DE2629542C2 - Cellulose ion exchangers and process for their production - Google Patents

Cellulose ion exchangers and process for their production

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Description

dargestellte Cellulosederivat diazotiert und anschließend durch Kupplung von kupplungsfähigen, mit Metallionen Chelate bildenden Gruppen umgesetzt. Diese Verfahren sind beschrieben in »Angewandte Makromolekulare Chemie« 50 (1976), 151 ff.cellulose derivative shown diazotized and then by coupling of couplable, with metal ions Chelating groups implemented. These procedures are described in »Applied Macromolecular Chemie «50 (1976), 151 ff.

Ionenaustauscher dieser Art können sowohl zur Abtrennung von Spurenelementen aus Wasser oder wäßriger Salzlösung wie auch zur Abtrennung der Spurenelemente aus organischen Lösungsmitteki oder Lösungsmittel·- s gemischen verwendet werden, wie es im einzelnen in der DE-OS 26 29 541 beschrieben istIon exchangers of this type can be used both for the separation of trace elements from water or aqueous Salt solution as well as for the separation of trace elements from organic solvents or solvents · - s Mixtures are used, as described in detail in DE-OS 26 29 541

Für Celluloseaustauscher der beschriebenen Art, in der η = 1 ist, läßt sich das bisher angewendete Herstellungsverfahren durch die folgenden Reaktionsgleichungen darstellen:For cellulose exchangers of the type described, in which η = 1, the manufacturing process used so far can be represented by the following reaction equations:

(1) CeIl-OH -^=/ ,. CeIl-O-CH2-CHr-SO2-^f V-NH2 (1) CeIl-OH - ^ = /,. CeIl-O-CH 2 -CHr-SO 2 - ^ f V-NH 2

+ NaOH X/+ NaOH X /

+ DMSO+ DMSO

r~S— N=N Cl- r ~ S— N = N Cl-

CeI1_o_-CH2~CH2-SO2-/ CeI1 _o_- C H 2 ~ CH 2 -SO 2 - /

(3) CeIl-O-CH2-CH2-SO2 (3) Cell-O-CH 2 -CH 2 -SO 2

\—N=N-\ —N = N-

Ein gewisser Nachteil dieser Reaktion ist darin zu sehen, daß die Ausbeute der Reaktion (2) nur mit etwa 65% der Theorie und die Ausbeute der Reaktion (3) nur mit etwa 40-60% der Theorie verläuft. Infolgedessen enthalten die so hergestellten Celluloseaustauscher in erheblichem Maß freie NH2-Gruppen und nach Zersetzung der nach Gleichung (2) gebildeten Diazoniumgruppen freie Phenolgruppen. Beide Gruppen können die Ionenaustauscher an der funktioneilen Gruppe R stören.A certain disadvantage of this reaction can be seen in the fact that the yield of reaction (2) is only about 65% of theory and the yield of reaction (3) is only about 40-60% of theory. As a result, the cellulose exchangers produced in this way contain a considerable amount of free NH 2 groups and, after decomposition of the diazonium groups formed according to equation (2), free phenol groups. Both groups can interfere with the ion exchangers on the functional group R.

Ferner ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 13 381 ein Sorptionsmaterial zum Abfangen von Metallen aus wäßrigen Lösungen bekannt, das aus einem substituierte Ammoniumgruppen enthaltenden Cellulosederivat besteht; dabei ist ein anionenbildendes Metallreagenz ionisch an die substituierten Ammoniumgruppen gebunden. Als Gerüstsubstanzen dienten insbesondere Diethylaminoethylcellulose und Triethylaminoethylcellulose. Mit diesem Sorptionsmaterial sollen Metalle in ionogen, komplex oder kolloidal gelöster Form oder in schwerlöslicher suspendierter Form aus Lösungen abgefangen werden. Das Sorptionsmaterial kann als solches oder im Gemisch mit einem inaktiven Material, z. B. Asbest, Quarz oder vorzugsweise Cellulose, eingesetzt werden. j Die Erfindung betrifft Cellulose-Ionenaustauscher der allgemeinen FormelFurthermore, from the German Offenlegungsschrift 22 13 381, a sorbent material for trapping metals known from aqueous solutions, the cellulose derivative containing substituted ammonium groups consists; an anion-forming metal reagent is ionic to the substituted ammonium groups bound. In particular, diethylaminoethyl cellulose and triethylaminoethyl cellulose were used as builder substances. With this sorption material, metals in ionic, complex or colloidally dissolved form or in sparingly soluble suspended form can be captured from solutions. The sorbent material can as such or in admixture with an inactive material, e.g. B. asbestos, quartz or preferably cellulose can be used. The invention relates to cellulose ion exchangers of the general formula

CeIl-O-CH2-CH2-SO2-X 'S—OHCell-O-CH 2 -CH 2 -SO 2 -X 'S-OH

wobei R der Rest einer kupplungsfähigen, mit Metallionen Chelatkomplexe bildenden Gruppe und Cell der Celluloserest ist.where R is the remainder of a group capable of coupling and forming chelate complexes with metal ions and Cell is the Cellulose residue is.

