JP2007061706A - Polychlorinated biphenyl decomposition method - Google Patents

Polychlorinated biphenyl decomposition method Download PDF

Info

Publication number
JP2007061706A
JP2007061706A JP2005249422A JP2005249422A JP2007061706A JP 2007061706 A JP2007061706 A JP 2007061706A JP 2005249422 A JP2005249422 A JP 2005249422A JP 2005249422 A JP2005249422 A JP 2005249422A JP 2007061706 A JP2007061706 A JP 2007061706A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
cyclodextrin
organic chlorine
decomposing
cbp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005249422A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3914995B2 (en
Inventor
Kazuo Tsujimoto
和雄 辻本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Advanced Institute of Science and Technology
Original Assignee
Japan Advanced Institute of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Advanced Institute of Science and Technology filed Critical Japan Advanced Institute of Science and Technology
Priority to JP2005249422A priority Critical patent/JP3914995B2/en
Publication of JP2007061706A publication Critical patent/JP2007061706A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3914995B2 publication Critical patent/JP3914995B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a decomposition method which can efficiently decompose organic chlorine compounds in an aqueous solution. <P>SOLUTION: The organic chlorine compounds (4-CBP) are captured by a hydrophilic host compound H with a hydrophilic field in the aqueous solution, and then decomposed by light irradiation. The hydrophilic host compound H is, for example, cyclodextrin or its derivative, and incorporates the organic chlorine compound as a guest compound to form a clathrate complex. An electron releasing group may be introduced into the cyclodextrin, or an electron donor may be added into the aqueous solution. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリ塩素化ビフェニル(PCB)のような有機塩素化合物を分解処理するための分解処理方法に関するものであり、水溶液中での分解処理を可能とする新規な分解処理方法に関する。   The present invention relates to a decomposition method for decomposing an organic chlorine compound such as polychlorinated biphenyl (PCB), and relates to a novel decomposition method that enables decomposition in an aqueous solution.

近年の環境汚染の原因物質には、その利便性から大量且つ多方面に使用され、その結果として環境中に放出されて広範囲に広がってしまったものが多く見受けられる。例えば、界面活性剤や有機塩素化合物等が代表例である。   Many of the causative substances of environmental pollution in recent years have been used in a large quantity and for many purposes because of their convenience, and as a result, they have been released into the environment and spread widely. For example, surfactants and organic chlorine compounds are representative examples.

これらの中で、ポリ塩素化ビフェニル(PCB)のような有機塩素化合物は、化学的に安定であるため、自然界の浄化力や通常の排水処理方法等では十分に分解除去されず、水中や土壌中等に残り環境汚染物質となる。   Among these, organic chlorinated compounds such as polychlorinated biphenyl (PCB) are chemically stable, so they are not sufficiently decomposed and removed by natural purification power or ordinary wastewater treatment methods, etc. It remains in the middle and becomes an environmental pollutant.

このような状況下、前記有機塩素化合物を分解処理する方法について、各方面で検討が進められており、例えば焼却炉で燃焼することにより酸化分解する方法が提案されている(例えば、特許文献1等を参照)。特許文献1には、炉本体での燃焼温度をPCBの酸化分解に必要な1400℃以上の分解温度で完全に燃焼処理するようにした方法が開示されており、これによりPCBを完全に、且つ分解効率良く酸化分解できるとしている。   Under such circumstances, a method for decomposing the organochlorine compound has been studied in various fields. For example, a method for oxidative decomposition by burning in an incinerator has been proposed (for example, Patent Document 1). Etc.). Patent Document 1 discloses a method in which the combustion temperature in the furnace main body is completely burned at a decomposition temperature of 1400 ° C. or higher necessary for the oxidative decomposition of PCB. It is said that it can be oxidized and decomposed efficiently.

しかしながら、燃焼により有機塩素化合物を分解すると、塩素が酸素と結びついてダイオキシンとなり、却って環境破壊の原因となるおそれがある。ダイオキシンになると捕集が更に難しくなり、これを効率的に処理することは難しい。また、前記燃焼による分解は、例えば廃油等の形で回収されたものあれば、これを炉中に投入することで処理することが可能であるが、例えば水中や土壌中に残存する有機塩素化合物の分解には適さない。   However, when an organic chlorine compound is decomposed by combustion, chlorine is combined with oxygen to form dioxins, which may cause environmental destruction. Dioxins become more difficult to collect and are difficult to treat efficiently. In addition, if the decomposition by combustion is recovered in the form of, for example, waste oil, it can be treated by putting it in a furnace. For example, organochlorine compounds remaining in water or soil Not suitable for disassembling.

