專利名稱：一種氨羧類化合物的合成的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有機化學領域，涉及一種氨羧類化合物及其制備方法。氨羧類化合物是一種氨羧類螯合劑，最多可有12個活性配位原子，在螯合金屬離子時形成的螯合物特別穩(wěn)定，同時可廣泛用于化學反應的中間體。
背景技術：
近年來，隨著科學技術的日益發(fā)展，人們對環(huán)保意識的不斷增強，氨羧類化合物在廢水處理、分析化學、造紙化學品、紡織化學品等領域都得到了廣泛的應用。氨羧類化合物是一大類含有N和O原子的有機化合物，這類化合物是配位能力很強的金屬離子螯合劑，它們幾乎能與所有的金屬離子形成穩(wěn)定的配合物。
1977年，美國專利US 4,183,929公開了一種用三聚氯氰和亞氨基二乙酸鈉為原料合成了三聚氰胺六乙酸的方法，并將它用于補體抑制劑的研究。但是，該反應產(chǎn)率不高。
1988年，美國專利US 4,883,831又報道了以三聚氯氰和亞氨基二乙腈為原料來合成三聚氰胺六乙酸的方法，并將它作為中間體用于受阻胺光穩(wěn)定劑的合成。但是，該反應反應劇烈，條件難以控制。
現(xiàn)有的合成氨羧類螯合劑的方法，存在合成產(chǎn)率不高、生產(chǎn)原料有毒、條件難以控制等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種生產(chǎn)工藝簡單易操作、反應條件緩和，使用無毒原料的方法，來合成一類新型的氨羧類化合物；這種化合物含有多個配位原子，作為配位原子的N和O，可與金屬離子形成多個配位鍵，進而形成多個螯合環(huán)，使螯合物具有很好的穩(wěn)定性。
本發(fā)明提供式(I)的氨羧類化合物
其中R是氫、C1-5烷基或堿金屬；Y是-O-、-NH-或-NR1-；R1是C1-10的烷基；B是一個直鏈的或支鏈的含有1-10個碳原子的二價的亞烷基；m、n和p是0、1、或2，但是m、n和p不同時為0；優(yōu)選的，R是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基或異戊基。更優(yōu)選的，R為氫或甲基。更優(yōu)選的，R為氫。更優(yōu)選的，R是鈉、鉀、銣或銫。
優(yōu)選的，所述的氨羧類化合物為2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六乙酸，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N-一乙酸，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N(或N，N’)-二乙酸，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’(或N，N’， N”)-三乙酸，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’(或N，N，N’，N”)-四乙酸，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”-五乙酸，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六丙酸，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六異丙酸，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六乙酸甲酯，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六乙酸乙酯，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六丙酸甲酯，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六乙酰胺，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六-N-甲基乙酰胺，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六-N，N-二甲基乙酰胺，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六-N-甲基丙酰胺。
本發(fā)明提供了一種制備式(I)的氨羧類化合物的新方法，除非特別說明，其中R、Y、B、m、n和p的含義同式(I)中定義的相同。該方法敘述如下第一步將式(II)的化合物調(diào)適當?shù)膒H值(約5-10)，
X是鹵素，如氯、溴、碘；第二步將調(diào)pH后的式(II)的化合物與三聚氰胺反應，制得式(I)的化合物。
(三聚氰胺) 本發(fā)明制備的化合物，三聚氰胺六乙酸六鈉鹽，通過毒理學驗證，可作為一種優(yōu)良的螯合劑，廣泛應用于食品行業(yè)。例如，在山楂軟化過程中，加入三聚氰胺六乙酸六鈉，可有效提高Vc保存率，其效果要好于常用的螯合劑EDTA；在山楂泥保藏過程中，加入三聚氰胺六乙酸六鈉，與防腐劑協(xié)同效應，可有效延長山楂泥的保藏期，完全可以作為EDTA的替代品使用。主要原因在于它的螯合性能好于EDTA。
具體實施例方式
以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，但本發(fā)明不限于此。