Geeignete funktionelle Gruppen R leiten sich von bekannten Metallreagenzien ab, beispielsweise von 8-Hydroxychinolin, Tiron, Chromotropsäure, l-(2-Hydroxyphenylazo)-2-naphthol (Phan), Alizarin S, Morin, Dithizon, Glyoxal-bis(2-hydroxyanil), N,N'-Bis(salicyliden)-l,2-diaminoethan (Sälen), 1,2-B:s(salicylidenamino)-benzol (Salphen), Ethylendiamin-N,N'-bis(o-hydroxyphenylessigsäure) (Chel I), N,N'-Di(2-hydroxybenzyl)ethylendiamin-N-N'-diessigsäure (Chel III), N-(2-Hydroxybenzyl)ethylendiarnin-N,N',N'-triessigsäure (Chel II), Thioglycolsäureamid, Diphenylcarbazid, Salicylaldoxim, 5-(4-Dimethylaminobenzyliden)-rhodanin und Thenoyltrifluoroaceton (TTA). Diese funktioneilen Gruppen zeichnen sich jeweils durch hohe Verteilungskoeffizienten für bestimmte Ionen aus, d. h. sie sind in der Lage, diese Metallionen mit hoher Selektivität zu binden. Tabelle I gibt deshalb auch die Selektivität der genannten funktionellen Gruppen für bestimmte Metallionen sowie ihre ρΚ,-Werte an. Hieraus ist ersichtlich, daß in vielen Fällen Chelatkomplexe mit sehr hohen Stabilitätskonstanten gebildet werden, durch die Ionenaustauscher dieser Art oft auch noch bei einem großen Überschuß an Fremdionen, z. B. in konzentrierten Salzlösungen, fähig sind, die jeweils von ihnen bevorzugten Ionen festzuhalten.Suitable functional groups R are derived from known metal reagents, for example from 8-hydroxyquinoline, tiron, chromotropic acid, l- (2-hydroxyphenylazo) -2-naphthol (Phan), alizarin S, morin, Dithizone, glyoxal-bis (2-hydroxyanil), N, N'-bis (salicylidene) -l, 2-diaminoethane (Sälen), 1,2-B: s (salicylideneamino) benzene (Salphen), ethylenediamine-N, N'-bis (o-hydroxyphenyl acetic acid) (Chel I), N, N'-di (2-hydroxybenzyl) ethylenediamine-N-N'-diacetic acid (Chel III), N- (2-hydroxybenzyl) ethylenediarnine-N, N ', N'-triacetic acid (Chel II), thioglycolic acid amide, diphenyl carbazide, salicylaldoxime, 5- (4-dimethylaminobenzylidene) rhodanine and thenoyl trifluoroacetone (TTA). These functional groups are each characterized by high distribution coefficients for certain ions, i. H. they are able to bind these metal ions with high selectivity. Table I therefore also gives the selectivity of the functional groups mentioned for certain metal ions as well as their ρΚ, values. It can be seen from this that in many cases chelate complexes with very high stability constants are formed by the ion exchangers of this type often even with a large one Excess of foreign ions, e.g. B. in concentrated salt solutions, are able to use whichever one they prefer To hold ions.

Besonders bevorzugt sind Ionenaustauscher, in der R die GruppeIon exchangers in which R is the group are particularly preferred

OHOH

NH3 NH 3

bedeutet.
Diese Austauscher lassen sich in fast vollständiger Ausbeute nach folgendem Reaktionsschema herstellen:
means.
These exchangers can be produced in almost complete yield according to the following reaction scheme:

NH2 NH 2

(4) CeU-OH+ Na+-O3S-O-CH2-SO2-^ ^>— OH (I)(4) CeU-OH + Na + -O 3 SO-CH 2 -SO 2 - ^ ^> - OH (I)

NH2 NH 2

(5) -CH2-SO2^ ^0H (Π) (5) -CH 2 -SO 2 ^ ^ 0H (Π)

