EDTA Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ 100g

EDTA Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ 100g

EDTA Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ 100g tetra-Sodium salt dihydrate

C₁₀H₁₄N₂Na₂O₈·2H₂O

Ένυδρο άλας

CAS No: 10378-23-1

Φυσικοχημικές Ιδιότητες

Μοριακός τύπος: C₁₀H₁₄N₂Na₂O₈·2H₂O
Μοριακό βάρος: 416.2 g/mol
Διαλυτότητα στο νερό:~ 10g/100 g H2O
Εμφάνιση: Λευκό κρυσταλλικό άοσμο στερεό

Χημική Δομή

Ασφάλεια και αποθήκευση

Διαβρωτικό     Προκαλεί ερεθισμό στα μάτια και στο δέρμα

Τοξικολογικές έρευνες έδειξαν ότι το EDTA δρα ως κυτταροτοξική (cytotoxic) και ασθενώς γονοτοξική (mutagenic) ουσία σε πειραματόζωα, όχι όμως ως καρκινογόνο. Η λήψη EDTA από το στόμα έχει αποδειχθεί ότι προκαλεί αναπαραγωγικά και αναπτυξιακά προβλήματα, ως αποτέλεσμα της σύμπλεξης μετάλλων χρήσιμων για τον ανθρώπινο οργανισμό. Το πρώτο μέταλλο που συμπλέκεται είναι το ασβέστιο και κατά πάσα πιθανότητα ακολουθεί ο ψευδάργυρος. Για το δινάτριο άλας του EDTA (Na2H2EDTA) αναφέρονται τιμές LD50 2000-2300 mg/kg για αρουραίους και κουνέλια (λήψη από το στόμα). Η μέγιστη αποδεκτή ημερήσια λήψη του συμπλόκου Na2CaEDTA έχει καθοριστεί στα 2,5 mg/kg (FAO/WHO 1974) και του συμπλόκου NaFe(III)EDTA στα 0,8 mg/kg (FAO/WHO 2000).

Γενικά το EDTA και τα άλατά του δεν θεωρούνται ως επικίνδυνες τοξικές ουσίες και δεν απαιτούν ιδιαίτερες προφυλάξεις κατά την κανονική χρήση τους. Τα προβλήματα τοξικότητας μπορεί να προκύψουν μόνο μετά από μακροχρόνιες εκθέσεις σε μεγάλες ποσότητες στο εργασιακό περιβάλλον, όπως π.χ. στις βιομηχανίες παρασκευής EDTA. Αντίθετα το EDTA έχει πολλές φαρμακευτικές εφαρμογές, προστίθεται στα καλλυντικά, όπως και στα τρόφιμα (ως NaFe(III)EDTA), επειδή αυξάνει τη βιοδιαθεσιμότητα του σιδήρου, ειδικά για άτομα με αναιμία ή έλλειψη σιδήρου. To NaFe(III)EDTA έχει προταθεί για ενίσχυση (fortification) του άρτου και των δημητριακών που καταναλώνονται ως πρωϊνή τροφή (cereals). Η χρήση EDTA σε καλλυντικά σε χαμηλές συγκεντρώσεις έχει αποδειχθεί ασφαλής

Διατηρείται σε θερμοκρασία δωματίου

Αναλυτική περιγραφή

Το αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ (εδετικό οξύ, edetic acid ή απλά EDTA) είναι ο γνωστότερος και πλέον τυπικός εκπρόσωπος μιας σειράς ενώσεων, οι οποίες γενικά ονομάζονται αμινοπολυκαρβοξυλικά οξέα και χαρακτηρίζονται από μια εξαιρετικά έντονη συμπλεκτική ικανότητα ως προς τα περισσότερα μεταλλοϊόντα.

