专利名称：用于螯合包含在水中的金属离子以及分离/回收形成的螯合物的化学品和方法
技术领域：
本发明涉及特定类型的多价螯合剂及其用途。多价螯合剂已经被长期地用于广泛的技术领域中。一个重要的应用领域是在用例如不同类型的过氧化物并且最通用过氧化氢漂白 纤维素纸浆中。木质纤维素材料，如纤维素纸浆制备中的原料木材，含有很大程度地保留在 材料中的大量金属，而且当将其转化为纤维素纸浆，如化学纤维素纸浆以及机械纤维素纸 浆时也是如此。不适宜的金属离子的实例是锰离子、铜离子和铁离子。这些离子催化过氧 化物如过氧化氢的分解，并因而是不适宜的。在市场所需的纤维素纸浆(用于制备纸、人造 丝、玻璃纸等)的制造包括漂白处理中不得不使用的水，也含有各种浓度的所述金属离子。 通常在单独的步骤中用多价螯合剂处理纤维素纸浆(一般含有至少70%水)，并且通常在 向纤维素纸浆中加入例如过氧化物之前即刻将形成的络合物从纤维素纸浆中移除。并且在 若干其它纤维素纸浆制造工艺的情况中，传统使用多价螯合剂。多价螯合剂也用于许多其它其中必须将材料在如涂清漆、涂油漆、电镀和其它涂 覆之前纯化的工业关系(connection)中。而且在电子产品和纺织品的制造工业中也使用 多价螯合剂。就一切情况而论，将形成的金属络合物(螯合物)从各自的材料中洗掉并且 转移到出口。就例如餐具洗涤剂(washing-up detergent)、洗涤剂、香波和牙膏形式的消费 品而言，也将多价螯合剂用于清洁。所有这些试剂在使用后都将排放到下水道系统中。关于所述化学品即多价螯合剂的进一步的应用领域，根据本发明是土壤、沉积物、 浸出液等的纯化。应当解除这些对象中的环境有害的重金属，如镉、钴、铬、汞、锰、铜、锌等。 根据本发明，不但将重金属从对象中移走而且还收集(taken care of)螯合物，实现了可以 将重金属收集并沉积，并且可能使其变得无害。技术观点长久以来市场上有大量的多价螯合剂。普通的多价螯合剂是EDTA(乙二胺四乙 酸)，DTPA(二亚乙基三胺五乙酸)和NTA(氨三乙酸)。这些多价螯合剂的一个缺点是它 们既不可分离也不可回收。新近开发了在某种程度上与这里声明的化学品类似的、非常复杂的、分子体积大 的多价螯合剂。所有这些都已经预先连接到金属离子，并且是诸如作为治疗药物或最普遍 作为造影剂用于医疗目的络合物(螯合物)。以上的一个实例可以在国际(PCT)专利申请WO 2005/048987中找到。在此专利申请中有两个独立权利要求并且它们措辞如下“一种脂质体，其含有作为膜组分的疏水螯合物化合物。”“一种MRI造影剂，其包含根据权利要求1至3中任一项所述的脂质体。”在专利申请中的第11页中显示了对于这样配合物的结构式，将其重复如下
权利要求
1. 一种化学品，所述化学品用于螯合(形成络合物)在含水和/或水封对象中含有的 至少二价的金属离子以及分离/回收形成的螯合物，所述化学品的特征在于其结构式为
2.根据权利要求1所述的化学品，其特征在于R存在于所述结构式中左边三个位置中 的至少一个位置中。
3.根据权利要求2所述的化学品，其特征在于R存在于在所述结构式中从左数第2个 位置中。
4.根据权利要求1、2和3所述的化学品，其特征在于，在所述R的烃链中碳原子的数目 为10至14个。
5.根据权利要求1、2和3所述的化学品，其特征在于，在将所述化学品加到浸出液或类 似对象中的情况下，在所述R的烃链中碳原子的数目多于14个并且至多20个。
6.根据权利要求1所述的化学品，其特征在于，在R作为单独形式在所述结构式中缺失 的情况下，更改的X由-CONHR或-CH2OR和-COR组成，并且优选-C0NHR。
7.根据权利要求1所述的化学品，其特征在于杂原子表示一个或几个硫、氧和氮原子。
8.根据权利要求7所述的化学品，其特征在于，在存在一个或多个单独形式的R的情况 下，将一个或多个所述杂原子置于所关心的碳原子和所述烃链之间。
9.根据权利要求1、2、3和4所述的化学品，其特征在于，所述化学品是由4-十二烷 基-3，6，9-三(羧甲基)-3，6，9-三氮杂十一烷二酸或它的盐组成的。
10.一种化学品，所述化学品用于螯合(形成络合物)在含水和/或水封对象中含有的 至少二价的金属离子以及分离/回收形成的螯合物，所述化学品的特征在于其结构式为