N=N+ CrN = N + Cr

> Cell— Ο —CH2-CH2-SO2-(T V-OH> Cell— Ο —CH 2 -CH 2 -SO 2 - (T V-OH

N=N-RN = N-R

(7) CeIl-O-CH2-CH2-SO2-Cf >—OH (IV)(7) CeIl-O-CH 2 -CH 2 -SO 2 -Cf> -OH (IV)

-HCl-HCl

In der Teilreaktion (4) wird zunächst pulver- oder faserförmige Cellulose mit der Verbindung der Formel I in organischen Lösungsmitteln wie Dimethylsulfoxid (DMSO) unter Einwirkung von Natriumhydroxid umgesetzt. Dabei entsteht das Cellulosederivat der Formel II. Dieses weist in Abhängigkeit von den Reaktionsbedinguragen einen Stickstoffgehalt von 0,6 bis 1,4 Gew.-% auf. Anschließend erfolgt in an sich bekannter Weise die Diazotierung der Verbindung der Formel II, z. B. in 5-normaler Salzsäure, die 1% Natriumnitrit enthält, zur Verbindung der Formel III.In partial reaction (4), pulverulent or fibrous cellulose is first treated with the compound of the formula I in organic solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO) under the action of sodium hydroxide. This creates the cellulose derivative of the formula II. This depends on the reaction conditions a nitrogen content of 0.6 to 1.4 wt .-%. This then takes place in a manner known per se Diazotization of the compound of formula II, e.g. B. in 5 normal hydrochloric acid, which contains 1% sodium nitrite, for the connection of formula III.

Diese kann dann durch einfache Kupplungsreaktion zu einem Ionenaustauscher auf Cellulosebasis der Formel IV umgewandelt werden, wobei RH/i-Naphthol^-Naphthylamin, Thenoyltrifluoroaceton (TTA), Glyoxalbis(2-hydroxyanil), Ethylendiamin-N,N'-bis(o-hydroxyphenylessigsäure} oder andere Verbindungen sein können, die mit Metallionen Chelatkomplexe bilden und beispielhaft in der Tabelle aufgeführt sind. Die entstehenden Cellulose-Ionenaustauscher haben eine Kapazität von 0,4 bis 1,0 mmol/g.This can then by simple coupling reaction to form an ion exchanger based on cellulose of the formula IV, where RH / i-naphthol ^ -naphthylamine, thenoyltrifluoroacetone (TTA), glyoxalbis (2-hydroxyanil), Ethylenediamine-N, N'-bis (o-hydroxyphenylacetic acid} or other compounds, which form chelate complexes with metal ions and are listed by way of example in the table. The emerging Cellulose ion exchangers have a capacity of 0.4 to 1.0 mmol / g.

Die Reaktionen (6) und (7) verlaufen im Gegensatz zu anderen Diazotierungs- und Kupplungsreaktionen an polymeren Verbindungen mit fast vollständiger Ausbeute. Störende Amino- und Phenolgruppen, wie sie bei den Reaktionen (2) und (3) erhalten werden, treten hier praktisch nicht auf. Man erhält also Austauscher einheitlicher Zusammensetzung.The reactions (6) and (7) proceed in contrast to other diazotization and coupling reactions polymeric compounds with almost complete yield. Interfering amino and phenolic groups, as they are at the reactions (2) and (3) are obtained, practically do not occur here. So you get exchangers more uniform Composition.

Darüberhinaus können der Phenolrest in 1-Stellung sowie die Diazofunktion in 2-Stellung als zusätzliche Koordinationsstellen beim Ionenaustausch genutzt werden. Es entstehen also mehrzähnige Chelataustauscher mit selektiven Eigenschaften.In addition, the phenol radical in the 1-position and the diazo function in the 2-position can be used as additional Coordination points are used in ion exchange. So multidentate chelate exchangers are formed with selective properties.

Schließlich kann durch einfache Diazotierung und Kupplung mit einer großen Zahl verschiedener Liganden RH, wie sie in der Tabelle genannt sind, eine große Zahl von selektiven Cellulose-Ionenaustauschem hergestellt werden.Finally, by simple diazotization and coupling with a large number of different ligands RH, as mentioned in the table, produced a large number of selective cellulose ion exchangers will.