Το EDTA παρασκευάστηκε για πρώτη φορά το 1935 από τον χημικό Ferdinand Munz της Γερμανικού βιομηχανικού συγκροτήματος I. G. Farbenindustrie, σε μια προσπάθεια παρασκευής ενός ισχυρού συμπλεκτικού αντιδραστηρίου των ιόντων ασβεστίου και άλλων μετάλλων. ‘Ενα συνθετικό ισχυρό συμπλεκτικό μέσο θα αντικαθιστούσε το ευρύτατα χρησιμοποιούμενο κιτρικό οξύ για την “αποσκλήρυνση” του ύδατος. Η Γερμανία πραγματοποιούσε μέχρι τότε εισαγωγές μεγάλων ποσοτήτων κιτρικού οξέος που θα ήταν αδύνατον να συνεχισθούν κατά τον επικείμενο πόλεμο.

Μια ισχυρά συμπλεκτική ουσία θα εύρισκε πολλές εφαρμογές στη βιομηχανία, αλλά και σε διάφορα οικιακά προϊόντα (κυρίως απορρυπαντικά) για τη “χημική αποσκλήρυνση” του ύδατος. Επιπλέον, εάν η τοξικότητα της ουσίας αυτής βρισκόταν μικρή, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για ιατρικούς σκοπούς κυρίως ως αντίδοτο σε δηλητηριάσεις από βαρέα μέταλλα (π.χ. Hg, Pb, Cu), αλλά και για την αντιμετώπιση παθολογικών καταστάσεων όπως η υπερασβεστιαιμία.

Ο τρόπος σύνθεσης του EDTA, που χρησιμοποίησε ο Munz, ήταν ιδιαίτερα απλός και βασιζόταν στην άμεση αντίδραση αιθυλενοδιαμίνης με μονοχλωροξικό οξύ σε αλκαλικό περιβάλλον:

Μετά τη διαπίστωση της εξαιρετικής συμπλεκτικής ικανότητας του EDTA αναζητήθηκαν και άλλες συνθετικές οδοί παρασκευής του σε μεγάλες ποσότητες και με χαμηλό κόστος. Σήμερα το EDTA παρασκευάζεται βιομηχανικά με βάση την ακόλουθη αντίδραση της αιθυλενοδιαμίνης με φορμαλδεΰδη και κυανιούχο νάτριο:

Η παραγόμενη αμμωνία απομακρύνεται για να περιορισθεί ο σχηματισμός ως παραπροϊόντος ενός άλλου αμινοπολυκαρβοξυλικού οξέος, του νιτριλοτριοξικού οξέος (ΝΤΑ) με τύπο N(CH2COOH)3, που αποτελεί την κυριότερη πρόσμιξη του EDTA. Με οξίνιση του μίγματος το EDTA καθιζάνει ως σχετικά δυσδιάλυτο ελεύθερο οξύ, ενώ το περισσότερο διαλυτό NTA παραμένει στο διάλυμα.

Η ετήσια παραγωγή του EDTA είναι περίπου 100.000 μετρικοί τόνοι, από τους οποίους 35.000 τόνοι παράγονται στην Ευρώπη. Προσφέρεται στο εμπόριο με διάφορα εμπορικά ονόματα (Celon A, Gluma cleanser, Nervanaid B acid, Trilon BS, Versene, Vinkei 1000, YD-30, Dissolvine Z). Στο παραπλεύρως διάγραμμα παρουσιάζονται οι κυριότερες χρήσεις των αμινοπολυκαρβοξυλικών οξέων. Σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις το EDTA χρησιμοποιείται για τη δέσμευση μεταλλικών ιόντων που κατά τον ένα ή άλλο τρόπο θα δημιουργούσαν κάποιο πρόβλημα. Μια γενική παρουσίαση των εφαρμογών του EDTA παρέχεται στην.