そこで、本発明者は、有機溶媒中で脂肪族アミン存在下、光照射により有機塩素化合物を分解する技術を開発した(非特許文献1を参照)。この非特許文献1記載の発明では、例えばアセトニトリル中、トリエチルアミンの存在下で低圧水銀ランプにより光照射を行うことで、4−クロロビフェニル(MCB)がビフェニルと塩素に分解されることを確認している。
特開平7−91638号公報 Journal of The Chemical Society Chemical Communications p384 (1973)
Therefore, the present inventor has developed a technique for decomposing an organic chlorine compound by light irradiation in the presence of an aliphatic amine in an organic solvent (see Non-Patent Document 1). In the invention described in Non-Patent Document 1, it was confirmed that 4-chlorobiphenyl (MCB) was decomposed into biphenyl and chlorine by irradiating light with a low-pressure mercury lamp in acetonitrile in the presence of triethylamine, for example. Yes.
JP-A-7-91638 Journal of The Chemical Society Chemical Communications p384 (1973)

ところで、前記非特許文献1記載の方法は、前記燃焼による分解と比べてダイオキシンの発生がないこと、水中や土壌中の有機塩素化合物についても適用可能であること等の利点を有するものの、有機溶媒中で分解反応を行っているために、新たな問題が発生している。具体的には、前記有機溶媒として用いているアセトニトリルは毒性が強く、作業者の健康上の問題があり、またその処理が問題になる。   By the way, although the method of the said nonpatent literature 1 has the advantage that there is no generation | occurrence | production of dioxin compared with the decomposition | disassembly by the said combustion, and it can apply also about the organic chlorine compound in water and soil, an organic solvent A new problem arises because of the decomposition reaction. Specifically, acetonitrile used as the organic solvent is highly toxic, has health problems for workers, and its treatment becomes a problem.

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みて提案されたものであり、ダイオキシン等の有害物質を発生することがなく、水中や土壌中等の有機塩素化合物を効率的に分解処理することが可能で、しかも水溶液中において有機塩素化合物を効率的に分解処理することが可能な有機塩素化合物の分解処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such problems of the prior art, and does not generate harmful substances such as dioxins, and can efficiently decompose organic chlorine compounds in water and soil. An object of the present invention is to provide a method for decomposing an organic chlorine compound that can be efficiently decomposed in an aqueous solution.

本発明者は、前述の目的を達成するために、長期に亘り種々の研究を重ねてきた。その結果、疎水性場を有する親水性ホスト化合物によって有機塩素化合物を取り込むことで、水溶液中での処理が可能となることを見出すに至った。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものであり、水溶液中において、疎水性場を有する親水性ホスト化合物により有機塩素化合物を捕捉した後、光照射することにより前記有機塩素化合物を分解することを特徴とする。   The present inventor has conducted various studies over a long period of time in order to achieve the above-described object. As a result, it has been found that treatment in an aqueous solution becomes possible by incorporating an organic chlorine compound with a hydrophilic host compound having a hydrophobic field. The present invention has been completed on the basis of such findings, and in an aqueous solution, after capturing the organic chlorine compound with a hydrophilic host compound having a hydrophobic field, the organic chlorine compound is obtained by irradiating with light. It is characterized by decomposing.

例えばシクロデキストリンは、親水性の化合物であるが、その中心部分に疎水性場を有している。このような化合物を親水性ホスト化合物として有機塩素化合物を作用させると、前記疎水性場に有機塩素化合物をゲスト化合物として取り込んで包接錯体を形成する。この包接錯体は、前記ホスト化合物が有する性質(親水性)により、水溶液中に分散する。したがって、この水溶液中に分散した前記包接錯体に対して光照射を行い、有機塩素化合物の分解を行えば、有機塩素化合物の分解処理が水溶液中で行われることになる。   For example, cyclodextrin is a hydrophilic compound, but has a hydrophobic field at the center. When an organochlorine compound is allowed to act using such a compound as a hydrophilic host compound, the organochlorine compound is incorporated as a guest compound in the hydrophobic field to form an inclusion complex. This inclusion complex is dispersed in an aqueous solution due to the property (hydrophilicity) of the host compound. Therefore, when the clathrate complex dispersed in the aqueous solution is irradiated with light to decompose the organic chlorine compound, the organic chlorine compound is decomposed in the aqueous solution.

本発明によれば、有機塩素化合物の分解処理を水溶液中で行うことができる。したがって、分解処理に際して有機溶媒を使用する必要がなく、作業者の健康上の問題や、使用済み有機溶媒の処理の問題等を解消することができる。また、本発明によれば、光照射によって有機塩素化合物を分解しているので、ダイオキシン等の有害な副産物を一切出さずに処理を行うことができる。さらに、本発明方法では、有機塩素化合物を親水性ホスト化合物に取り込むことでこれを濃縮し、効率的な分解処理を実現することができ、例えば水中や土壌中の有機塩素化合部物の処理に適用することが容易である。   According to the present invention, an organic chlorine compound can be decomposed in an aqueous solution. Therefore, it is not necessary to use an organic solvent for the decomposition treatment, and it is possible to solve the health problem of the worker, the problem of the treatment of the used organic solvent, and the like. Further, according to the present invention, since the organic chlorine compound is decomposed by light irradiation, the treatment can be performed without producing any harmful by-products such as dioxin. Furthermore, in the method of the present invention, an organic chlorine compound is incorporated into a hydrophilic host compound to concentrate it, and an efficient decomposition treatment can be realized. For example, in the treatment of organic chlorinated compounds in water or soil. Easy to apply.

以下、本発明を適用した有機塩素化合物の分解処理方法について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an organic chlorine compound decomposition method to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の分解処理方法を模式的に示すものである。ここでは、有機塩素化合物として、4−クロロビフェニル(4−CBP)を例にして説明する。   FIG. 1 schematically shows the decomposition treatment method of the present invention. Here, 4-chlorobiphenyl (4-CBP) will be described as an example of the organic chlorine compound.