Beispiel 1example 1

Ein Celluloseaustauscher der Formel IV, der als funktioneile Gruppe R den ur-Hydroxy-8-^ß-naphthylrest enthielt, wurde in drei Stufen synthetisiert.A cellulose exchanger of the formula IV, which contained the ur-hydroxy-8- ^ ß-naphthyl radical as the functional group R, was synthesized in three steps.

a) · Darstellung des Cellulosederivats der Formel IIa) Representation of the cellulose derivative of the formula II

10 g (0,06 mol) mit Formaldehyd vernetzte Cellulose wurden in 70 ml Dimethylsulfoxid + 2 ml H2O suspendiert, und 6 g (0,15 mol) gepulvertes Natriumhydroxid wurden unter Rühren hinzugegeben. Die Mischung wurde eine Stunde lang bei 75°C gehalten. Anschließend wurden 21,2 g (0,065 mol) der Verbindung der Formel I zugesetzt, und die Reaktionsmischung wurde 15 Stunden bei 75°C gerührt. Die Reaktion wurde durch Zugabe von 100 ml 100%iger Salzsäure beendet, das Reaktionsprodukt wurde abfiltriert und mehrmals mit heißem Wasser und Aceton gewaschen. Es wurden 9 g der Verbindung der Formel II isoliert. Die Substanz hatte einen Stickstoffgehalt von 1,27%. Aus der Stickstoffanalyse wurde ein H2N-Gehalt von 0,9 mmol/g berechnet.10 g (0.06 mol) of cellulose crosslinked with formaldehyde were suspended in 70 ml of dimethyl sulfoxide + 2 ml of H 2 O, and 6 g (0.15 mol) of powdered sodium hydroxide were added with stirring. The mixture was held at 75 ° C for one hour. Subsequently, 21.2 g (0.065 mol) of the compound of the formula I were added, and the reaction mixture was stirred at 75 ° C. for 15 hours. The reaction was terminated by adding 100 ml of 100% strength hydrochloric acid, and the reaction product was filtered off and washed several times with hot water and acetone. 9 g of the compound of the formula II were isolated. The substance had a nitrogen content of 1.27%. An H 2 N content of 0.9 mmol / g was calculated from the nitrogen analysis.

b) Diazotierung der Verbindung der Formel IIb) diazotization of the compound of formula II

5 g (0,03 mol) der Verbindung der Formel· II mit dem oben angegebenen H2N-Gehalt von 0,9 mmol/g wurden bei 00C in 100 ml 5 N Salzsäure suspendiert, und 20 ml NaNO2-Lösung, die 2 g (0,029 mol) NaNO2 enthielten, wurden tropfenweise hinzugegeben. Die Reaktionsmischung wurde eine Stunde bei 00C gerührt. Die entstandene Diazoniumverbindung der Formel III wurde durch Filtration über eine Glasfritte als s kanariengelbe Substanz abgetrennt und mehrfach bei 0°C mit destilliertem Wasser ausgewaschen. Die Verbindung der Formel III wurde nach kurzer Zeit, wie unter c) beschrieben, weiter umgesetzt.5 g (0.03 mol) of the compound of the formula · II with the above H 2 N-content of 0.9 mmol / g were suspended at 0 0 C in 100 ml 5 N hydrochloric acid, and 20 ml of NaNO 2 solution containing 2 g (0.029 mol) of NaNO 2 was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 0 ° C. for one hour. The resulting diazonium compound of the formula III was separated off as a canary-yellow substance by filtration through a glass frit and washed out several times at 0 ° C. with distilled water. The compound of the formula III was reacted further after a short time, as described under c).

c) Kupplung des entstandenen Diazoniurn-Derivats der Formel III. mit 2-Naphtholc) Coupling of the resulting diazonium derivative of the formula III. with 2-naphthol

5 g der Diazoniumverbindung der Formel III wurden bei iO°C unter Rühren in 150 ml 4,8%ige 2-Naphthol- (M Lösung gegeben, deren pH-Wert mit 2,2 g NaOH auf 12,5 eingestellt worden war. Nach einer Reaktionszeit5 g of the diazonium compound of the formula III were added at 10 ° C. with stirring to 150 ml of 4.8% strength 2-naphthol (M solution, the pH of which had been adjusted to 12.5 with 2.2 g of NaOH a response time

