Этилендиаминтетрауксусная кислота CAS:60-00-4
Выдающиеся хелатирующие свойства
Как гексадентатный хелатор, ЭДТА связывает ионы металлов через шесть координационных позиций и образует стабильные координационные комплексы металлов.
Высокоэффективный комплексообразующий лиганд
Этот прочный мультидентатный лиганд широко используется для захвата ионов металлов как в промышленных цехах, так и в лабораторных испытаниях.
Разнообразные сценарии применения
Он охватывает несколько промышленных сегментов: очистка воды, производство лекарств, приготовление агрохимикатов и специальные добавки для химического производства.
Превосходная термостойкость
информация о продукте
Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) — широко используемый многофункциональный аминополикарбоновый хелатирующий агент. Это бесцветное водорастворимое твердое вещество, которое стабильно связывает и нейтрализует ионы металлов посредством хелатных реакций.
Обладая химической формулой C₁₀H₁₆N₂O₈, номером CAS 60-00-4 и молекулярной массой 292,24 г/моль, коммерческая ЭДТА представляет собой белый кристаллический порошок без запаха со слабым кисловатым вкусом. Как типичный гексадентатный лиганд, она может образовывать шесть координационных связей с одним ионом металла.
Впервые синтезированная Фердинандом Мюнцем в 1935 году из этилендиамина и хлоруксусной кислоты, ЭДТА в настоящее время массово производится по всему миру. Она широко используется в промышленных, фармацевтических, пищевых и бытовых областях.
Её выдающаяся способность связывать металлы подавляет окисление, осаждение и рост микроорганизмов, вызванные свободными ионами металлов, что делает её незаменимым материалом для современной химии и обрабатывающей промышленности.
2. Ключевые особенности
Мощная хелатирующая способность: Это вещество способно образовывать стабильные, водорастворимые хелатные комплексы с большинством двухвалентных и трехвалентных ионов металлов, включая ионы кальция, магния, железа, меди, цинка и свинца. Сродство к ионам трехвалентного железа особенно выражено, значение константы стабильности log K составляет приблизительно 25,1.
Широкая pH-адаптивность: ЭДТА сохраняет хелатирующую активность в широком диапазоне pH, несмотря на незначительные колебания эффективности связывания в различных условиях кислотности и щелочности. Оптимальная хелатирующая способность достигается в щелочной среде, где происходит полная депротонизация карбоксильных групп.
Разнообразные спецификации продукта: может быть переработан в различные солевые производные, такие как динатриевая ЭДТА, кальций-динатриевая ЭДТА и тетранатриевая ЭДТА. Эти варианты различаются по растворимости в воде и функциональным характеристикам, что обеспечивает высокую гибкость для разнообразных рецептур и промышленных сценариев использования.
Улучшенная растворимость солевых производных: чистая свободная кислота ЭДТА обладает плохой растворимостью в воде — всего 0,5 г/л при 25°C. В отличие от этого, её натриевые соли демонстрируют значительно повышенную растворимость: динатриевая ЭДТА достигает около 100 г/л, а тетранатриевая ЭДТА может растворяться до 600 г/л при той же температуре.
Широкая промышленная применимость: Благодаря своим уникальным химическим свойствам, ЭДТА стал основным вспомогательным материалом во многих областях. В фармацевтической промышленности он используется как детоксикант при отравлении металлами, а также как стабилизатор и консервант для лекарственных средств. В пищевой промышленности он применяется как фиксатор цвета и консервант (E385). В производстве косметики он служит для стабилизации формул и повышения эффективности консервантов.
В промышленных условиях он широко используется в водоочистке, обработке металлических поверхностей, производстве бумаги и текстиля. В лабораторных исследованиях он часто применяется как буферный материал и маскирующий агент для металлов. Кроме того, он может использоваться как носитель микроэлементов в сельскохозяйственном производстве.
Экологически безопасные альтернативные варианты: для решения экологических проблем, связанных с устойчивостью традиционного EDTA в природе, был разработан и продвигается ряд легко биоразлагаемых хелатирующих агентов, включая EDDS, MGDA и GLDA, для применения в экологически чувствительных сценариях.
