edta镍 EDTA：螯合剂的代表性物质，性质、用途及制备方法

edta镍 EDTA：螯合剂的代表性物质，性质、用途及制备方法

EDTA，即乙二胺四乙酸，俗称依地酸，是一种有机化合物，化学式为。常温常压下为白色粉末。可由乙二胺与氯乙酸钠反应后酸化而得。也可由乙二胺与甲醛和氰化钠反应得到四钠盐，再用硫酸酸化而得。

EDTA是螯合剂的代表物质，能与碱金属、稀土元素、过渡金属形成稳定的水溶性配合物，EDTA分子中有两个氨氮原子和四个羧基氧原子，一个EDTA分子中有六个配位原子，络合能力强，能与金属离子成键，可作为四齿配体或六齿配体，而大多数金属离子的配位数为4或6。

白色、无臭、无色结晶性粉末，熔点250℃（分解）。不溶于乙醇及一般有机溶剂，微溶于冷水，溶于氢氧化钠、碳酸钠和氨水的水溶液。溶于5%以上无机酸，也溶于氨水和160份沸水。其碱金属盐易溶于水。

当溶液中存在金属离子时，EDTA就像螃蟹的大钳子一样把金属离子夹住，使金属离子难以发生正常的价态反应，俗称螯合作用。

以钙、镁、铁、铜、锰等离子为例，它们在稀溶液中以二价阳离子的形式存在，与阴离子反应生成盐类而沉淀，比如日常生活中经常遇到的茶壶内壁的茶垢现象。

与金属离子形成复合物

EDTA 于 1935 年由科学家 F. Munz 首次合成。它由乙二胺 (C₂H₈N₂)、氰化钠 (NaCN 或 HCN) (sinax, 2011) 和甲醛 (HCHO) 合成。

EDTA 是 1948 年引入该行业的第一个商业产品。许多人认为 EDTA 化合物价格低廉，全球需求量巨大（约 30 万吨）。这些商业产品以盐的形式存在。例如：，，，，...（EPA，2004 年）。

EDTA是氨基多酸的一种，其生产装置一般都转而生产另外两种重要的氨基多酸产品，即DTPA和HEDTA。国外氨基多酸（EDTA、DTPA、HEDTA）装置主要集中在美国、西欧和日本。2008年美国、西欧和日本的EDTA产量分别约为4.8万吨（折合100%干酸，下同）、4.1万吨和6000吨；这三个地区也是全球EDTA的主要消费区，2008年的消费量分别约为4.2万吨、3.9万吨和7000吨。

在发达国家属于成熟产品，消费量增长缓慢，2008年美国、西欧、日本消费量均在15万吨以上。2000~2005年间，全球年均消费量增长率在2%~3%之间，2005~2010年间将降至2%以下。2008年我国EDTA产量超过5000吨/年，年均增长率为8%，2011年产量突破2万吨，但多数厂家采用的是氯乙酸法，生产成本高，难以与氰化钠法设备和进口产品竞争。

EDTA及其盐的生产方法有两种：氯乙酸法和氰化钠法。美国陶氏化学、汽巴-嘉基、WR格拉克公司和日本日本化学、昭和电工均有氰化钠法EDTA及其盐生产技术。我国四川天然气化工研究院有氰化钠法工业化生产技术。

在我国EDTA的应用领域中，需求量最大的是化妆品、洗涤剂、纺织、化工等行业，占EDTA总需求量的1/3以上。EDTA可用作食品添加剂、洗涤剂添加剂、医疗等。

1.食品应用

食品级EDTA纯度可达99%以上，是一种广泛使用的食品添加剂，也是防止油脂氧化的抗氧化剂，广泛用作抗氧化剂、防腐剂、螯合剂，防止金属离子引起的变色、变质、浑浊、维生素的氧化损失等。