von 5 Minuten wurde das dunkle RWktiönsprodukt abfiltriert, mit Wasser, Aceton und verdünnter Salzsäure ausgewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet. Dabei wurden 4,8 g Austauscher mit l-(2'-Hydroxyphenylazo)-2-naphthol als funktioneller Gruppe erhalten. Der N-Gehalt betrug 2,50%. Der so dargestellte Austauscher der Formel IV wurde in der Η-Form in 1 M NaCl-Lösung mit 0,1 N NaOH titriert. Die Titraiionskurve ergab, ebenso wie auch die unter a) erwähnte N-Analyse, eine Kapazität von 0,9 mmol/g. Die Η-Form des Austauschers der Formel IV hatte eine rote Farbe, in der Na-Form war der Austauscher dunkelviolett und wurde bei Beladung mit Schwermetallionen wie Eisenionen, Kupferionen oder Uranylionen schwarzbraun.After 5 minutes the dark reaction product was filtered off with water, acetone and dilute hydrochloric acid washed out and dried under reduced pressure. 4.8 g of exchanger were included l- (2'-Hydroxyphenylazo) -2-naphthol obtained as a functional group. The N content was 2.50%. Of the Exchanger of the formula IV shown in this way was in the Η form in 1 M NaCl solution with 0.1 N NaOH titrated. The titration curve, as well as the N analysis mentioned under a), showed a capacity of 0.9 mmol / g. The Η-form of the exchanger of the formula IV had a red color, in the Na-form it was Exchanger dark purple and became when loaded with heavy metal ions such as iron ions, copper ions or uranyl ions black-brown.

In analoger Weise wurde ein weiterer Austauscher der Formel IV mit/?-Naphthylamin als Rest RH dargestellt.A further exchanger of the formula IV with /? - naphthylamine as the radical RH was prepared in an analogous manner.

Beispiel 2Example 2

Ein Celluloseionenaustauscher der Formel FV mit Thenoyltrifluoraceton (TTA) als funktioneller Gruppe wurde ähnlich wie in Beispiel 1 in drei Stufen synthetisiert. Die Stufen a) und b) waren identisch mit denen im Beispiel 1. In der Stufe c) wurde wie folgt verfahren:A cellulose ion exchanger of the formula FV with thenoyl trifluoroacetone (TTA) as a functional group was synthesized similarly to Example 1 in three steps. Steps a) and b) were identical to those in Example 1. In stage c) the following procedure was carried out:

c) 5 g der Diazoniumverbindung der Formel III wurden bei 100C unter Rühren in 150 ml 4,4%ige TTA-Lösung (130 ml H2O + 20 ml Methanol) gegeben, deren pH-Wert mit 1,0 g NaOH auf 12,4 eingestellt worden war. Nach 10 Minuten wurde das dunkle Reaktionsprodukt abfiltriert, mit Aceton, verdünnter Salzsäure und destilliertem Wasser gewaschen und. unter vermindertem Druck getrocknet. Dabei wurden 4,7 g Austauscher mit Thenoyltrifluoroaceton als funktioneller Gruppe erhalten. Der N-Gehalt betrug 2,40%. Aus den Titrationskurven mit dem N-Gehält ergab sich eine Kapazität von 0,85 mmol/g für den TTA-Austauscher. In der Η-Form war der Austauscher rot, in der Na-Form braun.c) 5 g of the diazonium compound of the formula III were added at 10 ° C. with stirring to 150 ml of 4.4% strength TTA solution (130 ml of H 2 O + 20 ml of methanol), the pH of which was 1.0 g of NaOH was set to 12.4. After 10 minutes the dark reaction product was filtered off, washed with acetone, dilute hydrochloric acid and distilled water and. dried under reduced pressure. 4.7 g of exchanger with thenoyl trifluoroacetone as the functional group were obtained. The N content was 2.40%. The titration curves with the N content resulted in a capacity of 0.85 mmol / g for the TTA exchanger. In the Η form the exchanger was red, in the Na form it was brown.

In analoger Weise wurden Austauscher mit funktionellen Gruppen R hergestellt, die sich von den folgenden Verbindungen ableiten:In an analogous manner, exchangers with functional groups R were prepared, which differ from the following Derive connections:

1. Glyoxal-bis(2-hydroxyanil)1. Glyoxal-bis (2-hydroxyanil)

2. Ethylendiamin-N,N'-bis(o-hydroxyphenylessigsäure)2. Ethylenediamine-N, N'-bis (o-hydroxyphenylacetic acid)

3. l,8-Dihydroxynaphthalin-3,6-disulfonsäure (Chromotropsäure)3. 1,8-dihydroxynaphthalene-3,6-disulfonic acid (chromotropic acid)

Die Austauscher, die nach den beschriebenen Verfahren dargestellt wurden, sind verhältnismäßig beständig gegenüber Säuren und zeichnen sich, je nach Art der funktionellen Gruppe R, durch eine hohe Selektivität aus. Die Beständigkeit gegenüber Säuren ist so hoch, daß in 0,lmolarer HCl oder HNO3 innerhalb von 24 Stunden kein merklicher Kapazitätsverlust auftritt, während in lmolarer HCl oder HNO3 der Kapazitätsverlust bei Raumtemperatur innerhalb von 24 Stunden etwa 5% und in 3molarer HCl oder HNO3 unter den gleichen Bedingungen etwa 20% beträgtThe exchangers that have been prepared according to the method described are relatively resistant to acids and, depending on the type of functional group R, are characterized by a high selectivity. The resistance to acids is so high that in 0.1 molar HCl or HNO 3 there is no noticeable loss of capacity within 24 hours, while in 1 molar HCl or HNO 3 the capacity loss at room temperature is about 5% within 24 hours and in 3 molar HCl or HNO 3 is about 20% under the same conditions

