JPH04502574A - 金属イオン、蛋白質及びその他の無機あるいは有機物質用吸着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 金属イオン、蛋白質及びその他の無機あるいは有機物質用吸着剤 技術分野 本発明は金属イオン、蛋白質及びその他の物質用の吸着剤と、水溶液から重金属 を吸着する方法とに関するものである。

本発明の吸着剤に銅、ニッケル、亜鉛等のような重金属が吸着されると、ある種 の生成物を生じ、これが次に水溶液から有機物質を吸着する。この生成物上に固 定された金属イオンは、血清あるいは動物や植物の抽出物等の中の蛋白質を相互 に分離するのに用いられる。

重金属は吸着により希釈溶液から濃縮され、その際溶液からかなり効果的に重金 属が遊離される。これは、水冶金（ｈｙｄｒｏ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）のみな らず重金属汚染が一層問題となっている環境管理においても、また急性あるいは 慢性中毒に関する医学的見地からも重要な事である。不溶性担体に固定された重 金属イオンは、有機物質の吸着剤として、また場合によっては、触媒的性質の吸 着剤としても使用できる。また、高分子溶解性ポリマー（ｈｉｇｈ　ｍｏｌｅｃ ｕｌａｒ　５ｏｌｕｂｌｅ　ｐｏｌｙｍｅｒｓ）に付着した金属イオンは、新し い分野への応用が可能と思われる。

金属吸着はイオン交換器で行い、金属イオンは相互に効率的に分離することがで きる。水冶金では、なかでも金属キレート化吸着剤が使用され、そのキレート生 成基は、ジチオカルバメート、ヒドロキサマドフェノール（ｈｙｄｒｏｘａｍａ ｔｐｈｅｎｏｌ）、またはケトエルレートから成るものが多い０通常キレート生 成吸着剤は、不溶性の疎水へ性担体、例えば架橋ポリスチレンを基にしていて、 分析のためにはイミノジアセテートのポリスチレン誘導体が適当である。

例えばアガロースのような親水性担体に挿入したイミノジ酢酸基はクロマトグラ フィー分離や、ＩＭＡＣ（固定金属イオンのアフイニテイクロマトグラフイー） 、あるいは金属キレート親和力に基く蛍白質クロマトグラフィーにも用いられる 。なお、他のキレート生成基とのゲル物質も又使用されている。

重要なのは、キレート生成基がある種の重金属と結合する面を有し、もう−面で は高度に選択的であるということである０本発明の一例として、リガンドに窒素 のみがあるときは、水銀、カドミウム及び銅に強い親和力を示すが、鉄への親和 力は弱い、前記金属への相対的に強い親和力を示す状態では、鉄を含有する水溶 液からそれ等を濃縮することができ、この際アルカリ金属類やアルカリ土類金属 類あるいはアルミニウムには、はとんど影響されない。

本発明の吸着剤は、Ｐ−Ｄ−Ｌ構造を持つことを特徴とし、Ｐはポリマー、Ｄは 、Ｐと、少くとも１つの環内窒素Ｎを有する１以上の複素芳香族理系を含むリガ ンドＬとを結合している架橋子を表わす、そして窒素Ｎは、近い方の環内原子Ｃ と共に、原子配列Ａ、Ｎ−Ｃ−Ｃｎ−Ｎ中での一方の末端（最初の端末）を構成 しく式中ｎはｌ又は２）、もう一方の末端−Ｃｎ−Ｎ−（２番目の端末）は、１ 以上のへテロ原子を有する複素芳香族環系に含まれても良く、Ｄを通してＰと結 合しているか、または−Ｃｎ−Ｎが複素環の環外側基中にあって、ＮがＤを通し てポリマーＰと結合している。なお、上記最初の端末は、ピリジン核又はイミダ ゾール核等に含まれても良い。

上記リガンドの構造式は、芳香族性を有する窒素含有環を含んでいる０重金属を 結合するのに特に効果的なのは、ピリジンとイミダゾールである。このような環 系は、例えば銅イオンのような重金属への親和力は弱いが、適当な置換により親 和力を相当強めることができる。

本発明のりガントでは、側鎖に窒素グループのある側基を、環内窒素に対して２ −位置に挿入していて、この窒素グループは環内窒素からは２〜３の炭素原子の 配列により隔てられている。この置換により、重金属が窒素原子に著しい親和力 を示す形で、５または６員のキレート環を形成させることになる（金属イオンは 「ハードＪ　（ｈａｒｄ）又は「中間Ｊ　（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）タイプ のもの）。

原子配列Ａを有する複素芳香族環 ると；）４１　＝　（！−（Ｓ−１４は下記金属キレートを生成し、ｎｍ２とす ると；　Ｎ’−Ｃ”−Ｃ”−Ｃ’−Ｎ″の場合の原子配列Ａでは の金属キレートを生成する。