EDTA 被广泛用作稳定剂，它可以消除导致食物腐败的酶所需的金属辅因子，并保持食物的颜色和风味。

EDTA 被广泛用作定型剂，它与食品在加工阶段或储存过程中残留的金属痕迹有关，防止金属与食品发生反应，从而损坏包装食品的颜色和内容物。

EDTA 被广泛用作着色剂，被添加到蛋黄酱、番茄酱、果酱、蜜饯和沙拉酱等酱料中以保持其颜色和风味。它也用于保持一些软饮料的颜色。

其他饮料如威士忌、伏特加、朗姆酒等都含有EDTA，可以阻止含有抗坏血酸和苯甲酸钠的饮料中致癌物质苯的产生。

EDTA 有助于保持炼乳和脱脂牛奶的质地和风味。

还可用于酱菜及罐头食品、饮料、食品（根据美国FDA规定，乙二胺四乙酸二钠可用于香肠、沙拉酱、蛋黄酱、谷物食品）、水产养殖等。

当然，作为食品添加剂，添加量当然是越多越好。从饮食搭配的角度来说，蜜饯类零食虽然可以作为健康饮食的一部分，但由于这类食品含糖量高、能量高、钠含量高，不宜食用过多。同时，在选择这类食品时，也需要注意它们执行的国家标准，比如GB 2760-2014《食品安全国家食品添加剂使用标准》，其中就详细规定了不同食品中添加的EDTA的最大限量。

查阅《化妆品安全技术规范（2015版）》，并未发现乙二胺四乙酸二钠被列为禁用或限用物质。

有了EDTA的保护，才能保证一些加工食品“完好无损”地食用，防止氧化变质，抑制微生物的增殖，延缓食品腐败。换言之，没有它们的存在，我们就无法“随心所欲”、“随心所欲”地享用各种美食。

2. 化妆品应用

EDTA是优良的钙镁离子螯合剂，用于乳液聚合用水的螯合剂，可除去Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等金属离子，降低金属离子对整个体系的氧化作用。

EDTA最早应用于化妆品中，是将其添加到肥皂或洗面奶中，可以软化硬水（其机理是EDTA能螯合金属离子），使皂基泡沫更丰富、更持久。

随后在20世纪50年代末，研究发现EDTA可以提高化学防腐剂的抗菌性能，因而在化妆品行业受到更多的重视。

在化妆品配方中添加0.05%-0.2%的EDTA，这些EDTA就会溶于水并牢固地与金属离子结合，使其无法与阴离子发生反应，从而防止或减轻上述不良现象的发生。

对金属离子敏感的多为含有离子型表面活性剂，尤其是阴离子型表面活性剂，往往需要使用螯合剂，离子型表面活性剂包括阳离子表面活性剂（如季铵盐）、阴离子表面活性剂（其阳离子多为钠离子或钾离子）和两性离子表面活性剂（包括卵磷脂型、氨基酸型、甜菜碱型等）。

还用作厌氧胶的络合剂，即用EDTA处理甲基丙烯酸二酯，除去过渡金属离子，消除能促进过氧化物分解的影响，对提高厌氧胶的稳定性很有效果。

添加EDTA还可以起到防腐剂的作用。

EDTA还能使化妆品的pH值与人体皮肤的pH值保持相近，从而避免对皮肤产生强烈的刺激。

在这种情况下，每当金属离子的存在可能对化妆品配方系统产生实际或潜在的不利影响时，就需要添加 EDTA。

但EDTA在水中的溶解度较低（室温下为0.02g/100mL），而EDTA二钠的溶解度较高（11.1g/100mL），因此，为方便使用，化妆品中一般采用EDTA的钠盐。

除了乙二胺四乙酸二钠，还有乙二胺四乙酸四钠也具有良好的水溶性，但四钠的pH值呈强碱性，而乙二胺四乙酸二钠呈弱酸性，所以化妆品中最常用的还是乙二胺四乙酸二钠。人们常说的EDTA，一般都是指乙二胺四乙酸二钠。虽然这两者并不容易被生物降解。

当然，还有其他螯合剂可以替代EDTA二钠，如辛酰羟肟酸、植酸钠等，效果较好的还有谷氨酸二乙酸四钠(GLDA)和甲基甘氨酸二乙酸四钠(MGDA)，其中48%重量来自天然植物产品，易生物降解，28天内生物降解率超过80%。