Die Austauscher werden in der Η-Form eingesetzt. So tauscht der Austauscher, der nach Beispiel 1 hergestellt wurde, selektiv Cu2+-Ionen, der Glyoxal-bis(2-hydroxyanil)-Austauscher UO2+-Ionen aus. soThe exchangers are used in the Η shape. The exchanger, which was produced according to Example 1, selectively exchanges Cu 2+ ions, and the glyoxal bis (2-hydroxyanil) exchanger exchanges UO 2+ ions. so

υιτ* ntuutusLUC] DlUU dULll ill ÄUlü&uilloitwii oiaiZjitsouixgfii, *.. υ, Ui \jyj i-rx navrjuvouug, uif 111 11111*111 uauigu- υιτ * ntuutusLUC] DlUU dULll ill ÄUlü & uilloitwii oiaiZjitsouixgfii, * .. υ, Ui \ jyj i-rx navrjuvouug, uif 111 11111 * 111 uauigu-

halt etwa dem Meerwasser entspricht, zum selektiven Austausch der genannten Ionen befähigt. Die Logarithmen der Trennfaktoren in 0,5 M NaCl-Lösung betragen für Glyoxal-bis(2-hydroxyanil) im pH-Bereich zwischen und 7 für Uranylionen gegenüber Zinnionen und Nickelionen etwa 1,5, für Kupferionen gegenüber Zinkionen und Nickelionen ebenfalls etwa 1,5, für Uranylionen gegenüber Magnesiumionen etwa 2,7 und für Kupferionen gegenüber Magnesiumionen ebenfalls 2,7. (Der Trennfaktor gibt das Verhältnis der VerteilungskoefEzientenstops roughly equivalent to sea water, capable of selective exchange of the named ions. The logarithms the separation factors in 0.5 M NaCl solution for glyoxal-bis (2-hydroxyanil) in the pH range between and 7 for uranyl ions versus tin ions and nickel ions about 1.5, for copper ions versus zinc ions and nickel ions also about 1.5, for uranyl ions versus magnesium ions about 2.7 and for copper ions compared to magnesium ions also 2.7. (The separation factor gives the ratio of the distribution coefficients

TabelleTabel

Funktionelle Gruppen 8-HydroxychinolinFunctional groups 8-hydroxyquinoline

OHOH

TironTiron

OHOH

HO3SHO 3 S

OHOH

SO2HSO 2 H

Chromotropsäure OH OHChromotropic acid OH OH

HO3S PhanHO 3 S Phan

SO3HSO 3 H

OH HOOHH O

Alizarin SAlizarin S

O OHO OH

OHOH

SO3HSO 3 H

Selektivität für (in Klammer pKi-Werte)Selectivity for (pKi values in brackets)

H+ (9,5), Hg2+, Cu2+ (13),H + (9.5), Hg 2+ , Cu 2+ (13),

Fe3+ (14,5), UO2 1+ (11), Lu3+ (12)Fe 3+ (14.5), UO 2 1+ (11), Lu 3+ (12)

H+ (12), Fe3+ (20,8), Hf4+ (24,7), Cu2+ (14), Al3+ (17)H + (12), Fe 3+ (20.8), Hf 4+ (24.7), Cu 2+ (14), Al 3+ (17)

H+(14), Fe3+(23), Al3+(17,4), UOl+ (16,6), Cu2+ (13,3)H + (14), Fe 3+ (23), Al 3+ (17.4), UOl + (16.6), Cu 2+ (13.3)

H+ (12,4), Cu2+ (23), Hg2+, UO2+,H + (12.4), Cu 2+ (23), Hg 2+ , UO 2+ ,

Al3+, Zr4+, Se3+, Y3+, LanthanideAl 3+ , Zr 4+ , Se 3+ , Y 3+ , lanthanides

MorinMorin

HOHO

HOHO

OHOH

OHOH

Al3+, Be2+, Se3+, Ga3+, In3+, Ti4+, Zr4+ Al 3+ , Be 2+ , Se 3+ , Ga 3+ , In 3+ , Ti 4+ , Zr 4+