金属はＣｕＩｆ、　）（、Ｉｆ、　Ｃｄ”、　Ｈｇ”、またはＣ０１１等の「ソ フトＪ　（ｓｏｆ　ｔ）あるいは「中間」のものが好ましい。

ｐｅＩＩＩ、　Ａ１．　Ｉｌｌ　、　（ａｌｌおよび「ハード」金属イオンの親 和力は些細なものか、存在しないとみなして良く、これは、ソフト金属イオンへ の選択性を有するように更にリガンドを形成するのに大変有利である。

上記二座配列の構造にはＮｌとＮ４°５の２つの原子があり、これが金属イオン と結合する。このような場合、原子を結合して、６配位原子価で＋２価となるな らば、３つの配列Ａが配位され得る。

しかしＮＮが直接、間接にポリマー中に固定され、すべてのＮＮ間の距離が十分 に大きい時は、不完全な錯体のみが形成される。金属はＮＮに関して不飽和とな り、ＩＭＡＣではそれを利用する。金属イオンを吸着させる強度はＮＮがどれ程 接近しているかによって決まり、実際２つの、又は滅多に無い事ではあるが３つ のＮＮが金属イオンに結合すると、当然結合力は一層強くなる。ＮＮ周囲の環境 は、金属の親和力を変化させ、通常、環境、ポリマー及びポリマーへの架橋は、 相互作用にとっては障害となる。

金属吸着にとっては、親和力は高（なければならず、即ち強い結合力と高度の選 択性を有するのと同時に、金属イオンが脱着され易くなければならない０例えば 水銀や銅を水から除去するには、吸着剤が鉄やアルミニウムで飽和されてはいけ ないのである。

吸着能を高めるために、一定量の吸着剤に１つ以上の金属イオンを吸着させるこ とができ、また、同様に配位原子、特にＮとＳ（チオール中のもの）を更に挿入 して、選択性を高めることもできる。これらの原子を挿入して、配位原子と共に 下記のような５−または６員環を形成して、より一層効果的に強化を図ることが −Ｎ−Ｃ−Ｃ−５Ｈ−−Ｎ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−ＳＨ一本発明の５−または６員環は、 他の位置に２つのＮ原子を有する錯体よりも強力な金属キレートを形成する。

ピリジンやイミダゾール等のように、Ｎが環の一体の構成員なので金属キレート はさらに安定し、また複素芳香族環がイミダゾールであれば、非常に安定した錯 体が得られる。

ここでは２種類の構造が考えられる。

ピコリンアミン系のリガンドは、下記の銅キレート構造を構成する。

リガンドが２個のピリジン核を有すると、さらに強力なキレートが得られる。

（１）の式中で窒素に最も近い水素を、他のキレート形成基、例えばカルボキシ メチル基で置換すると、２環のキレートを構成して大変有利である。

キレート中の５員環は、しばしば非常に安定性であり、また、６員環も時として 非常に安定である。

（１）の化合物をエビクロロヒドリンで処理してから硫化水素ナトリウム（Ｎａ ＳＨ）と反応させると、２環キレートが得られ、また金属飽和により、本発明の 有意義な変異形が得られ、これは金属と共に２個の窒素原子と１個の硫黄原子を 結合することができる。

Ｎａ５ＨのかわりにＮＨｍを使用すると、下記になる。

Ｎ１１３のかわりにアミンを使用すると、アルキル誘導が得られ、これもまた２ 環キレートを形成する。このアミンをアミノ酸、例えばグリシンと交換すると、 更に異なる５員環系を形成する。イミノジ酢酸と、コバルトや亜鉛等の重金属を 使用すると、理論上は４−から５−員環が形成される。ＮＨ８をポリアミンと交 換すると、多環で、窒素を唯一の金属配位原子として含有するキレート、例えば ジエチレントリアミンとニッケルイオンが形成される。

（１）の他の置換法で、各々２個が３個の５〜又は６１１１を持つ２環キレート 、３．環キレートが得られる。

式中、ＸはＮｈまたはＳＲを示す、これらのリガンドは、■を臭化アリル七アル キル化し、得たアリル誘導体を臭素化してから、それぞれ、Ｎａ５Ｈまたはアン モニアで処理して〔またはプンテ塩（Ｂｕｎｔｅ　５ａＪｔｚ）を経てから還元 して〕得られる。

上記例のピリジンの代りに、イミダゾールとイミダゾール誘導体を使用できるが 、本発明では側基が、２つの異る位置を占めることができる。したがって、式（ １）は、下記の構造に対応することとなる。

■ａ　Ｖｌｌｌ　ｂ　Ｖｌｌ　ｃ 本発明の多種の変異形の中では、下記のリガンドが代表的なものである。

環Ａに必要なキレート構造は、下記の樟なピリジン環を２個つないだものから製 造することができる。

ＸＩＩＩ　ＸＩＶ しかし、側鎖による連結、例えば５−アミノフェナントロリン中のアミノ基を経 由する連結を行わなければなＸ１ｌｌ−ＸＶは二座のりガントであり、前述した 例にみられるように、窒素置換により強化することはできない。