Χαρτοβιομηχανία: Οι μεγαλύτερες ποσότητες του EDTA χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες χαρτοπολτού και χάρτου. Το EDTA (μαζί με το DTPA) δεσμεύει μικροποσότητες μεταλλοϊόντων, τα οποία αν παραμείνουν στον χαρτοπολτό δυσχεραίνουν τη διαδικασία λεύκανσής του με H2O2, προκαλώντας την καταλυτική του διάσπαση. Σημειώνεται ότι ο αποχρωματισμός του χαρτοπολτού με Η2Ο2 αντικαθιστά την παλαιότερη μέθοδο αποχρωματισμού με χλώριο, όπου τα μεταλλοϊόντα δεν αποτελούσαν πρόβλημα.

Απορρυπαντικά: Μεγάλες ποσότητες EDTA χρησιμοποιούνται στην παραγωγή απορρυπαντικών βιομηχανικής, οικιακής και νοσοκομειακής χρήσης, όπως και στα καθαριστικά αυτοκινήτων. Ο ρόλος του EDTA είναι πολλαπλός: δεσμεύει τα ιόντα Ca²⁺ και Mg²⁺ από τα “σκληρά” φυσικά ύδατα, τα οποία αντιδρώντας με τα ανιοντικά απορρυπαντικά θα εξουδετέρωναν την απορρυπαντική τους δράση, επιπλέον σταθεροποιεί τα υπερβορικά άλατα (λευκαντικοί παράγοντες) δεσμεύοντας μεταλλικά ιχνοστοιχεία που θα κατέλυαν τη διάσπασή τους. Ακόμη αποτρέπει το σχηματισμό ασβεστούχων αποθέσεων (scales), που θα καταστρέφανε μηχανικά συστήματα (πλυντήρια) ή θα απέφρασαν σωληνώσεις και θα αχρήστευαν εναλλάκτες θερμότητας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις.

‘Ιδια δράση με το EDTA παρέχουν και τα πολυφωσφορικά άλατα, αλλά για να αποφευχθούν τα φαινόμενα ευτροφισμού από απόβλητα πλούσια σε φωσφορικά, καταβάλλεται προσπάθεια αντικατάστασής τους με άλατα αμινοπολυκαρβοξυλικών οξέων. Η σχετικά μικρή ταχύτητα διάσπασης του EDTA στο περιβάλλον σε συνδυασμό με την ικανότητά του να αποσπά τοξικά μέταλλα που είχαν παγιδευτεί σε ιζήματα και να τα επαναφέρει στο περιβάλλον, έχει οδηγήσει σε απαγορεύσεις της χρήσης του και στην αντικατάστασή του (τουλάχιστον στα απορρυπαντικά βιομηχανικής χρήσης) με άλλες ταχύτερα διασπώμενες συμπλεκτικές ενώσεις, όπως το αιθυλενοδιαμινο-Ν,Ν’-διηλεκτρικό οξύ (ethylene diamino-N,N’-disuccinic acid, EDDS) .

Τρόφιμα – Φάρμακα – Γεωργικά προϊόντα: Το EDTA έχει εγκριθεί από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (Food and Drug Administration, FDA) ως συντηρητικό σε πακεταρισμένα τρόφιμα, σε βιταμίνες και σε παιδικές τροφές. Προστίθεται ως σταθεροποιητής, για να προλάβει την αλλοίωσή τους λόγω οξειδωτικών αλλοιώσεων που καταλύονται από ελεύθερα μεταλλικά ιόντα. ‘Ετσι το πρόσθετο (Ε-ουσία) Ε385 είναι το άλας Na2CaEDTA και το Ε386 είναι το Na2H2EDTA. Τυπικά αυτές οι Ε-ουσίες χαρακτηρίζονται ως “συμπλεκτικά μέσα” (sequestrants, to sequester: αποσπώ, διαχωρίζω).

