199407. lajstromszámú szabadalom • Eljárás lúgos pH-tartományban stabil vaskelátok előállítására
uu iratul s\ A találmány tárgya eljárás lúgos pH-értéken stabil vaskelátok előállítására, formaldehidből, ammónium-hidroxidból és glicinből kialakított kelátképző addukthoz ammónium-p-fenol-szulfonát és a megkötni kívánt fémiont tartalmazó fémsó hozzáadása útján. Ismeretes, hogy a krónikus vashiányban szenvedő talajon a növények levelei először elsárgulnak, később lehullanak, végül a növény teljesen elpusztul. A talaj vashiányát a tényleges vashiány mellett a mangán és/ /vagy a réz nagy koncentrációja, lúgos talaj esetén pedig a talaj mésztartalma is okozhatja. Más fémek, így például a cink, kobalt, molibdén és magnézium hiánya is a növények satnyulásához, ill. pusztulásához vezethet. Ismeretes, hogy a fémek hiánya által okozott növénybetegségek leküzdésére a fémkelátok a legalkalmasabbak. A kelátképzésre legáltalánosabban az etilén-diamin-tetraecetsav (EDTA) használható; kitűnő kelátképző hatását már több évtizede felismerték, és az EDTA-val készített fémkelátokat ma már széles körben alkalmazzák mind az iparban, mind a mezőgazdaságban. Az EDTA-kelátok hátránya, hogy a bennük megkötött három- és négyértékü fémionok lúgos közegben nem állandók, és vízben oldhatatlan fémhidroxidok képződése közben könnyen hidrolizálnak. így például a vas (III)-EDTA nátriumsója vizes oldatban 8-as pH- nál lúgosabb közegben vas(III)-hidroxidra és vízoldható EDTA-alkálifémsóra bomlik. Ez a tulajdonsága a mezőgazdaságban korlátozza felhasználását, mert csak olyan talajok vastartalmának pótlására alkalmas, amelyek nem lúgos kémhatásúak. Valamivel jobb eredmény érhető el a hidroxi-etil-etilén-diamin-tetraecetsav (HEEDTA) felhasználásával készített vas(III)-kelátokkal, mert azok közepesen lúgos talajok esetén is felhasználhatók. Az EDTA és a HEEDTA széleskörű felhasználását magas előállítási költségeik is korlátozzák. A fémkelátok előállítása terén előrelépést jelentett a p-fenolszulfonsavak, a formaldehid és az ammónium-hidroxid, illetve aminosavak reagáltatása útján előállított kelátképzők kidolgozása, mert ezek a vegyületek jóval olcsóbbak, és rövid időn át gyengén lúgos közegben is stabilisak. Ilyen típusú kelátképzők előállítását ismertetik a 3 463 799 sz. a 3 632 637 sz. és a 3 742 002 sz. USA-beli szabadalmi leírások, valamint a 154 287 sz. magyar szabadalmi leírás. Az ezekben ismertetett eljárásokkal előállított fémkelátok pH-stabilitása eltérő. így például az aminosavakkal előállított kelátok valamivel állandóbbak az ammónium-hidroxiddal készült kelátoknál. A 3 394 174 sz. USA-beli szabadalmi leírás karboxil-, amino- és szulfonilcsoportokat tartalmazó amfoter fenolvegyületeket ismertet, amelyek jól alkalmazhatók vasat és 1 2 rezet tartalmazó kelátok előállítására. A 3 632 637 sz. USA-beli szabadalmi leírás hidroxi-benzil-csoportokat és glicint tartalmazó kelátképző molekulákat, ismertet, ame- 5 lyek felhasználhatók vas(III)-, bizmut(III)-, tórium(IV)- és urán(IV)-ionok megkötésére. Ezek a vegyületek lúgos közegbén is stabilak, de előállítási eljárásuk igen bonyolult és költséges. 10 Valamennyi ismert eljárás megegyezik abban, hogy először a kelátképző vegyületet készítik el, és ehhez adagolják a kelatizálandó fémsókat. Az ismert eljárások közös hátránya, hogy 15 a felhasználásukkal előállított kelátképző molekulák egyrészt nagy mennyiségben tartalmaznak formaldehidet, másrészt legfeljebb 8—10 tömeg% fémet tudnak megkötni, aminek következtében az alkalmazás során nagy 20 mennyiségben kerül a növényre és a talajra környezetet szennyező kelátképző ágens. Az ismert eljárások további hátránya, hogy a kelátképzők már közepesen lúgos pH-értéken sem állandók. 25 A találmány célja az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölésével olyan eljárás kidolgozása, amely egyszerű és olcsó módon teszi lehetővé környezetbarát, vagyis magas fémtartalmú és lúgos pH-értéken is állan- 30 dó fémkelátok előállítását. A találmány alapja az a felismerés, hogy ha formaldehid, ammónium-hidroxid és glicin meghatározott mólarányban való elegyítésével előállított kelátképző addukthoz 35 vas(III)-ionokat,ammónium-p-fenol-szulfonátot és a vas (III) -ionokkal legalább azonos moláris mennyiségű ammónium-hidroxidot adagolunk, az így kapott vas(III)-kelát az eddig ismert vaskelátoknál lényegesen több va- 40 sat tartalmaz kelát-kötésben. A találmány további alapja az a felismerés, hogy ha az így kapott vas (III)-keláthoz a megkötni kívánt egyéb fémion (oka) t „ tartalmazó só(ka)t, valamint e só(k) molá- 5 ris mennyiségével legalább azonos mennyiségű ammónium-hidroxidot adunk, akkor az így kapott fémkelát az eddig ismert fémkelátoknál lényegesen több fémet tartalmaz ke- 50 lát-kötésben. Ez a felismerés azért meglepő, mert a technika állása szerint nem volt várható, hogy a fémkelát fémmegkötő képessége pusztán ammónium-hidroxid hozzáadásával tovább növelhető. Ez a felismerés azért 55 is meglepő, mert a hasonló komponensekből az ismert eljárásokkal előállított kelátképzők legfeljebb 2 mól fémsót vagy va s ( 111 ) - -sót tudnak megkötni, vagyis az volt várható, hogy a találmány szerinti eljárással » előállított kelátképzőhöz 2 mólnál nagyobb mennyiségben adagolt fémsók jelentős hányada az ammónium-hidroxid hatására vízben oldhatatlan fémhidroxidok, ill. vas(III)-hidroxid formájában az oldatból ki fog válni. Az elmondottakból következik, hogy a ta- 65 lálmány szerinti eljárással előállított fémke-2