当然，由于其分子小，螯合金属离子能力强，很容易渗透皮肤被吸收，可能会与人体组织争夺微量金属离子，从而引起一系列刺激或其他有害作用。

但从它在眼药水中的使用情况可以看出，主要是用量的问题，而且它在洗涤剂类化妆品中的刺激性并不一定比离子型表面活性剂强，目前为止，还没有发现EDTA二钠在化妆品中使用导致过敏或进一步危害的例子。

即便如此，仍有主流天然有机护肤品牌将“NO EDTA”作为标准之一，例如瑞士洗涤剂协会就通过决议，不允许洗涤剂含有EDTA成分，主要出于对大规模使用和排放对环境危害的担忧。

自2009年起，企业被要求在产品上列出所有成分，但很多企业出于对消费者的顾虑，依然没有列出成分，从而实现了“纯天然、无添加”等虚假宣传，导致很多列出成分的企业被指“使用有害添加剂”。其实，作为消费者，我们也应该在了解真相后，提高辨别能力，选择对自己最有利的产品。

EDTA二钠在化妆品中的添加量一般为0.05-0.2%，而且化妆品不同于食品，根据化妆品的特性，每次使用少量，在皮肤强大的屏障作用下，吸收量非常少，我个人觉得没必要为此担心。

有人认为添加了EDTA二钠的产品重金属含量超标，这是一个矛盾的命题。既然厂家为了某种效果而添加过量的重金属，那为何还要添加EDTA二钠来控制金属离子的活度呢？其实，在质检部门的检测中，都是用硝酸进行消解，添加螯合剂一般不会对消解结果产生影响。因此，无论添加何种螯合剂，都不会对重金属检测结果产生影响。

总之，EDTA二钠在化妆品中虽然并不完美，但对化妆品的贡献还是很大的。对于含有多肽或植物提取物较多的体系，即使不使用EDTA二钠，最好还是用其他螯合剂。由于EDTA二钠在化妆品中的使用历史悠久，应用广泛，在合理的用量下，不必过于担心其安全性。

3.EDTA的医疗功效。

重金属在人体内积累会对人体各个器官造成严重的损害，特别是呼吸系统、神经系统、生殖系统和消化系统等。螯合疗法是重金属中毒的主要治疗方法，而EDTA是螯合疗法中最常用的药物。

EDTA 是一种重要的螯合剂，其配方为钙二钠 EDTA，可防止其与体内的钙结合。EDTA 的另一种形式，即 EDTA 二钠，具有螯合体内钙的能力。

更重要的是，EDTA可以与二价和三价金属螯合，形成稳定的可溶性金属配合物，通过肾脏随尿液排出。

所以，二战末期，在电池工厂和为美国海军舰艇涂铅漆的工人，由于接触大量铅，严重受到铅中毒的影响。当这些人服用 EDTA 时，它能很好地清除体内的铅。从那时起，EDTA 就成为治疗严重铅中毒的重要手段之一。

20世纪50年代，EDTA及其制剂在临床上用于治疗铅中毒，能有效地帮助患者排除体内90%以上的铅。此外，EDTA对铜、锌、铁、锰、镉、钒、钴及一些放射性元素如钍、铀、镭、钚等的排泄也有一定的促进作用。

EDTA常用于治疗重金属中毒及动脉粥样硬化等血管疾病，EDTA金属离子螯合剂能与金属离子形成化学惰性、无毒的螯合物，并具有进入细胞膜清除细胞内有毒金属的能力。

EDTA在牙齿修复治疗中应用十分广泛，常见的用途有牙颈部非龋硬化牙本质粘接的预处理、瓷贴面与牙本质粘接的处理、钙化根管的预备等。EDTA能与牙本质中的羟基磷灰石的钙离子形成稳定的螯合物，使根管内牙本质软化，使器械更易进入，使根管预备更顺利，使根管形成更完整。临床上常用的是EDTA凝胶，用ISO器械将EDTA导入根管内，3-5分钟后与牙本质中的羟基磷灰石中的钙离子发生反应，形成稳定的螯合物，同时软化根管壁，其中的过氧化脲和聚乙二醇起到有效的清洁和润滑作用。