3. Технические характеристики с пояснениями
| Параметр | Типичное значение/Спецификация | Описание и значение |
|---|---|---|
| Молекулярная формула | C₁₀H₁₆N₂O₈ | Основной идентификатор химической структуры; содержит две аминогруппы и четыре карбоксильные группы. |
| Молекулярный вес | 292,24 г/моль | Используется для количественного анализа и расчетов составов. |
| Номер CAS | 60-00-4 | Универсальный идентификатор химического вещества. |
| Номер EINECS | 200-449-4 | Идентификатор европейского реестра. |
| Появление | Белый кристаллический порошок | Визуальный показатель качества; должен быть без комков, обесцвечивания или видимых примесей. |
| Запах | Практически без запаха | Сенсорная характеристика; без значительного запаха. |
| Анализ (чистота) | ≥98,0% – ≥99,5% (в зависимости от сорта) | Основная спецификация. Высокая чистота минимизирует загрязнение металлами и обеспечивает постоянную хелатирующую способность. |
| Температура плавления | 237°C – 245°C (разлагается) | Характерная физическая константа; разложение происходит при нагревании, а не при плавлении. |
| Растворимость | Вода (свободная кислота): 0,5 г/л (25°C) Раствор NaOH: Растворимо Динатриевая соль в воде: ~100 г/л Тетранатриевая соль в воде: ~600 г/л Органические растворители: Нерастворимо |
Критический параметр состава. Свободная кислота требует щелочных условий для растворения; соли обеспечивают растворимость в воде. |
| pH (1% раствор) | 2,5 – 3,5 (суспензия свободной кислоты) | Свободная кислота имеет кислую среду; соли обеспечивают нейтральный или щелочной pH. |
| Тяжелые металлы (в пересчете на Pb) | ≤ 10 – 20 ppm (в зависимости от сорта) | Критический параметр безопасности, обеспечивающий чистоту продукта для фармацевтических и пищевых применений. |
| Железо (Fe) | ≤ 10 – 50 ppm | Указывает на уровень загрязнения; важен для применений, требующих отсутствия металлов. |
| Сульфатная зола | ≤ 0,2% (свободная кислота) | Измеряет неорганические примеси; низкое значение указывает на высокую чистоту. |
| Потеря в массе при высушивании | ≤ 0,5% – 1,0% | Измеряет содержание влаги; критически важно для стабильности и точного взвешивания. |
| Нитрилотриуксусная кислота (НТУ) | ≤ 0,1% | Контролирует потенциально канцерогенную примесь; критически важно для фармацевтических и пищевых сортов. |
| Хелатирующая способность (мг CaCO₃/г) | ≥ 339 мг/г (на основе ЭДТА-кислоты) | Измеряет практическую хелатирующую способность; 1 г ЭДТА может хелатировать примерно 339 мг эквивалента CaCO₃. |
| Значения pKa | pKa₁ = 0,26, pKa₂ = 0,96, pKa₃ = 2,67, pKa₄ = 6,16, pKa₅ = 10,26 | Константы кислотной диссоциации, определяющие хелатирующее поведение при различных уровнях pH. |
| Константа стабильности (log K для Fe³⁺) | 25.1 | Указывает на чрезвычайно сильное связывание с трехвалентным железом; одно из самых высоких среди распространенных металлов. |
| Биоразлагаемость | Низкая (0-30% за 28 дней) | Обеспокоенность по поводу экологической устойчивости; доступны биоразлагаемые альтернативы. |
4. Приложения
4.1 Фармацевтическое и медицинское применение
Тяжелая металлотерапия: Кальция динатриевая соль ЭДТА получила одобрение FDA для клинического лечения отравления свинцом, а также интоксикации кадмием, ртутью, цинком и марганцем. Она связывает свободные ионы тяжелых металлов в организме человека и способствует их выведению через мочу.
Добавка в офтальмологические препараты: В глазных каплях ЭДТА действует как стабилизатор и вспомогательный антимикробный ингредиент, эффективно подавляя деградацию компонентов, вызванную остаточными примесями металлов.
Стабилизация местных лекарственных средств: Она подавляет окислительные реакции, опосредованные металлами, в кремах и мазях для наружного применения, помогая продлить срок хранения фармацевтических препаратов.
Стоматологическое лечение: 17% водный раствор ЭДТА является распространенным ирригантом для корневых каналов, который позволяет тщательно удалить зубной смазанный слой и очистить поверхность дентина для точного стоматологического лечения.
Антикоагулянт крови: Широко добавляется в сосуды для сбора крови. Хелатируя ионы кальция в крови, блокирует процесс свертывания крови и поддерживает стабильность образца.
Фармацевтический наполнитель: Служит стабилизатором для инъекционных препаратов, предотвращая разложение компонентов лекарств, вызванное микроэлементами металлов, обеспечивая эффективность и безопасность инъекционных лекарств.