Το EDTA προστίθεται σε αναψυκτικά που περιέχουν ασκορβικό οξύ και βενζοϊκό νάτριο (ως συντηρητικό) για να δεσμεύσει ιχνοποσότητες ιόντων Cu²⁺. ‘Εχει αναφερθεί ότι τα ιόντα Cu²⁺ καταλύουν την αποκαρβοξυλίωση των βενζοϊκών από το ασκορβικό με σχηματισμό ιχνοποσοτήτων καρκινογόνου βενζολίου (C6H5COOH  C6H6 + CO2) .EDTA προστίθεται στα καλλυντικά για να βελτιώσει τη σταθερότητά τους. Στα προϊόντα καταναλωτή (τρόφιμα και φαρμακευτικά σκευάσματα), όπως και στα καθαριστικά διαλύματα φακών επαφής για να αποφευχθεί η θόλωση των φακών από αποθέσεις αλάτων του ασβεστίου. Στη βιομηχανία προϊόντων γάλακτος και μπύρας χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό κηλίδων από τις φιάλες γάλακτος και μπύρας.

Στη γεωργία το EDTA χρησιμοποιείται για την εισαγωγή συμπληρωμάτων στοιχείων και ιχνοστοιχείων στα λιπάσματα με τη μορφή υδατοδιαλυτών σταθερών και καλύτερα προσλαμβανόμενων συμπλόκων. Ιχνοστοιχεία στη μορφή συμπλόκων με EDTA μπορούν να προσληφθούν εύκολα μέσω του φυλλώματος του φυτού.

Διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το σύστημα Fe(II)-EDTA/Fe(III)-EDTA. Το σύμπλοκο Fe(III)-EDTA δρα ως “αναγεννώμενο” και “περιβαλλοντικά φιλικό” ήπιο οξειδωτικό μέσο. Ουσιαστικά δρα ως καταλύτης οξείδωσης πολλών χημικών ρύπων από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο. ‘Ετσι, π.χ. χρησιμοποιείται για την απαλλαγή βιομηχανικών απαερίων από το υδρόθειο αναγόμενο προς Fe(II)-EDTA, το οποίο εύκολα επανοξειδώνεται προς Fe(III)-EDTA από το οξυγόνο του αέρα, σύμφωνα με τον παραπλεύρως κύκλο. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε ουδέτερο έως ελαφρά αλκαλικό περιβάλλον. Το σύστημα απλών αλάτων Fe(III)/Fe(II) δεν θα παρείχε ικανοποιητικά αποτελέσματα, λόγω καθίζησης του σιδήρου ως Fe(OH)3 και FeS. Το σύμπλοκο Fe(III)-EDTA χρησιμοποιείται για την οξειδωτική διαλυτοποίηση των κόκκων αργύρου από τα φωτογραφικά φιλμ. Ανάλογο σύστημα χρησιμοποιείται σε βιοκαθαρισμούς και για την απομάκρυνση των οξειδίων αζώτου (ΝΟx) κατά τον καθαρισμό απαερίων (καυσαερίων, flue gases) .

Στη βιομηχανία πετρελαίου, προστίθεται στο σημείο της εξόρυξης για να παρεμποδίσει αποθέσεις στις σωληνώσεις. Εκτιμάται ότι σε μια πλατφόρμα εξόρυξης πετρελαίου χρησιμοποιείται ένας τόνος EDTA την ημέρα για τους σχετικούς καθαρισμούς .

Στην υφαντουργία χρησιμοποιείται για δέσμευση του ασβεστίου από το νερό επιτρέποντας στα διάφορα “στερεωτικά” χρωμάτων ή προστύμματα (mordants) να δράσουν ομαλά χωρίς να δημιουργούν τοπικές κηλίδες χρωμάτων κατά τη βαφή .

Το EDTA στην ιατρική: To EDTA έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε περιπτώσεις δηλητηριάσεων από βαρέα μέταλλα. Ενώ τα ελεύθερα ιόντα των βαρέων μετάλλων έχουν καταστρεπτικές ιδιότητες συνδεόμενα με πρωτεΐνες, αναστέλλοντας τη λειτουργία τους ή καταστρέφοντάς τις, έχει διαπιστωθεί ότι χάρις στην εξαιρετική σταθερότητά τους, τα σύμπλοκά τους με το EDTA έχουν περιορισμένη έως και μηδενική τοξικότητα και μπορούν να απομακρυνθούν από το αίμα μέσω των νεφρών.