ここで用いるホスト化合物Hは、水酸基等の親水性基を有する化合物であり、例えば周囲aが親水性であり、中空になった中央部分bが疎水性場として機能する。このようなホスト化合物Hに対して、有機塩素化合物(例えば前記4−CBP)を水溶液中で作用させると、図1(b)に示すように、前記4−CBPはホスト化合物の中央部分b(疎水性場)に取り込まれ、例えば包接錯体HSを形成する。この包接錯体HSの形成により、有機塩素化合物(4−CBP)が捕集され、濃縮される。   The host compound H used here is a compound having a hydrophilic group such as a hydroxyl group. For example, the surrounding a is hydrophilic and the hollow central portion b functions as a hydrophobic field. When an organic chlorine compound (for example, the 4-CBP) is allowed to act on the host compound H in an aqueous solution, the 4-CBP is converted into a central portion b ( Incorporated into the hydrophobic field), for example, forms an inclusion complex HS. By the formation of the inclusion complex HS, the organochlorine compound (4-CBP) is collected and concentrated.

このように、水溶液中で前記ホスト化合物Hにより有機塩素化合物(4−CBP)を捕集し濃縮した後、光照射を行って前記有機塩素化合物(4−CBP)を分解する。照射する光としては、例えば紫外線である。紫外線を照射することにより、図1(c)に示すように、4−クロロビフェニルは塩素とビフェニル(BP)に分解される。前記分解に際しては、ビフェニル(BP)のみならず、これが2つ結合したQBP等も生成することが確認された。   As described above, the organic chlorine compound (4-CBP) is collected and concentrated by the host compound H in an aqueous solution, and then irradiated with light to decompose the organic chlorine compound (4-CBP). As light to irradiate, it is an ultraviolet-ray, for example. By irradiating with ultraviolet rays, as shown in FIG. 1C, 4-chlorobiphenyl is decomposed into chlorine and biphenyl (BP). In the decomposition, it was confirmed that not only biphenyl (BP) but also QBP in which two of them were combined was produced.

なお、前記光照射による有機塩素化合物の分解は、空気中等、任意の雰囲気中で行うことができるが、酸素を含まない雰囲気(例えば不活性ガス雰囲気)中で行うことが好ましい。前記光照射による分解反応では、酸素が存在することにより消光され、反応が遅くなるからである。   The decomposition of the organic chlorine compound by the light irradiation can be performed in an arbitrary atmosphere such as air, but is preferably performed in an oxygen-free atmosphere (for example, an inert gas atmosphere). This is because the decomposition reaction by light irradiation is quenched by the presence of oxygen, and the reaction becomes slow.

以上が本発明の分解処理方法の基本的な構成であり、これによりポリ塩化ビフェニル(PCB)等の有機塩素化合物を効率的に分解処理することが可能である。また、前記分解処理方法は、前述の通り水溶液中で行われるので、反応に際して有機溶媒を使用する必要はない。   The above is the basic structure of the decomposition treatment method of the present invention, and by this, an organic chlorine compound such as polychlorinated biphenyl (PCB) can be efficiently decomposed. Moreover, since the decomposition treatment method is performed in an aqueous solution as described above, it is not necessary to use an organic solvent for the reaction.

前述の分解処理方法において、ホスト化合物Hとしては、親水基を有する親水性の化合物であって、且つ疎水性場を有する化合物であれば如何なる化合物も使用可能である。具体的には、シクロデキストリン及びその誘導体、キトサン及びその誘導体等を挙げることができる。   In the above-described decomposition treatment method, any compound can be used as the host compound H as long as it is a hydrophilic compound having a hydrophilic group and a compound having a hydrophobic field. Specific examples include cyclodextrin and derivatives thereof, chitosan and derivatives thereof, and the like.

シクロデキストリンは、グルコースが環状に重合した化合物であり、重合度が6であるα−シクロデキストリン、重合度が7であるβ−シクロデキストリン、重合度が8であるγ−シクロデキストリン等が知られている。前記ホスト化合物Hとしては、これらのいずれもが使用可能であるが、疎水性場のサイズと有機塩素化合物のサイズのマッチング等を考慮すると、β−シクロデキストリンが好適である。ホスト化合物Hとしてβ−シクロデキストリンを用いることで、有機塩素化合物の円滑な捕集、及び濃縮が行われる。   Cyclodextrin is a compound in which glucose is polymerized in a cyclic manner. Α-cyclodextrin having a polymerization degree of 6, β-cyclodextrin having a polymerization degree of 7, γ-cyclodextrin having a polymerization degree of 8, and the like are known. ing. Any of these can be used as the host compound H, but β-cyclodextrin is preferred in consideration of matching of the size of the hydrophobic field and the size of the organochlorine compound. By using β-cyclodextrin as the host compound H, the organic chlorine compound is smoothly collected and concentrated.