實施例12，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六乙酸(三聚氰胺六乙酸)將41.6g一氯乙酸和160mL蒸餾水加入到500mL四口燒瓶中，開動攪拌使之溶解完全。保持攪拌，在循環(huán)自來水浴下將23.3g無水碳酸鈉加入到一氯乙酸溶液中，此過程控制反應溫度不超過60℃，當無水碳酸鈉加完后，繼續(xù)攪拌反應15min，調(diào)pH＝5-10。將一氯乙酸鈉溶液用水浴加熱到90℃后，將8.4g(0.067mol)三聚氰胺在不斷攪拌下加入到一氯乙酸鈉溶液中，當體系pH下降時開始滴加氫氧化鈉溶液，至pH≥14，當體系pH又下降時再滴加氫氧化鈉溶液，如此反復，直到pH在5.5h內(nèi)不再變化。最終體系pH＝9-10，冷卻至室溫得到無色透明溶液。即為三聚氰胺六乙酸鈉的溶液。該步反應時間約8.5h。將三聚氰胺六乙酸鈉溶液減壓蒸餾，濃縮至150mL左右，抽濾，然后用鹽酸調(diào)pH至1.5，靜置24h，抽濾，將濾餅依次用少量乙醇、乙醚和蒸餾水洗滌，將濾餅溶于500mL熱水中，重結(jié)晶，干燥，所得產(chǎn)品為無色針狀晶體mp234-236℃；1H NMR(DMSO)δ3.5000(12H，s)；12.3113(6H，s)；MS(ESP)m/z475(M+1)。
實施例22，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N-一乙酸將6.33g(0.067mol)一氯乙酸與8.4g(0.067mol)三聚氰胺，按照實施例1的方法進行反應，即制得目標產(chǎn)物。
MS(ESP)m/z185(M+1)。
實施例32，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N(或N，N’)-二乙酸將12.28g(0.13mol)一氯乙酸與8.4g(0.067mol)三聚氰胺，按照實施例1的方法進行反應，即制得目標產(chǎn)物。
MS(ESP)m/z243(M+1)。
實施例42，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’(或N，N’，N”)-三乙酸將18.9g(0.2mol)一氯乙酸與8.4g(0.067mol)三聚氰胺，按照實施例1的方法進行反應，即制得目標產(chǎn)物。
MS(ESP)m/z301(M+1)。
實施例52，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’(或N，N，N’，N”)-四乙酸將25.52g(0.27mol)一氯乙酸與8.4g(0.067mol)三聚氰胺，按照實施例1的方法進行反應，即制得目標產(chǎn)物。
MS(ESP)m/z359(M+1)。
實施例6
2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”-五乙酸將32.13g(0.34mol)一氯乙酸與8.4g(0.067mol)三聚氰胺，按照實施例1的方法進行反應，即制得目標產(chǎn)物。
MS(ESP)m/z417(M+1)。
實施例72，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六丙酸將47.74g(0.44mol)一氯丙酸與8.4g(0.067mol)三聚氰胺，按照實施例1的方法進行反應，即制得目標產(chǎn)物。
MS(ESP)m/z559(M+1)。
實施例82，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六異丙酸如實施例7所述的方法制備目標化合物。
MS(ESP)m/z559(M+1)。
實施例92，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六乙酸甲酯將47.74g(0.44mol)一氯乙酸甲酯調(diào)合適的pH值，與8.4g(0.067mol)三聚氰胺反應，如實施例1所述，制備目標化合物。
MS(ESP)m/z559(M+1)。
實施例102，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六乙酸乙酯按實施例9所述方法反應，即可制得目標化合物。
MS(ESP)m/z643(M+1)。
實施例112，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六丙酸甲酯按實施例9所述方法反應，即可制得目標化合物。
MS(ESP)m/z643(M+1)。
實施例122，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六乙酰胺將41.14g(0.44mol)一氯乙酰胺調(diào)合適的pH值，與8.4g(0.067mol)三聚氰胺反應，如實施例1所述，制備目標化合物。
MS(ESP)m/z469(M+1)。
實施例132，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六-N-甲基乙酰胺如實施例12所述的方法即可制備目標化合物。
MS(ESP)m/z553(M+1)。
實施例142，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六-N，N-二甲基乙酰胺，如實施例12所述的方法即可制備目標化合物。
MS(ESP)m/z637(M+1)。