Fortsetzungcontinuation

Funktionelle GruppenFunctional groups

Selektivität für (in klammer pKpWerte)Selectivity for (pKp values in brackets)

DithizonDithizone

N=N-N = N-

S=CS = C

NH-NH-NH-NH-

HiS-MetalleHiS metals

Glyoxalbis-(2-hydroxyanil)
CH-CH
Glyoxalbis (2-hydroxyanil)
CH-CH

/ V / V

N NN N

,2+ r.,,2+, 2 + r. ,, 2+

OHOH

OHOH

SälenHalls

N-CH2-CH2-N CH CHN-CH 2 -CH 2 -N CH CH

(OI )Κ9(OI) А9

OH OHOH OH

SalphenSalpha

N NN N

/ V / V

CH CHCH CH

OHOH

HOHO

Chel IChel I

COOH CH2—CH2 HOOC I / V L COOH CH 2 -CH 2 HOOC I / VL

CH-NH NH-CHCH-NH NH-CH

Chel IIChel II

CH2COOH CH2COOHCH 2 COOH CH 2 COOH

CH2-N-CH2CH2-N-CH2 CH 2 -N-CH 2 CH 2 -N-CH 2

OHOH

HfOHFO

UOf, CuUOf, Cu

H+ (11), UOl+ (21), Ni2+ (5)H + (11), UOl + (21), Ni 2+ (5)

<2b),<2b),

NebengruppenelementeSubgroup elements

H+ (Γ2), Fe3+ (40), Cu2+, Lu3+ (20) andefe Nebengruppenelemente 1Ph 20 (Werte wie bei EDTA)H + (Γ2), Fe 3+ (40), Cu 2+ , Lu 3+ (20) other subgroup elements 1 Ph 20 (values as for EDTA)

Fortsetzungcontinuation

Funktionelle GruppenFunctional groups

Chel IIIChel III

HOOC-CH2 CH2COOHHOOC-CH 2 CH 2 COOH

I /I /

N-CH2CH2NN-CH 2 CH 2 N

CH2 CH2COOHCH 2 CH 2 COOH

OHOH

N-(2-Hydroxybenzyl)-iminodiessigsäureN- (2-hydroxybenzyl) iminodiacetic acid

CH2COOH OH /CH 2 COOH OH /

CH2-NCH 2 -N

[ j] CH2COOH[j] CH 2 COOH

Thioglykolsäureamid (I)'Thioglycolic acid amide (I) '

-NH—CO-CH2-SH-NH-CO-CH 2 -SH

Selektivität für (in Klammer ρΚ,-Werte)Selectivity for (in brackets ρΚ, values)

Nebengruppen-Ionen Hg2+, Cd2+, H2S-MetalleSubgroup ions Hg 2+ , Cd 2+ , H 2 S metals

Thioglykolsäureamid (II)Thioglycolic acid amide (II)

NH-CO — CH2—SHNH-CO - CH 2 -SH

DiphenylcarbazidDiphenyl carbazide

NH-NH-NH-NH-

O = CO = C

NH-NH-NH-NH-

Salicylaldoxim
OH
Salicylaldoxime
OH

Hg2+, Cd2+, H2S-MetalleHg 2+ , Cd 2+ , H 2 S metals

Cd2+, Hg2 Cd 2+ , Hg 2

Cu2+, Fe3+, Pb2+ Cu 2+ , Fe 3+ , Pb 2+

5-(4-Dimethylamino-benzyliden>rhodanin HN CO5- (4-dimethylamino-benzylidene> rhodanine HN CO

Au3+, Pd2+, Pt, Ag+ Au 3+ , Pd 2+ , Pt, Ag +

16295421629542

Fortsetzungcontinuation

Funktionelle GruppenFunctional groups

ThenoyltrifluoracetonThenoyl trifluoroacetone

CO—CH2—CO—CE3 CO — CH 2 —CO — CE 3

NitrosonaphtholNitrosonaphthol

OHOH

OHOH

2,4-Diamino-(pyridyl-2-azo>benzol (5-U-PADÄB) H2N2,4-diamino- (pyridyl-2-azo> benzene (5-U-PADAB) H 2 N

NH,NH,

4,4'-Bis(-dimethylamino)-thiobeiizoptienoii S4,4'-bis (-dimethylamino) -thiobeiizoptienoii S.