化1にβ−シクロデキストリンの化学式を示す。また、図2にβ−シクロデキストリンを模式的に示す。β−シクロデキストリンは、前記の通り7つのグルコースが環状に重合したものであり、台形状に歪んだ円筒形状を有し、水酸基が外側に向かって配列しているので、周囲は親水的である。一方、環の内部は疎水的な環境になっており、多様な分子を包接する。本発明の分解処理においては、この疎水的な空間に有機塩素化合物を取り込むことで包接錯体HSを形成する。なお、β−シクロデキストリンは、シクロデキストリンの中で最も入手が容易で、安価であるという利点も有する。   Formula 1 shows the chemical formula of β-cyclodextrin. FIG. 2 schematically shows β-cyclodextrin. As described above, β-cyclodextrin is a polymer in which seven glucoses are cyclically polymerized, has a trapezoidally distorted cylindrical shape, and hydroxyl groups are arranged outward, so that the periphery is hydrophilic. . On the other hand, the inside of the ring is a hydrophobic environment and includes various molecules. In the decomposition treatment of the present invention, an inclusion complex HS is formed by taking an organic chlorine compound into this hydrophobic space. In addition, (beta) -cyclodextrin has the advantage that it is the most easily available among cyclodextrins, and is cheap.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

前記ホスト化合物Hとしては、前記シクロデキストリンに限らず、同様の機能を有する化合物が使用可能であり、例えばそのような化合物としてキトサンを例示することができる。キトサンは、カニの甲羅等に含まれるキチンを脱アセチル化したものであり、化2に示す構造を有する。キトサンも水酸基やアミノ基を有することから親水性であり、また環状部分が疎水性場を構成する。   The host compound H is not limited to the cyclodextrin, and a compound having the same function can be used. For example, chitosan can be exemplified as such a compound. Chitosan is obtained by deacetylating chitin contained in crab shells and the like, and has a structure shown in Chemical Formula 2. Chitosan is also hydrophilic because it has a hydroxyl group and an amino group, and the cyclic portion constitutes a hydrophobic field.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

前記分解処理に際しては、水溶液中で前記ホスト化合物Hに有機塩素化合物を作用させればよいが、その後の光照射による分解を考えた場合、電子供与体が共存することが有効である。前記電子供与体が存在することで、光照射による分解が促進され、効率的に分解反応が進行する。   In the decomposition treatment, an organochlorine compound may be allowed to act on the host compound H in an aqueous solution. However, considering decomposition by subsequent light irradiation, it is effective that an electron donor coexists. By the presence of the electron donor, decomposition by light irradiation is promoted, and the decomposition reaction proceeds efficiently.

この場合、前記電子供与体は、前記ホスト化合物に電子供与基を導入することで共存させてもよいし、水溶液中に電子供与体を添加することで共存させてもよい。例えば、前者の場合、前述のシクロデキストリンに電子供与基を導入すればよい。導入する電子供与基としては、アミノ基やジエチルアミノ基、アジド基、アミド基、さらには硫黄を含む基等を例示することができる。一方、水溶液中に電子供与体を添加する場合には、電子供与体として脂肪族アミン(例えば、ジエチルアミンやトリエチルアミン等)やアンモニア等を添加すればよい。   In this case, the electron donor may coexist by introducing an electron donating group into the host compound, or may coexist by adding an electron donor to the aqueous solution. For example, in the former case, an electron donating group may be introduced into the aforementioned cyclodextrin. Examples of the electron donating group to be introduced include an amino group, a diethylamino group, an azide group, an amide group, and a group containing sulfur. On the other hand, when an electron donor is added to the aqueous solution, an aliphatic amine (for example, diethylamine or triethylamine) or ammonia may be added as the electron donor.

光照射により分解処理を行うと、前記の通り、有機塩素化合物(例えば4−CBP)の光脱塩素化反応が起こり、塩素とビフェニルに分解されるが、分解後にも前記ビフェニルの一部はホスト化合物の疎水性場中に残る。このような場合、分解反応後にホスト化合物を有機溶媒で洗浄すれば、前記ビフェニルを除去してホスト化合物を再利用することが可能になる。   When the decomposition treatment is performed by light irradiation, as described above, an organic chlorine compound (for example, 4-CBP) undergoes a photodechlorination reaction and is decomposed into chlorine and biphenyl. Even after the decomposition, a part of the biphenyl is a host. It remains in the hydrophobic field of the compound. In such a case, if the host compound is washed with an organic solvent after the decomposition reaction, it becomes possible to remove the biphenyl and reuse the host compound.

このとき、洗浄に使用する有機溶媒としては、毒性が低く汎用の有機溶媒を使用することができ、例えばヘキサンや石油系溶媒等が使用可能である。中でもヘキサンは、洗浄効率や入手の容易さ、取り扱い性、さらには毒性が低いこと等の観点から好適である。洗浄に際しては、例えば分解処理後の水溶液に前記有機溶媒を加え、十分に振とうした後、静置し、分離した有機溶媒を取り除けばよい。ホスト化合物に包接されるビフェニルは、疎水性であるため速やかに有機溶媒中に移行し、ホスト化合物から除去される。ビフェニルを除去したホスト化合物は、何度でも繰り返し使用可能である。   At this time, as an organic solvent used for washing, a general-purpose organic solvent having low toxicity can be used. For example, hexane, petroleum-based solvent, or the like can be used. Of these, hexane is preferable from the viewpoints of washing efficiency, availability, handling, and low toxicity. In washing, for example, the organic solvent may be added to the aqueous solution after the decomposition treatment, shaken sufficiently, and then allowed to stand to remove the separated organic solvent. Since biphenyl included in the host compound is hydrophobic, it quickly migrates into the organic solvent and is removed from the host compound. The host compound from which biphenyl has been removed can be used over and over again.