實施例152，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六-N-甲基丙酰胺如實施例12所述的方法即可制備目標化合物。
MS(ESP)m/z637(M+1)。
實施例16本發(fā)明制備的化合物，三聚氰胺六乙酸六鈉鹽，經(jīng)測定其螯合值為276mg CaCO3/g三聚氰胺六乙酸六鈉；相同條件下，與螯合力很好的EDTA相比(219mg CaCO3/g乙二胺四乙酸四鈉)，有更加好的螯合能力。
另外，經(jīng)毒理學驗證，小鼠口服三聚氰胺六乙酸六鈉的最大無毒性反應劑量為5.0g/Kg，此劑量遠遠大于EDTA的LD50(EDTA小鼠口服LD50的文獻值為20.5mg/Kg)。因此，可初步認定三聚氰胺六乙酸六鈉的毒性遠小于EDTA，初步認為加入到食品中是安全的?？蓪⑵渥鳛槭称返能浕瘎┖头栏瘎┑脑鲂?。
實施例17作為食品的軟化劑的應用本發(fā)明制備的化合物三聚氰胺六乙酸六鈉鹽，可將其作為食品的軟化劑。在山楂軟化過程中，加入三聚氰胺六乙酸六鈉，可有效提高Vc保存率，其效果要好于常用的螯合劑EDTA。軟化20min后，0.02-0.03％三聚氰胺六乙酸六鈉處理的山楂果片Vc保存率比CK高21.74-25.37％，而0.02-0.03％EDTA處理的山楂果片Vc保存率比CK高18.33-19.82％，此時的山楂果片軟化程度較好，打漿所需時間短，且Vc保存率較高，尤其是經(jīng)過三聚氰胺六乙酸六鈉和EDTA處理的山楂果片，Vc保存率分別達90.76％和85.19％。軟化30min后，0.02-0.03％三聚氰胺六乙酸六鈉處理的山楂果片Vc保存率比CK高11.65-14.18％，而0.02-0.03％EDTA處理的山楂果片Vc保存率比CK高6.37-8.85％。
實施例18作為食品防腐劑的增效劑的應用本發(fā)明制備的化合物三聚氰胺六乙酸六鈉鹽，可將其作為食品防腐劑的增效劑。在山楂泥保藏過程中，加入三聚氰胺六乙酸六鈉，與防腐劑協(xié)同效應，可有效延長山楂泥的保藏期，完全可以作為EDTA的替代品使用。作為螯合劑的EDTA和三聚氰胺六乙酸六鈉，它們本身對保藏山楂泥無防腐作用，但它們與0.04-0.08％的山梨酸混合使用時，對山梨酸鉀保藏山楂泥具有顯著的防腐增效作用，且隨山梨酸鉀用量的增加其增效作用增強。加入一定量的螯合劑，螯合了體系中的的金屬離子(某些金屬離子可能是呼吸作用鏈中的催化劑)，清除了氧自由基，從而起到增效作用。因此，三聚氰胺六乙酸六鈉作為新的螯合劑，作為防腐劑的增效劑加入到山楂泥中，其效果比EDTA要好或差不多，完全可以作為EDTA的替代品來使用。
權利要求
1.一種氨羧類化合物，其特征是，具有式(I)結(jié)構 其中R是氫、C1-5烷基或堿金屬；Y是-O-、-NH-或-NR1-；R1是C1-10的烷基；B是一個直鏈的或支鏈的含有1-10個碳原子的二價的亞烷基；m、n和p是0、1、或2，但是m、n和p不同時為0。
2.如權利要求1所述的氨羧類化合物，其特征是R是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基或異戊基。
3.如權利要求1所述的氨羧類化合物，其特征是R為氫或甲基。
4.如權利要求1所述的氨羧類化合物，其特征是R為氫。
5.如權利要求1所述的氨羧類化合物，其特征是R是鈉、鉀、銣或銫。
6.如權利要求1所述的氨羧類化合物，其特征是，所述的化合物(I)為2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N，N’，N’，N”，N”-六乙酸；
7.如權利要求1所述的氨羧類化合物，其特征是，所述的化合物(I)為2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N-一乙酸；
8.如權利要求1所述的氨羧類化合物，其特征是，所述的化合物(I)為2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪-N，N(或N，N’)-二乙酸；
9.一種制備如權利要求1所述的氨羧類化合物的合成方法，其步驟如下1)將式(II)的化合物調(diào)pH值5-10， 其中X是鹵素；Y是-O-、-NH-或-NR1-；B是一個直鏈的或支鏈的含有1-10個碳原子的二價的亞烷基。2)將調(diào)pH后的式(II)的化合物與三聚氰胺反應，制得式(I)的化合物。 (三聚氰胺)
10.如權利要求1所述的氨羧類化合物的應用，可以作為螯合劑、食品軟化劑、食品防腐增效劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及式(I)的化合物及其制備方法，式中R、B、Y、m、n、p具有說明書中所給出的含義。本發(fā)明制備的化合物，三聚氰胺六乙酸六鈉鹽，通過毒理學驗證，可作為一種優(yōu)良的螯合劑，廣泛應用于食品行業(yè)。例如，在山楂軟化過程中，加入三聚氰胺六乙酸六鈉，可有效提高Vc保存率，其效果要好于常用的螯合劑EDTA；在山楂泥保藏過程中，加入三聚氰胺六乙酸六鈉，與防腐劑協(xié)同效應，可有效延長山楂泥的保藏期，完全可以作為EDTA的替代品使用。主要原因在于它的螯合性能好于EDTA。
文檔編號A23L3/3463GK1995024SQ200610170979
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月30日 優(yōu)先權日2006年12月30日
發(fā)明者段洪東, 王曉濱, 秦大偉, 宋永勝, 李樹英 申請人:山東輕工業(yè)學院