[发明专利]包含氨基羧酸类螯合剂的组合物

说明书

本发明描述了具有选自（A）和（B）的通式的氨基羧酸盐螯合剂：其中R₁至R₅如本文中进一步限定的那样。还描述了含有这些氨基羧酸盐螯合剂中的至少一种的组合物。该组合物可用作例如用于洗涤衣物的洗涤剂组合物和用于清洁餐具（特别是使用自动餐具洗涤设备清洁餐具）的组合物。

技术领域

本发明总体上涉及可用作螯合剂的氨基羧酸类化合物；用于制造此类化合物的方法；和包含此类化合物的组合物。

背景技术

螯合剂是化学化合物，通常是有机性质的，其用于从含金属离子的体系例如水溶液、加工物流等中捕获、结合或除去金属离子。螯合剂（有时也称为多价螯合剂）包含多齿配体并通过形成一个或多个化学键或以其它方式与金属离子缔合或配位来起作用。

螯合剂可用于广泛的应用，包括家用和工业清洁配制物、水处理、纸浆和纸以及制造、农业和纺织品处理。在家用和工业清洁组合物领域中，其中螯合剂起关键作用的两个具体实例对于消费者和制造商二者来说是受到重要关注的：衣物清洁组合物和餐具清洁组合物。在洗衣组合物中螯合剂的主要功能在于通过除去金属离子如铁和锰来改善组合物的清洁和去污性能。在餐具清洁组合物（特别是用于自动洗碗机的洗涤剂）中，螯合剂的主要功能在于通过除去钙、镁和其它金属来降低水硬度和减少相关的水垢以及餐具上的水斑。更通常地，在各种最终用途应用中具有效用的最通用的螯合剂将平衡许多重要特征，例如良好的溶解性；对一种或多种关键金属（包括Fe²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺和Ca²⁺）的强结合亲和力；低毒性；和较高的生物降解可能性或趋势。

在现有技术中，如美国专利号3,451,928、EP 286342 A2和CN 102796623所举例说明的那样，使用磷酸类作为清洁配制物中的螯合剂；然而，当存在于自然水体中时这些材料被认为具有有害作用，据称产生藻华并且使鱼类缺乏氧气。因此，在这些配制物中使用磷酸类已经受到阻碍，并且事实上在一些管辖区域中政府实体已经禁止在这些配制物中使用磷酸类。

还研究了氨基羧酸类作为螯合剂的效用。乙二胺衍生物（如EDTA和DTPA）或柠檬酸钠已经作为螯合剂在商业上销售了许多年；然而，它们均未表现出目前清洁配制物所要求的生物降解性或性能水平。如美国专利号5,849,950和5,786,313中所述，甲基甘氨酸二乙酸（MGDA）和/或其盐在餐具清洁组合物中作为洗涤剂助洗剂和多价螯合剂具有效用；然而，适于商业制造这种材料的方法涉及使用不期望的反应物（如甲醛和氰化物化合物），并且可能产生有毒副产物，如次氮基三乙酸（NTA）。而且，在餐具清洁应用中MGDA的存在可能损坏印刷在玻璃器皿上的装饰图案或文字。此外，制造MGDA的成本通常转化为将其从除了最高性能和最昂贵的清洁配制物之外的所有清洁配制物中排除的价格。另一种具有一定程度的生物降解性但制造成本（和因此市售价格）类似高的现有技术螯合剂是乙二胺-N,N'-二琥珀酸、或其碱金属盐、碱土金属盐、铵盐或取代铵盐，或其混合物。例如在美国专利号4,704,233中描述了乙二胺-N,N'-二琥珀酸，尤其是(S,S)异构体。

因此，一直需要一种螯合剂，其具有生物降解性、竞争有效性和与现有供应品相比时较低的成本，并且其可以使用环境友好的反应物和方法来制造。

发明内容

在第一方面，本发明涉及具有选自以下的结构式的氨基羧酸类螯合剂：