采血管试剂中的血液抗凝剂有很多种，其中一种抗凝剂应用比较广泛，那就是EDTA钾盐。EDTA钾盐的种类很多，其中比较常用的是二钾盐。EDTA二钾盐也被国际血液学标准化委员会推荐为血细胞计数和分类的首选抗凝剂。EDTA二钾盐对血液中的钙离子有很强的亲和力，能与钙离子络合，阻止凝血酶原转化为凝血酶，从而起到抗凝血液的作用。

配制EDTA时应注意以下禁忌：

EDTA 螯合锌并使胰岛素无效；

当EDTA及其盐与肠外营养液混合时，肠外营养液中的微量金属会被螯合；

EDTA与其盐类与强氧化剂、强碱及高价金属离子如铜、镍及铜合金不相容；

EDTA或其二钠盐呈弱酸性，能与碳酸盐反应放出二氧化碳，与金属反应生成氢气。

4. EDTA的抗菌能力

其抗菌机理是EDTA能与微生物细胞壁中的金属离子结合，从而增加微生物细胞壁的通透性，有利于抗菌药物的穿透和作用。

主要用于对抗革兰氏阴性菌，如大肠杆菌、痢疾杆菌、肺炎克雷伯杆菌、霍乱弧菌等，尤其对铜绿假单胞菌有较好的抗菌作用，即使单独使用，也能产生明显的杀菌作用。

实验表明，不添加其他化学防腐剂，单独使用的EDTA，就能杀死99.99%的铜绿假单胞菌，当浓度降至时，铜绿假单胞菌的死亡率在57%~99.5%之间。

此外，EDTA对某些酵母菌、霉菌也有很好的作用，但一般不建议单独使用，最好与其他防腐剂配合使用，才能发挥更好的抗菌效果。

5. 其他应用

EDTA还可用作彩色感光材料冲洗的漂白定影剂、染色助剂、纤维加工助剂、洗涤剂、稳定剂、合成橡胶聚合引发剂等。

EDTA还常用于金属表面的清洁和处理，防止铜、铁、镁、钙等金属元素的附着。

EDTA具有广泛的配位能力，能与几乎所有的金属离子形成稳定的螯合物，而且其金属螯合物在微酸性条件下具有良好的溶解性。由于其金属离子螯合物具有良好的水溶性，在用水设备清洗中得到越来越多的研究和应用。

EDTA系列螯合剂中的Cu、Ca、Fe、Mg、Zn等金属盐具有溶解性好、易吸收等优点，成为良好的微肥来源。而且这些螯合金属盐相互混合后不影响其溶解性，有利于其作为多元复合微肥使用。而且EDTA有羧基参与反应，可生成钾盐、铵盐等，在补充微量元素的同时，可补充钾肥和氮肥。

由于大多数核酸酶和一些蛋白酶都需要Mg离子，因此它们经常被用作核酸酶和蛋白酶的抑制剂。它们也可以用来去除被抑制的酶中的重金属离子。因此，它们经常被用于生化实验中。例如EDTA与胰蛋白酶一起使用，因为钙、镁等金属离子会降低胰蛋白酶的活性。在使用胰蛋白酶消化液时，加入EDTA，可以螯合这些离子，消除对胰蛋白酶的抑制。

EDTA滴定法是测定水泥稳定土中水泥用量最常用的方法，其简便、快速、稳定，深受公路试验检测人员的喜爱。EDTA滴定法测定水泥稳定土中水泥用量的原理是EDTA与水泥稳定土中的二价钙离子Ca2+发生反应，通过EDTA的消耗量（体积）计算出水泥稳定土中钙离子的浓度，进而计算出水泥稳定土中的水泥含量，也就是水泥用量。