以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。   Hereinafter, specific examples to which the present invention is applied will be described based on experimental results.

実施例1
本実験では、ポリ塩化ビフェニル(PCB)のモデル分子として、4−クロロビフェニル(4−CBP)を用いた。そして、ホスト化合物としてβ−シクロデキストリン(β−CD)を用い、これらをβ−CD:4−CBP=1:1〜1:20(モル比)で水溶液中で混合し、室温にて48時間撹拌して包接錯体を形成した。この包接錯体を含む水溶液に対し、低圧水銀灯を用いて24時間の光(紫外線:波長254nm)照射を行い、生成物を電子イオン化質量分析(EI−MS)及び高速液体クロマトグラフィ(HPLC)により分析、定量を行った。結果を表1に示す。
Example 1
In this experiment, 4-chlorobiphenyl (4-CBP) was used as a model molecule of polychlorinated biphenyl (PCB). Then, β-cyclodextrin (β-CD) is used as a host compound, and these are mixed in an aqueous solution at β-CD: 4-CBP = 1: 1 to 1:20 (molar ratio), and at room temperature for 48 hours. Stirring to form an inclusion complex. The aqueous solution containing the inclusion complex is irradiated with light (ultraviolet light: wavelength 254 nm) for 24 hours using a low-pressure mercury lamp, and the product is analyzed by electron ionization mass spectrometry (EI-MS) and high performance liquid chromatography (HPLC). Quantification was performed. The results are shown in Table 1.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

表1から明らかな通り、β−シクロデキストリンをホスト化合物として4−CBPを取り込み、紫外線照射を行うことで、ほとんど全ての4−CBPが無害なビフェニル(BP)、あるいはビフェニルが2つ結合したQBPに分解されている。   As is apparent from Table 1, by incorporating 4-CBP using β-cyclodextrin as a host compound and performing ultraviolet irradiation, almost all 4-CBP is harmless biphenyl (BP), or QBP in which two biphenyls are bonded. Has been broken down.

実施例2
本実施例では、ホスト化合物としてβ−シクロデキストリンを用いるとともに、電子供与体としてトリエチルアミンを水溶液中に添加し、他は実施例1と同様に4−CBPの分解を試みた。光照射後、実施例1と同様に生成物の分析、定量を行った。結果を表2に示す。
Example 2
In this example, β-cyclodextrin was used as a host compound, triethylamine was added as an electron donor to the aqueous solution, and the others were attempted to decompose 4-CBP in the same manner as in Example 1. After light irradiation, the product was analyzed and quantified in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

この表2から明らかなように、トリエチルアミン存在下でのβ−シクロデキストリンを反応場とする4−CBPの光分解反応においても、良好な結果が得られ、4−CBPの大部分がビフェニル(BP)、あるいはQBPに分解されていることがわかる。   As is apparent from Table 2, good results were also obtained in the photodecomposition reaction of 4-CBP using β-cyclodextrin in the presence of triethylamine as a reaction field, and most of 4-CBP was biphenyl (BP ) Or QBP.

実施例3
本実施例では、ホスト化合物としてβ−シクロデキストリンを用いるとともに、電子供与体としてジエチルアミンを水溶液中に添加し、他は実施例1と同様に4−CBPの分解を試みた。光照射後、実施例1と同様に生成物の分析、定量を行った。結果を表3に示す。
Example 3
In this example, β-cyclodextrin was used as a host compound, diethylamine was added as an electron donor to the aqueous solution, and the others were attempted to decompose 4-CBP in the same manner as in Example 1. After light irradiation, the product was analyzed and quantified in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

この表3から明らかなように、ジエチルアミン存在下でのβ−シクロデキストリンを反応場とする4−CBPの光分解反応においても、良好な結果が得られ、4−CBPの大部分がビフェニル(BP)、あるいはQBPに分解されていることがわかる。   As is apparent from Table 3, good results were also obtained in the photodecomposition reaction of 4-CBP using β-cyclodextrin in the presence of diethylamine as a reaction field, and most of 4-CBP was biphenyl (BP ) Or QBP.

実施例4
本実施例では、ホスト化合物としてβ−シクロデキストリンを用いるとともに、電子供与体としてアンモニアを水溶液中に添加し、他は実施例1と同様に4−CBPの分解を試みた。光照射後、実施例1と同様に生成物の分析、定量を行った。結果を表4に示す。
Example 4
In this example, β-cyclodextrin was used as a host compound, and ammonia was added to an aqueous solution as an electron donor. Other than this, decomposition of 4-CBP was attempted in the same manner as in Example 1. After light irradiation, the product was analyzed and quantified in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

この表4から明らかなように、アンモニア存在下でのβ−シクロデキストリンを反応場とする4−CBPの光分解反応においても、良好な結果が得られ、4−CBPの大部分がビフェニル(BP)、あるいはQBPに分解されていることがわかる。   As is apparent from Table 4, good results were also obtained in the photodecomposition reaction of 4-CBP using β-cyclodextrin in the presence of ammonia as a reaction field, and most of 4-CBP was biphenyl (BP ) Or QBP.

