После полного растворения компонентов прибавляют L(OH ° Н.О до рН 8 — 9. Полученный раствор нагревают на кипящей водяной бане в течение 4 — 5 часов, поддсрживая рН 8 — 9 добавлением LiOH ° Н20. По окончании реакции раствор упаривают на водяной бане, охлаждают до комнатной тсмпсратуры, подкисляют концентрированной
НВг до рН 2 — 3 и выливают в тройной объем метанола. Выпавший белый кристаллический осадок трилитиевой соли d, l-1,2-диаминопропионовой-Л(, Л(, N, Л(-тетрауксусной кислоты отсасывают на фильтре, промыва(от ацетоном и сушат в вакуумном
ДАПТА является представителем гомологического ряда комплексонов на основе
d. 1-1,2-диаминопропионовой кислоты и представляетт собой, в отличие от ЭДТА, 5-()сновную кислоту.
Как видно из табл. 1, введение дополнительной карбоксильной группы к атому углерода в этилсновой цепи привсло к резкому изменению констант кислотной диссоциации комплексона.
ДАПТА образует более интенсивно окрашенные комплсксы с медью (II) по сравнению с некоторыми известными комплсксонами.
Преимущество описываемого комплсксона для фотометрического опредслснпя меди (II) может быть проиллюстрировано следующими данными:
4 шкафу при 70 С. Продукт очищают персосажденисм в водно-мстанольную смссь.
Получают 10,4 г чистой трилитиевой соли
d, l-1,2-диаминопропионовой-N, Л, Ж, Л(-тстpai ксусной кислоты. Выход 58%.
5,0 г трилитиевой соли d, l-1,2-диаминопропионовой-N, Л(, Л(, Л(-тетрауксусной кислоты растворяют в 30 мл воды, подкисляют концснтрированной HBr до рН 1,5 — 2,0 и после охлаждения до 5 — 10 С выливают в тройной объем мстанола. Выпадает 1,2 г
d, l-1,2-диаминопропионовой-Л, Л, V, Л(-тетрауксусной кислоты в виде белого мелкокристаллического осадка, который отфильтровывают, промывают 2 раза метанолом, затем ацетоном и сушат при 70 C.
Выход 25 (о, Найдено, %: С 39,35; Н 4,73; IN 8,51. (-I i HI(; aOIo.
Вычислено, %: С 39,27; Н 4,80; Л 8,34.
Константы кислотной диссоциации d, l-1,2-дпаминопропионовой-Л, Л, А", N -тстрауксусной кислоты были опрсдслсны методом потенциомстричсского титрования раст25 вора комплексона в бидистиллированной воде (г< = 0,1, КХОа) 0,1 и. ХаОН, свободным от СО2 прп тсмпсратурс 25 С.
Константы кислотной диссоциации d,(-1,2-дпаминопропионовой-Л(, Л, Л(, N -тстра30 уксусной кислоты (ДАПТА) и ЭДТА представлены в табл. 1.
I(O3(()())ици iITI>I молирпой 3I ЭДТА и НТА позволяет повысить точность 60 фотометричсского анализа, а также работать с меньшими концентрациями меди. При ионообмснном разделснии смесей редкоземельных элементов важно иметь комплексоны, имеющие возможно более вы65 сокие факторы разделения а по отношению 822503 ДАПТА ЭДТА (4) Металл в качестве комплексона. 15,13 15,80 16,20 16,40 14,30 14,74 15,29 15,49 Лантаи Цсрий Празеодпм Нсодпм Таблица 4 Величина а Пара редкоземельных элементов ЭДТА ДАПТА 2,51 3,55 Цсрий-празеодим Церий-исодим 3,98 5,63 Составитель Л. Иоффе Техред А. Камышникова Корректор А. Степанова Редактор С. Титова Подписное Изд, No 122 Тираж 448 ВИИИПИ Государственного комитета СССР IIo делам изобрстепий и открытий 113035, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5 Заказ 2031 Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома 5 к редкоземельным элементам. Факторы разделения определяют, исходя из данных по константам устойчивости комплексов рсдкозсмельных элементов с комплексоном. Ниже приводятся данные II0 устойчивости комплексов ДАПТА и ЭДТА с некоторыми рсдкозсмсльными элементами. Таблица 3 Константы устойчивости комплексов редкоземельных металлов с ДАПТА и ЭДТА Значение фактора разделения а для некоторых пар редкоземельных элементов Исходя из табл. 3 можно рассчитать значение фактора разделения а для некоторых пар редкоземельных элементов. Из табл. 4 можно видеть, что ДАПТА превосходит ЭДТА по фактору и для указанных пар редкоземельных элементов, что приводит к лучшему разделению близких по свойствам редкоземельных элементов. Формула изобретения d, l-1,2-диаминопропионовая-N, N, N, N 1р -тетрауксусная кислота формулы сооп tI00I .- HzC .. 1,. СНа — СООН н-сн -сн-н z ноас-н с Енз — СООН Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 229533, С 07 С 101/26, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР М 213015, С 07 С 101/26, 1968. 3, Пришибил P. Комплексоны в химпче25 ском анализе, М., «Иностранная литература», 1955, с. 26 — 32. 4. Дятлова Н М., Темкина В. Я., Колпакова И. P. Комплексоны, М., «Химия», 1970, с. 92 †1, 382 †3, 404 †4. 5. Пришибил P. Аналитическое применение этилендиаминтетрауксусной кислоты и родственных соединений. М., «Мир», 1975, с. 201 (прототип).