Η χορήγηση EDTA σε περιπτώσεις δηλητηριάσεων από βαρέα μέταλλα (κυρίως Pb και Hg) είναι μια γνωστή και επιτυχημένη ιατρική πρακτική. Στους ασθενείς χορηγείται ενδοφλεβίως διάλυμα της χηλωτής ένωσης του EDTA με ασβέστιο (Na2CaEDTA) για να αποφευχθεί η απασβεστίωση του οργανισμού, που θα προέκυπτε εάν χορηγούταν το απλό άλας του EDTA με νάτριο (Na2H2EDTA). ‘Ετσι, στον οργανισμό πραγματοποιείται αντίδραση αντικατάστασης (π.χ. CaEDTA^2- + Pb²⁺   PbEDTA^2- + Ca²⁺) και το βαρύ μέταλλο (λόγω μεγαλύτερης σταθεράς σχηματισμού ΚΜΥ) αντικαθιστά το ασβέστιο στο σύμπλοκο και απομακρύνεται από τον οργανισμό ως αβλαβές σταθερό σύμπλοκο.

Πέραν της γενικά αποδεκτής χρήσης του EDTA για την αποτοξίνωση του οργανισμού από βαρέα μέταλλα, έχει προταθεί από πολλούς (από το 1960) η ονομαζόμενη θεραπεία χήλωσης (chelation therapy). Πρόκειται για μια συντηρητική θεραπεία κατά την οποία χορηγούνται σε τακτά διαστήματα μικρές ποσότητες ελεύθερου EDTA με σκοπό την απομάκρυνση αποθέσεων ασβεστίου από τις αρτηρίες, ώστε να προληφθεί η αρτηριοσκλήρωση, αλλά και τοξικών μεταλλοϊόντων που έχουν τάση συσσώρευσης στον οργανισμό προκαλώντας ποικιλία προβλημάτων. Τα αποτελέσματα της θεραπείας αυτής έχουν αμφισβητηθεί από την ευρύτερη ιατρική επιστημονική κοινότητα και η θεραπεία αυτή έχει ενταχθεί στις ονομαζόμενες εναλλακτικές ιατρικές μεθόδους (ομοιοπαθητική, βελονισμός κ.α.), που ωστόσο διαθέτουν πολλούς οπαδούς.

Στην οδοντιατρική χρησιμοποιούνται πυκνά διαλύματα EDTA (μέχρι και 17-18% σε ουδέτερο ρυθμιστικό διάλυμα) ή σε μορφή ζελέ, για τον καθαρισμό του οδοντικού ριζικού σωλήνα (root canal) κατά τις ενδοδοντικές θεραπείες .

Το σύμπλοκο με EDTA του γ-ραδιενεργού ισοτόπου Cr-51 (χρόνος υποδιπλασιασμού: 27,8 ημέρες), χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της σπειραματικής διήθησης των νεφρών (glomerular filtration rate).

Στα βιοχημικά εργαστήρια χρησιμοποιείται ως αντιπηκτικός παράγοντας (anticoagulant) (εμποδίζει τη θρόμβωση) σε δείγματα αίματος όπως και σε αναλυτικά όργανα εξέτασης αίματος. Η δράση του βασίζεται στη δέσμευση των ιόντων ασβεστίου που εμπλέκονται στον μηχανισμό πήξης του αίματος. Συνήθως, οι σωλήνες αιμοληψίας περιέχουν μικρή ποσότητα στερεού άλατος EDTA (K2H2EDTA, K3HEDTA, Na2H2EDTA). Ποτέ όμως δεν χορηγείται EDTA ως αντιθρομβωτικό φάρμακο .