なお、電子供与体を添加した実施例2〜4においては、若干の未反応物が認められ、分解効率が低下しているようにも見えるが、これは、β−シクロデキストリンが添加物である電子供与体を包接し、これにより4−CBPに対する包接能が低下したことによるものであり、分解効率自体は単にβ−シクロデキストリンを用いた場合よりも向上している。   In Examples 2 to 4 to which an electron donor was added, some unreacted substances were observed, and it seemed that the decomposition efficiency was lowered, but this is because β-cyclodextrin is an additive. This is due to the inclusion of an electron donor, thereby reducing the inclusion ability for 4-CBP, and the degradation efficiency itself is improved more than when β-cyclodextrin is used.

β−シクロデキストリンへの電子供与基の導入
図3に示すように、β−シクロデキストリンの6位の1級水酸基及び3位の2級水酸基をそれぞれ置換基R、Rで置換することにより、誘導体1〜誘導体5を合成した。なお、誘導体1は未置換のβ−シクロデキストリンである。これらβ−シクロデキストリンの誘導体について、4−CBPとの会合定数をUVスペクトルにより求め、さらにアミノ基の電子移動を確認するために、蛍光消光実験を行った。各誘導体の会合定数を表5に示す。
Introducing an electron donating group into β-cyclodextrin As shown in FIG. 3, by replacing the primary hydroxyl group at the 6-position and the secondary hydroxyl group at the 3-position of the β-cyclodextrin with substituents R 1 and R 2 , respectively. Derivatives 1 to 5 were synthesized. Derivative 1 is unsubstituted β-cyclodextrin. For these β-cyclodextrin derivatives, the association constant with 4-CBP was determined by UV spectrum, and further fluorescence quenching experiments were performed to confirm the electron transfer of the amino group. Table 5 shows the association constant of each derivative.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

表5に示す通り、前記各誘導体と4−CBPとの会合定数は、誘導体2>誘導体5>誘導体3>誘導体1>誘導体4の順であった。したがって、前記誘導体の中では、誘導体2が4−CBPに対して最も包接能に優れていると言える。また、消光実験の結果、誘導体1では4−CBPが包接され孤立化するために蛍光強度が増加し、誘導体2では前記蛍光強度が減少する傾向にあった。これは、アミノ基と4−CBP間の電子移動を示唆するものと言える。   As shown in Table 5, the association constant of each derivative and 4-CBP was in the order of derivative 2> derivative 5> derivative 3> derivative 1> derivative 4. Therefore, among the derivatives, it can be said that the derivative 2 has the most excellent inclusion ability with respect to 4-CBP. As a result of the quenching experiment, 4-CBP was included and isolated in the derivative 1, and the fluorescence intensity increased. In the derivative 2, the fluorescence intensity tended to decrease. This can be said to suggest electron transfer between the amino group and 4-CBP.

実施例5
本実施例では、ホスト化合物として6−アミノ−β−シクロデキストリン(前記誘導体2)を用い、他は実施例1と同様に4−CBPの分解を試みた。光照射後、実施例1と同様に生成物の分析、定量を行った。結果を表6に示す。また、前記光分解反応における生成物の割合の時間変化を調べた。結果を図4に示す。
Example 5
In this example, 6-amino-β-cyclodextrin (the derivative 2) was used as a host compound, and the other attempt was made to decompose 4-CBP in the same manner as in Example 1. After light irradiation, the product was analyzed and quantified in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6. Moreover, the time change of the ratio of the product in the said photolysis reaction was investigated. The results are shown in FIG.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

表6から明らかなように、β−シクロデキストリンにアミノ基を導入することで、4−CBPがほとんど完全に分解されていることがわかる。また、図4に示すように、極めて短時間のうちに分解が進んでいる。なお、アミノ基を導入したβ−シクロデキストリンをホスト化合物とした場合、主生成物はQBPであり、QBPのみが生成するといっても過言ではない。そこで、アミノ基を導入したβ−シクロデキストリンを使用した光分解反応における時間変化をUV及びHPLCを用いて追跡調査したところ、QBPの生成過程においてはBPを経てQBPが生成することがわかった。   As is apparent from Table 6, it can be seen that 4-CBP was almost completely decomposed by introducing an amino group into β-cyclodextrin. Further, as shown in FIG. 4, the decomposition proceeds in an extremely short time. When β-cyclodextrin having an amino group introduced is used as a host compound, the main product is QBP, and it is not an exaggeration to say that only QBP is generated. Therefore, when the time change in the photolysis reaction using β-cyclodextrin having an amino group introduced was followed using UV and HPLC, it was found that QBP was produced via BP in the production process of QBP.