4.2 Пищевая промышленность и производство напитков (E385)
Антисептик и антиокислитель: ЭДТА связывает микроэлементы металлов, вызывающие окислительное разложение, эффективно предотвращая порчу и изменение цвета консервированных продуктов, морепродуктов, салатных заправок и приправ.
Добавка для защиты цвета: Стабилизирует естественный пигмент свежих фруктов, овощей и различных обработанных продуктов, предотвращая выцветание или изменение цвета, вызванное реакциями с ионами металлов.
Антиоксидантный синергист: может значительно повысить эффективность работы распространенных пищевых антиоксидантов, включая BHA, BHT и аскорбиновую кислоту, улучшая общий антиоксидантный эффект пищевых систем.
Осветлитель и стабилизатор напитков: связывая следовые примеси металлов в напитках, устраняет помутнение и осаждение в газированных напитках и пиве, сохраняя прозрачный вид и стабильное качество.
Норма дозировки: практическая добавка составляет от 25 ppm до 800 ppm, при этом конкретное использование строго регулируется органами безопасности пищевых продуктов в зависимости от различных сценариев продукта.
4.3 Косметика и средства личной гигиены
Стабилизатор формулы: подавляет окисление и разложение активных косметических ингредиентов, катализируемое металлами, эффективно продлевая срок годности продуктов бытовой химии.
Усилитель консервации: Ионы металлов необходимы для размножения бактерий. ЭДТА может хелатировать такие металлические элементы, ослаблять микробную активность и косвенно повышать эффективность комбинированных консервантов.
Смягчитель жесткой воды: Связывается с ионами кальция и магния в жесткой воде, уменьшая образование мыльной накипи и улучшая моющую способность и пенообразование чистящих средств, таких как мыло и моющие средства.
Применение в уходе за волосами: Добавляется в шампуни и кондиционеры, устраняет вредные ионы металлов в воде, уменьшает повреждение волос и оптимизирует мелкость пены и текстуру при использовании.
Формула для ухода за кожей: Применяется в лосьонах для лица и тела, защищает активные вещества для ухода за кожей от окислительного разрушения, вызванного металлами, и стабилизирует составы продуктов.
4.4 Промышленное производство
Промышленная водоподготовка: достигает умягчения воды за счёт захвата ионов кальция и магния, предотвращает образование накипи и отложений в системах котлов и градирен, обеспечивая стабильную работу оборудования.
Целлюлозно-бумажное производство: в процессе отбеливания целлюлозы ЭДТА блокирует металлические примеси, ускоряющие разложение перекиси водорода, поддерживая стабильность отбеливающих агентов и повышая эффективность отбеливания.
Текстильная обработка: удаляет мешающие ионы металлов из воды для крашения и сырья, устраняя дефекты окрашивания и улучшая равномерность цвета и яркость текстильных изделий.
Гальваника и обработка металлических поверхностей: очищает гальванический раствор от вредных металлических загрязнителей, оптимизируя равномерность и адгезию металлических покрытий.
Промышленная очистка: является ключевым компонентом промышленных моющих средств и составов для удаления накипи в котлах, широко используется для очистки промышленного оборудования и предварительной обработки металлических поверхностей.
Фотографическая промышленность: Вводится в состав проявляющих растворов для предотвращения осаждения солей металлов, обеспечивая стабильность проявляющих систем и качество изображения.
Резиновая и полимерная промышленность: Подавляет металл-индуцированное старение и деградацию полимерных материалов, стабилизирует латексные системы для продления срока службы резиновых и пластиковых изделий.
4.5 Лабораторные и научные исследования
Материал для приготовления буферов: Является ключевым компонентом TE-буфера, широко используемого для сохранения и электрофоретического анализа биологических образцов ДНК и РНК.
Регулятор активности ферментов: Удаляя металлические кофакторы, необходимые для ферментативных реакций, эффективно подавляет активность металлопротеаз и других металл-зависимых ферментов.
Аналитический маскирующий агент: Устраняет влияние примесных ионов металлов в экспериментальных процессах, таких как титрование и колориметрическое обнаружение, повышая точность и надежность аналитических результатов.
Вспомогательное вещество для клеточной культуры: добавляется в питательные среды для устранения токсичности металлов, стабилизации ионного баланса и создания подходящей среды для роста клеток.
Гистологическое тестирование: применяется при декальцинации костных и тканевых образцов, облегчая последующее нарезание и микроскопическое наблюдение в патологических экспериментах.