11.根据权利要求10所述的化学品，其特征在于，所述化学品是由4-癸基-3，6，9-三 (羧甲基)-3，6，9-三氮杂十一烷二酸-1-羧基-11-N-癸酰胺或它的盐组成的。
12.根据权利要求10所述的化学品，其特征在于，所述化学品是由3，6，9_三(羧甲 基)-3,6, 9-三氮杂十一烷二酸-1-羧基-Il-N-十二酰胺或它的盐组成的。
13.一种用于收集或回收与含水和/或水封对象中含有的至少二价的金属离子反应的多价螯合剂(螯合剂)的方法，所述方法包括将在液相中含有的所形成的络合物(螯合物)与已去除金属的对象分离并将其送到浮选装置中，在所述浮选装置中，气体例如空气泡与形成的和/或已有的固体物质包括络合物一起以泡沫的形式在液相中向上流动至液面，将所述泡沫从所述液面移除并收集，所述方法的特征在于，加入与所述至少二价的金属离子反应的所述多价螯合剂是具有以下结构式的化学品
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述对象为纸浆纤维的情况下，将其 例如在漂白步骤之前的步骤中用多价螯合剂处理，以便收集所述纸浆纤维中所关心的金属 离子，并且其中在随后的洗涤中利用从所述纸浆纤维中释放的脂肪酸和树脂酸促进所述泡 沫的形成，从而将所述纸浆纤维与含有形成的络合物的液相分离。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述对象不释放脂肪酸和/或树脂酸 的情况下，向所述液相加入表面活性剂以促进所述泡沫的形成。
16.根据权利要求13、14和15所述的方法，其特征在于将以原始或破裂形式收集的泡 沫燃烧或丢弃。
17.根据权利要求13、14和15所述的方法，其特征在于，在回收所述多价螯合剂的备选 情况下，向收集的所述泡沫中加入酸以使它的PH值降低至0-3区间内的某处，从而导致质 子(H+)取代所述络合物中的所述金属离子；并且在于，所述树脂酸和脂肪酸或者所述表面 活性剂与所述金属离子一起沉淀在由泡沫形成的液相中，随后将这些物质分离；并且在于， 用有机溶剂萃取在所述液相中占优势的经离子交换的多价螯合剂，其后使溶剂相与PH值 在或接近中性点(PH= 7)的水相接触，从而导致所述多价螯合剂转移到所述水相中并且可 以再次用于去除所述对象中的所关心的金属离子。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于所述加入的酸是无机酸或碳酸。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于所述有机溶剂是戊烷或己烷或庚烷或醚。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于将所述分离的物质燃烧或丢弃。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于将从所述液相分离的所述溶剂相重新用 于萃取经离子交换的多价螯合剂。
全文摘要
本发明涉及一种化学品，所述化学品用于螯合包含在水和/或水封闭的对象中的至少是二价的金属离子、以及分离/回收形成的螯合物；所述化学品的结构式为(I)，其中在至少1个所示位置中的R由具有9至20个碳原子和适当时1-2个杂原子的直链或支链烃链形式的基团组成，并且在其它的一个或多个位置不存在所述基团；并且在所示位置中的X在-COOH或其盐形式的基团中；并且其中所述化学品可以是外消旋体，对映体的混合物或纯的对映体，或者其中在全部四个所示位置中都不存在R，在至少一个位置中的X是-COOR、-CONHR或-CH2OR或-COR或-CH2OCOR或CH2OCONHR；并且在剩余所示位置中的X由以-COOH或其盐形式的基团组成；并且其中所述化学品可以是外消旋体，对映体的混合物或纯的对映体。
文档编号C07C211/14GK102119247SQ200980121389
公开日2011年7月6日 申请日期2009年6月10日 优先权日2008年6月13日
发明者伊达·海伦娜·赫格贝里, 尼尔斯·弗雷德里克·安德森, 斯滕·埃里克·赫登斯特伦, 汉斯·麦格努斯·诺格伦, 谢尔·霍坎·埃德伦 申请人:凯姆塞克国际公司