実施例6
本実施例では、ホスト化合物として6−アジド−β−シクロデキストリン(前記誘導体3)を用い、他は実施例1と同様に4−CBPの分解を試みた。光照射後、実施例1と同様に生成物の分析、定量を行った。結果を表7に示す。
Example 6
In this example, 6-azido-β-cyclodextrin (derivative 3) was used as the host compound, and the other attempt was made to decompose 4-CBP in the same manner as in Example 1. After light irradiation, the product was analyzed and quantified in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 7.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

表7から明らかなように、アジド基を導入した場合にも大部分の4−CBPは分解されているが、若干の未反応物が認められ、アミノ基を導入した場合(実施例5)の方が若干効果が高いことがわかる。   As is clear from Table 7, even when an azide group was introduced, most of the 4-CBP was decomposed, but some unreacted products were observed, and when an amino group was introduced (Example 5). It can be seen that the effect is slightly higher.

実施例7
本実施例では、ホスト化合物としてジエチルアミノ−β−シクロデキストリン(前記誘導体4)を用い、他は実施例1と同様に4−CBPの分解を試みた。光照射後、実施例1と同様に生成物の分析、定量を行った。結果を表8に示す。
Example 7
In this example, diethylamino-β-cyclodextrin (the derivative 4) was used as a host compound, and the other attempt was made to decompose 4-CBP in the same manner as in Example 1. After light irradiation, the product was analyzed and quantified in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 8.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

表8から明らかなように、ジエチルアミノ基を導入した場合には、実施例5と同様、ほとんど全ての4−CBPが分解されており、分解効率に非常に優れていることがわかる。   As is apparent from Table 8, when a diethylamino group was introduced, almost all of 4-CBP was decomposed as in Example 5, indicating that the decomposition efficiency was very excellent.

実施例8
本実施例では、ホスト化合物として3−アミノ−β−シクロデキストリン(前記誘導体5)を用い、他は実施例1と同様に4−CBPの分解を試みた。光照射後、実施例1と同様に生成物の分析、定量を行った。結果を表9に示す。
Example 8
In this example, 3-amino-β-cyclodextrin (the derivative 5) was used as a host compound, and the other attempt was made to decompose 4-CBP in the same manner as in Example 1. After light irradiation, the product was analyzed and quantified in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 9.

Figure 2007061706
Figure 2007061706

表9から明らかなように、3位にアミノ基を導入した場合にも、実施例5と同様、ほとんど全ての4−CBPが分解されているが、4−CBPの割合が多くなると、若干分解率の低下が見られる。   As is apparent from Table 9, even when an amino group was introduced at the 3-position, almost all 4-CBP was decomposed as in Example 5, but when the proportion of 4-CBP was increased, it was slightly decomposed. A decrease in rate is seen.

本発明の基本原理を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the basic principle of this invention. β−シクロデキストリンの構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of (beta) -cyclodextrin. β−シクロデキストリンへの電子供与基の導入例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of introduction | transduction of the electron donating group to (beta) -cyclodextrin. 6−アミノ−β−シクロデキストリンをホスト化合物とした場合の光分解反応の時間変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the time change of photolysis reaction at the time of using 6-amino- (beta) -cyclodextrin as a host compound.

Claims (10)

水溶液中において、疎水性場を有する親水性ホスト化合物により有機塩素化合物を捕捉した後、光照射することにより前記有機塩素化合物を分解することを特徴とする有機塩素化合物の分解処理方法。   A method for decomposing an organic chlorine compound, comprising: capturing an organic chlorine compound with a hydrophilic host compound having a hydrophobic field in an aqueous solution; and then decomposing the organic chlorine compound by light irradiation. 前記親水性ホスト化合物がシクロデキストリンまたはその誘導体であり、前記有機塩素化合物をゲスト化合物として包接錯体を形成することを特徴とする請求項1記載の有機塩素化合物の分解処理方法。   The method for decomposing an organochlorine compound according to claim 1, wherein the hydrophilic host compound is cyclodextrin or a derivative thereof, and an inclusion complex is formed using the organochlorine compound as a guest compound. 前記シクロデキストリンがβ−シクロデキストリンであることを特徴とする請求項2記載の有機塩素化合物の分解処理方法。   The method for decomposing an organochlorine compound according to claim 2, wherein the cyclodextrin is β-cyclodextrin. 前記親水性ホスト化合物に電子供与性の置換基を導入することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の有機塩素化合物の分解処理方法。   The method for decomposing an organic chlorine compound according to any one of claims 1 to 3, wherein an electron donating substituent is introduced into the hydrophilic host compound. 前記電子供与性の置換基がアミノ基またはアミド基であることを特徴とする請求項4記載の有機塩素化合物の分解処理方法。   5. The method for decomposing an organochlorine compound according to claim 4, wherein the electron-donating substituent is an amino group or an amide group. 前記水溶液に電子供与体を添加することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の有機塩素化合物の分解処理方法。   The method for decomposing an organic chlorine compound according to any one of claims 1 to 3, wherein an electron donor is added to the aqueous solution. 前記電子供与体がジエチルアミン、トリエチルアミン、アンモニアから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項6記載の有機塩素化合物の分解処理方法。   The method for decomposing an organochlorine compound according to claim 6, wherein the electron donor is at least one selected from diethylamine, triethylamine, and ammonia. 前記光照射が紫外線照射であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の有機塩素化合物の分解処理方法。   The method for decomposing an organochlorine compound according to any one of claims 1 to 7, wherein the light irradiation is ultraviolet irradiation. 前記光照射による有機塩素化合物の分解の後、前記親水性ホスト化合物を有機溶媒で洗浄して再利用することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の有機塩素化合物の分解処理方法。   The organic chlorine compound decomposition treatment according to any one of claims 1 to 8, wherein after the decomposition of the organic chlorine compound by the light irradiation, the hydrophilic host compound is washed with an organic solvent and reused. Method. 前記有機溶媒がヘキサンであることを特徴とする請求項9記載の有機塩素化合物の分解処理方法。   The method for decomposing an organic chlorine compound according to claim 9, wherein the organic solvent is hexane.
JP2005249422A 2005-08-30 2005-08-30 Decomposition method of polychlorinated biphenyl Active JP3914995B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005249422A JP3914995B2 (en) 2005-08-30 2005-08-30 Decomposition method of polychlorinated biphenyl

