乙二胺四乙酸的应用
发布日期:2020/10/26 11:48:42
背景及概述[1][2]
EDTA(Ethylene diamine tet raacetic acid)，即乙二胺四乙酸，分子C10H16N2O8，为白色、无味、无臭的结晶性粉末。熔点240 ℃(分解)。不溶于冷水、乙醇、酸和一般有机溶剂，溶于氢氧化钠、碳酸钠和氨溶液。能与碱金属、稀土金属和过渡金属等形成极稳定的水溶性络合物。其碱金属盐能溶于水。EDTA 盐产品主要包括EDTA二钠盐、EDTA 四钠盐、EDTA 三钠盐，以它们为原料，还可以生成EDTA 钙钠盐、EDTA 铜钠盐、EDTA 铁钠盐和EDTA 铁铵盐等。
另外，除钠盐外，还有铵盐及铁、镁、钙、铜、锰、锌、钴、铝等各种盐，这些盐各有不同的用途。EDTA 及其盐类能与多种金属离子发生络合反应，形成稳定的环状结构，有效地减少或抑制金属离子引起的副反应或有害作用，是应用最为广泛的金属螯合剂，一般用于螯合14 >pH >5 的钙离子、14 >pH >2 的铜离子、6 >pH >1 的铁离子、12>pH >6 的镁离子，以及14 >pH >3 的锰离子。
由于其优良的螯合性能，EDTA 及其盐广泛用于水处理、洗涤剂、纺织、造纸、医药、橡胶加工、照相等多种领域。其钠盐和钙盐用作解毒剂，但若每日超过50mg/kg或长期持续应用可引起肾损害，主要为肾小管上皮水肿或坏死。因此应定期作尿常规检查，若出现蛋白、管型或红、白细胞应及时停药。
结构
应用[1]
国内EDTA 及其盐主要用于照相化学品、水处理剂、化学品(胱氨酸)精制、洗涤剂、纺织助剂、皮革化学品、造纸化学品、医药、合成橡胶、微肥生产等领域，用户十分分散，且需求增长较平缓。
1）化学品(胱氨酸)精制
EDTA 可用于胱氨酸精制，除去金属杂质。我国是胱氨酸生产和出口大国，1996 -1997 年胱氨酸出口最旺时价格达到45 万元/t。
2）照相业
EDTA 及其盐在照相业中主要是在冲洗胶片的漂白液和定影液配方中使用。使用的品种主要是EDTA 铁钠盐和EDTA 铁铵盐。
3）水处理剂
EDTA 在水处理行业主要用作锅炉阻垢剂、缓蚀剂和循环冷却水系统的水质稳定剂，其产品主要以复配水处理剂方式销售和使用。另外，在沿海地区的水产养殖场用于清洁池塘。
4）纺织印染助剂
EDTA 在纺织染整工业主要用于纺织品、纤维的染整预处理、漂白和染色工序等，作为纺织染整工艺水的软水剂和稳定剂，或在印染工序中由于纤维中常常含有各种金属而影响染织物的色泽和亮度，若在其中加入EDTA 可完全抵消金属干扰。另外，EDTA 在腈纶干法生产中可作终止剂，目前国内有9 家腈纶厂，只有4 家是干法(其余5家是湿法，不用EDTA)。
5）洗涤剂
在合成洗涤剂中少量添加EDTA ，可增强洗涤剂的洗净力、起泡力、浸透力和乳化力。EDTA还用于固体皂和液体皂中。目前EDTA 在洗涤行业中的消费量约为300 t 。近几年我国洗涤剂行业发展速度很快，增白洗衣粉、液体洗涤剂等高档产品产量增长很大，因此相应扩大了EDTA的需求量，但由于EDTA 价格较高，有些厂家选用代用品柠檬酸等。
6）合成橡胶
合成橡胶业主要使用EDTA 四钠盐，主要在低温乳液聚合法丁苯橡胶生产中用作引发剂的活化剂，其作用是促进引发剂的氧化还原反应。
7）皮革化学品
EDTA 在皮革加工中用于皂化、熟化、脱灰、鞣制、染色等过程。使用的品种包括EDTA 及其盐产品。
8）农业
我国EDTA 在农业上现主要用于生产铁、锌、锰、铜等元素的微肥或配制植物生长促进剂(如叶面宝、喷施宝等)。
9）食品工业
我国食品工业正在积极尝试使用EDTA 及其盐，如用于水产品的去腥、解毒、抗氧化，以及柑桔水果罐头生产时的柑桔囊瓣去囊衣剂等。
10）医药
在医药行业主要使用EDTA 四钠，作为药品的螯合剂，维持药品品质的稳定，主要药品是：甲氧苄胺嘧啶、磷酸哌嗪、萘普生、葡甲胺、敌菌净、阿苯达唑、维生素VB6 等，以及与甲酰胺合成乙亚胺用于生产治疗牛皮癣的药物。
11）纸浆造纸
EDTA 用于纸浆造纸，作为打浆工序的软水剂和漂白工序的稳定剂。
12）其它
EDTA 四钠在化妆品生产中作为化妆品的稳定剂。EDTA 在化学分析中是普遍使用的分析试剂，用于络合滴定，用作分离、测定的掩蔽剂。在电镀行业，EDTA 主要用作镀锌光亮剂，因EDTA与锌有良好的络合能力，用于镀锌溶液使镀层覆盖力好且质量好；在无氰电镀和化学镀中也用。
制备 [2-3]
EDTA 的主要生产方法是：一氯醋酸和碳酸钠中和生成氯乙酸钠，在碱性溶液中氯乙酸钠和乙二胺缩合生成乙二胺四乙酸钠，然后再用硫酸酸化得乙二胺四乙酸成品。上述方法是E DT A 的主要生产方法，近些年已开发出采用甲醛，氰化钠和乙二胺的合成方法，这种方法较为先进，并逐步走向工业化。直接采用含氰工业废水作为原料，生产乙二胺四乙酸的方法，该方法包括如步骤：
1)将甲醛滴加到装有乙二胺的反应釜中，反应温度控制在-10℃至30℃，将二胺与甲醛混合反应，一般而言，采用相对于乙二胺而言化学计量不足量的甲 醛，例如，乙二胺与甲醛的摩尔比为1∶1.5-3是有利的，获得醛-胺混合液；
2)将含氰工业废水加到另一反应釜中，冷却至-10℃至25℃，用酸调节PH＝1-5，获得含有氢氰酸的溶液；
3)将上述步骤1)得的醛-胺混合液滴加入到步骤2)得的含氢氰酸溶液中，控制反应温度在-10℃至25℃，用酸调节酸度保持PH＝1-5；补加甲醛，一般而言，补加入相对于乙二胺而言化学计量总量过量10-50％的甲醛溶液，换句话说，在整个反应中，使乙二胺与甲醛的摩尔比为1∶4.4-6，缓慢升温至40-100℃，反应1-5小时；降温至-10℃至25℃，用碱调节PH＝8-12，过滤得乙二胺四乙 腈；
4)乙二胺四乙腈用碱溶液水解，反应温度控制在80℃-110℃，反应2-8小时，得到乙二胺四乙酸盐(EDTA)；用酸酸化，控制PH＝1-5；过滤得乙二胺四乙酸； 或者，乙二胺四乙腈用酸溶液水解，控制PH＝1-5，反应温度控制在80℃-110 ℃，过滤得乙二胺四乙酸。
主要参考资料
[1] 乙二胺四乙酸市场分析
[2] CN200410059500.9 一种用含氰工业废水直接生产乙二胺四乙酸的方法
[3] 乙二胺四乙酸的日发应用