(CHj)2N(CHj) 2 N

C -N(CH3),C -N (CH 3 ),

4-Methoxy-2-(thiazolyl-2-azo)-phenol (TAM) OCH3 4-methoxy-2- (thiazolyl-2-azo) phenol (TAM) OCH 3

N=NN = N

OHOH

2,2'-Iminodibenzoesäure (Vanadon) COOH HOOC2,2'-Iminodibenzoic acid (vanadone) COOH HOOC

Chel IVChel IV

Selektivität für (in Hammer pKrWerte)Selectivity for (in Hammer pK r values)

dreiwertige MetaUionen, vierwertige MetaUionenthree-valued metaUions, four-valued metaUions

Co2+, Cu2+, Ni2+ Co 2+ , Cu 2+ , Ni 2+

^Co2+ ^ Co 2+

Hg2+^Pd2+ Hg 2+ ^ Pd 2+

Hg2+ (sehr selektiv)Hg 2+ (very selective)

VOj, Cu2+, Ni2+ VOj, Cu 2+ , Ni 2+

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Cellulose-Ionenaustauscher der allgemeinen Formel1. Cellulose ion exchanger of the general formula CeU- O—CH2- CH2-SO2-(^A- OHCEU O-CH 2 - CH 2 -SO 2 - (^ O OH N=N-RN = N-R wobei R der Rest einer kupplungsfähigen, mit Metallionen Chelatkomplexe bildenden Gruppe und Cell der Celluloserest ist.where R is the remainder of a group capable of coupling and forming chelate complexes with metal ions and Cell is the Cellulose residue is. 2. Ionenaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R die Gruppe2. Ion exchanger according to claim 1, characterized in that R is the group OHOH oderor NH,NH, ist.is. 3. Verfahren zur Herstellung von Ionenaustauschern gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindung der Formel3. A method for the production of ion exchangers according to claim 1 or 2, characterized in that that you get the compound of the formula Na+ "O3S- O — CH2- CH2-SO2 Na + "O 3 S O - CH 2 - CH 2 -SO 2 mit Cellulose in Gegenwart von Alkali umsetzt, das erhaltene Cellulosederivat diazotiert und anschließend mit kupplungsfähigen Verbindungen kuppelt, die mit Metallionen Chelatkomponente bilden.reacts with cellulose in the presence of alkali, diazotized the cellulose derivative obtained and then couples with couplable compounds that form chelate components with metal ions. Aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 37 594 ist ein Ionenaustauscher auf Cellulosebasis der FormelFrom the German Offenlegungsschrift 24 37 594 an ion exchanger based on cellulose is of the formula R-N =R-N = SO2-CH2—CH2-O-CeIlSO 2 -CH 2 -CH 2 -O-Cell bekannt, in der R eine mit Metallionen Chelatkomplexe bildende Gruppe, η = O oder 1 und Cell der Rest des Cellulosemoleküls ist.known, in which R is a group which forms chelate complexes with metal ions, η = O or 1 and Cell is the remainder of the cellulose molecule. Geeignete funktionelle Gruppen R leiten sich von bekannten Metallreagenzien ab, beispielsweise von 8-Hydroxychinolin, Tiron, Chromotropsäure, l-(2-Hydroxyphenylazo)-2-naphthol (Phan), Alizarin S und Morin.Suitable functional groups R are derived from known metal reagents, for example from 8-hydroxyquinoline, tiron, chromotropic acid, l- (2-hydroxyphenylazo) -2-naphthol (Phan), alizarin S and Morin. Derartige Ionenaustauscher auf Cellulosebasis können auf verschiedenen Wegen hergestellt werden.Such cellulose-based ion exchangers can be produced in various ways. Einerseits ist es möglich, wenn η in der oben genannten Formel = O ist, Cellulose oder celluloseähnliche Verbindungen mitjS-Hydroxyethylsulfon-Derivaten umzusetzen, wobei vorzugsweise die VerbindungOn the one hand, when η in the above formula = O, it is possible to react cellulose or cellulose-like compounds with S-hydroxyethyl sulfone derivatives, the compound preferably being R-SO2-CH2-CH2-O-SO3NaR-SO 2 -CH 2 -CH 2 -O-SO 3 Na mit Cellulose umgesetzt wird. Hierbei hat R die oben beschriebene Bedeutung.is reacted with cellulose. Here, R has the meaning described above. Ein anderes Verfahren zur Herstellung derartiger Ionenaustauscher wird dann angewendet, wenn η = 1 sein soll. Dann wird das aus Cellulose und einem Aminoderivat des./?-Hydroxyethylsulfons, z. B.Another method for producing such ion exchangers is used when η = 1. Then the cellulose and an amino derivative des./?-Hydroxyethylsulfons, z. B. P-H2N-C6H4-SO2-CH2-CH2-O-SO3NaPH 2 NC 6 H 4 -SO 2 -CH 2 -CH 2 -O-SO 3 Na
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