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005249422A JP3914995B2 (en) 2005-08-30 2005-08-30 Decomposition method of polychlorinated biphenyl

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007061706A true JP2007061706A (en) 2007-03-15
JP3914995B2 JP3914995B2 (en) 2007-05-16

Family

ID=37924533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005249422A Active JP3914995B2 (en) 2005-08-30 2005-08-30 Decomposition method of polychlorinated biphenyl

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3914995B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009095785A (en) * 2007-10-18 2009-05-07 Neos Co Ltd Selective sticking agent for halogenated aromatic compound contained in medium and selectively sticking method
JP2011020007A (en) * 2009-07-13 2011-02-03 Taisei Corp Method of extracting organic chlorine compound in contaminated soil
CN103639184A (en) * 2013-12-25 2014-03-19 武汉大学 Method for circularly repairing organic polluted soil by cyclodextrin eluting solution

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009095785A (en) * 2007-10-18 2009-05-07 Neos Co Ltd Selective sticking agent for halogenated aromatic compound contained in medium and selectively sticking method
JP2011020007A (en) * 2009-07-13 2011-02-03 Taisei Corp Method of extracting organic chlorine compound in contaminated soil
CN103639184A (en) * 2013-12-25 2014-03-19 武汉大学 Method for circularly repairing organic polluted soil by cyclodextrin eluting solution

Also Published As

Publication number Publication date
JP3914995B2 (en) 2007-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nawaz et al. Reduced graphene oxide− TiO2/sodium alginate 3-dimensional structure aerogel for enhanced photocatalytic degradation of ibuprofen and sulfamethoxazole
Nayak et al. Carbon dot cross-linked polyvinylpyrrolidone hybrid hydrogel for simultaneous dye adsorption, photodegradation and bacterial elimination from waste water
Ding et al. UV photolysis as an efficient pretreatment method for antibiotics decomposition and their antibacterial activity elimination
Mallakpour et al. Synthesis of alginate/carbon nanotube/carbon dot/fluoroapatite/TiO2 beads for dye photocatalytic degradation under ultraviolet light
Zamri et al. Kinetic study on photocatalytic degradation of phenol using green electrosynthesized TiO2 nanoparticles
Zhihui et al. Degradation of 4-chlorophenol by microwave irradiation enhanced advanced oxidation processes
Olatunde et al. Photo enhanced degradation of polyfluoroalkyl and perfluoroalkyl substances
JP3914995B2 (en) Decomposition method of polychlorinated biphenyl
JP7079482B2 (en) Method for treating carbon nanotubes and waste liquid containing carbon nanotubes
Fernández-Castro et al. Theoretical and experimental formation of low chlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in the Fenton oxidation of chlorophenol solutions
Gmurek et al. Photosensitive chitosan for visible-light water pollutant degradation
Hashmi et al. Chemical remediation and advanced oxidation process of polychlorinated biphenyls in contaminated soils: a review
Mramba et al. A review on electrochemical degradation and biopolymer adsorption treatments for toxic compounds in pharmaceutical effluents
Naeimi et al. Green synthesis of bentonite/cellulose@ lead oxide bio-nanocomposite with assistance of Pistacia Atlantica extract for efficient photocatalytic degradation of ciprofloxacin
Awofiranye et al. Overview of polymer–TiO2 catalyst for aqueous degradation of pharmaceuticals in heterogeneous photocatalytic process
Deniz et al. An effectual biosorbent substance for removal of manganese ions from aquatic environment: A promising environmental remediation study with activated coastal waste of zostera marina plant
Sharma et al. Bio nanotechnological intervention: a sustainable alternative to treat dye bearing waste waters
Nguyen et al. Removal efficiency of dibenzofuran using CuZn-zeolitic imidazole frameworks as a catalyst and adsorbent
Zhou et al. Efficient Oxidation of Paracetamol Triggered by Molecular‐Oxygen Activation at β‐Cyclodextrin‐Modified Titanate Nanotubes
Jitae et al. Improved photocatalytic oxidation of micropollutant in wastewater by solar light: assisted palladium-doped graphitic carbon nitride
JP3405591B2 (en) Decomposition treatment method for harmful organic chlorine compounds
JP7341633B2 (en) How to purify organically contaminated soil
JP3247543B2 (en) Alkali decomposition method for halogenated aromatic compounds
JP2006212552A (en) Method for converting organoarsenic compound to inorganic arsenic compound
CN112778227B (en) Method for detoxifying atrazine triazine herbicide under alkaline condition

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061211

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061211

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070109

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150