4.6 Сельскохозяйственные области
Носитель хелатных удобрений: хелатные микроудобрения на основе ЭДТА (включая хелаты железа, цинка, марганца и меди) позволяют эффективно избежать осаждения и потери питательных веществ, значительно повышая эффективность поглощения и использования микроэлементов сельскохозяйственными культурами.
Материал для восстановления почвы: применяется в технологии промывки почвы для адсорбции и удаления тяжелых металлов из загрязненной почвы, улучшая качество почвенной среды.
5. Сравнение сортов продукции
ЭДТА доступна в нескольких марках и солевых формах для удовлетворения различных требований применения:
| Параметр/Сорт | Техническая марка | Промышленный сорт | Пищевая марка (E385) | Фармацевтическая степень (USP/Ph.Eur.) | Реактив ACS | Аналитический стандарт |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Основной стандарт | Общие промышленные спецификации | Промышленные применения | Соответствует спецификациям пищевых добавок | Соответствует стандартам фармакопеи USP/Ph.Eur. | Соответствует спецификациям Американского химического общества | Чистота ≥99,4% для точного анализа |
| Чистота (анализ) | ≥98,0% | ≥99,0% | 99,0-100,5% (в пересчете на сухое вещество) | 98,0-102,0% (безводнымоснование) | 99,4-100,6% | ≥99,9% (ВЭЖХ) |
| Появление | Белый порошок | Белый порошок | Белый порошок | Белый порошок | Белый порошок | Белый порошок |
| Тяжелые металлы (Pb) | ≤50 ppm | ≤20 ppm | ≤10 ppm | ≤10 ppm | ≤5 ppm | ≤5 ppm |
| Железо (Fe) | ≤100 ppm | ≤50 ppm | ≤50 ppm | ≤20 ppm | ≤5 ppm | ≤5 ppm |
| Содержание NTA | Не указано | Не указано | ≤0,1% | ≤0,1% | Не указано | Не указано |
| pH (1% раствор) | 2,5-3,5 | 2,5-3,5 | 2,5-3,5 | 2,5-3,5 | 2,5-3,5 | 2,5-3,5 |
| Потеря в массе при высушивании | ≤1,0% | ≤0,5% | ≤0,5% | ≤0,5% | ≤0,5% | ≤0,2% |
| Основные области применения | Общее хелатирование, очистка воды, промышленные моющие средства | Металлообработка, текстильная обработка, промышленное производство | Консервация пищевых продуктов (E385), напитки, консервы | Фармацевтические препараты, офтальмологические средства, парентеральные формы | Лабораторные реагенты, аналитическая химия, приготовление буферов | Калибровка ВЭЖХ, количественный анализ, стандартный образец |
| Упаковка | Мешки по 25 кг, супермешки по 1000 кг | Мешки по 25 кг, бочки по 200 кг | Бочки по 25 кг, контейнеры по 5 кг | 1 кг, 5 кг, 25 кг с документацией | Бутылки по 100 г, 500 г, 1 кг, 5 кг | Флаконы по 100 мг, 1 г, 5 г |
| Сертификации | Сертификат анализа производителя | Сертификат анализа производителя | Соответствие E385, кошерность, халяль | Сертификация USP/Ph.Eur., доступен DMF | Сертификат ACS | Стандартный образец с прослеживаемостью |
Доступные формы обычной соли:
| Форма соли | Номер CAS | Растворимость в воде | Типичный pH (1%) | Основные области применения |
|---|---|---|---|---|
| ЭДТА (свободная кислота) | 60-00-4 | Низкий (0,5 г/л) | 2,5-3,5 | Общее хелатирование при допустимой кислотности |
| Динатриевая соль ЭДТА (Na₂ЭДТА) | 6381-92-6 (дигидрат) 139-33-3 (безводный) |
~100 г/л | 4,0-6,0 | Наиболее распространенная форма для лабораторного, фармацевтического и общего использования |
| Тетранатриевая ЭДТА (Na₄ЭДТА) | 64-02-8 (безводный) 10378-23-1 (гидрат) |
~600 г/л | 10,5-11,5 | Промышленное применение, щелочные моющие средства |
| ЭДТА динатриево-кальциевая | 62-33-9 (безводная) 23411-34-9 (гидрат) |
~200 г/л | 6,5-8,0 | Фармацевтика (антидот при отравлении свинцом), консервация пищевых продуктов |
| ЭДТА дикалиевая | 2001-94-7 (безводная) 25102-12-9 (дигидрат) |
Высокий | 4,0-6,0 | Косметика, средства личной гигиены |
Оставляйте свои сообщения