上述の誘導体は、すべて−Ｎ−Ｃ−Ｃ−Ｎ−の原子配列を有し、−Ｎ’−Ｃ”− Ｃ３−Ｎ’のうちｌｌ−Ｃ１の番号を付した原子は、複素芳香族核、つまり例示 した場合のイミダゾール又はピリジン基の一体の構成員である。この複素芳香族 基は２−位置で側鎖基によって置換されており、二〇側基は環でも良いしまた脂 肪族あるいは脂肪族−芳香族鎖でも良い、さらに複素環をその他の環、例えば複 素芳香族または芳香族の環に置換又は結合することもでき、これによって、例え ば下記のような金属配位構造が得られる。

ＶＩ リガンドＬ中の側基は、架橋子りを通してポリマーに結合し、この架橋子の最も 単純な例は、水素を伴った１個の炭素原子である。多ＩＩ類が過ヨウ素酸塩で酸 化される例を示すと、下記構造の結合が形成される。

式中、ＸはＣＨｇＯＨ，Ｃ０ＯＨ，ＣＩＯ又はＣＬで、これはピコリルアミンと 共に、下記構造を含む縮合生成物を形これは還元されて次式となる。

これらの場合、遠隔基（架橋子）ＤはＣＨかＣＩ（ｔである。

前記の例でも明らかなように、側基はもっと複雑でも良く、その例を更に示す。

ポリマーは、ポリエチレンイミンで置換されているか、またはポリエチレンイミ ン自身でも良く、架橋があっても無くても良い。その欅なアミンを例えばピロー ル−２−アルデヒドあるいはピリジン−２−アルデヒドのようなアルデヒドでシ ッフ（Ｓｃｈｉｆｆ）縮合により処理すると、下記のように特徴のある原子配列 Ｎ’−Ｃ”−Ｃ３−Ｎ’が得られる。このうちＮ４はアミン含有ポリマー中の転 換された一級アミノ基で次に例えばＮａＢＨａで還元後は、それぞれポリアミン を塩化ピコリルで処理すると、−級と二級の両方のアミノ基にピコリル基を挿入 できる０例えば、 式中、Ｎ＋−Ｃ２−Ｃ３−Ｎ４配列のくり返しが、あらゆるリガンド中に、また はポリエチレンアミン中に得られる。

側基はまた、ウレア、チオウレア、セミカルバジド、ビウレット等の誘導体や、 例えばグアニジン、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体をも含有して良く、例えば下 記のようになる。

ＸＸＩ ピコリルまたはイミドアゾリルメチル基等もトリアジン誘導体を通してポリマー に挿入でき、例えば次のようになる。

ＸＩＩ 上記および同様の例では、トリアジン構造がリガンドしに含まれるとも架橋りに 含まれるとも解釈できる。

さらには、吸着剤を他の方法によっても強化できる。

このように、例えばピコリルアミン中のアミノ基をアリル基で置換して としてから、生成物を臭素化する。　ｘｘｍアンモニアまたはＮａ５Ｈにより、 各々、アミノ基またはＳＨ基がＮ′に対して２−又は３位置で挿入される。多く の変異形が可能である。

ポリマーへの固定化後、ｏ−ｃｎｚ−ｘを用いてアルキル化する出発原料として は、トリス（２−アミノエチル）アミンが優れており（式中ＸはＣＩ！、又はＢ ｒ、Ｑはピリジン、イミダゾールまたはその他の複素芳香族環式化合物を表わす ）、これがＮ＋−（ｚ−Ｃｚ−Ｎａの原子配列を生２て、特に強力な金属イオン 錯体を形成する。その例を以下に示す。

強い吸着性は、２−ヒドロキシベンズアルデヒドをピコリルアミンで縮合してシ ッフ塩基とし、その後還元して活性化したポリマーと結合させる事によっても得 られる０次にＮｉイオンが下記構造のリガンドと錯体を形成する。

対称形トリクロルアジンでマトリックスを活性化する方法や、ポリマーマトリッ クスに置換したアルデヒド基へ直接アミンを結合させる方法の他に、本発明のり ガントを種々の方法で、例えばジビニルスルフォン、ビスエポキシドあるいはＢ ｒＣＮ等のハロシアンのような２官能試薬を用いて活性化する等の方法で結合す ることができる。また、ＯＨ−基も活性エステル等へ変換することができる。こ のように活性化試薬もまた架橋を形成する。ジビニルスルフォンを用いて得られ る架橋は、−ＣＨｚ−ＣＨｔ−ＳＯｘ−ＣＨｚ−ＣＨｚ−でブタンジオールジグ リシジルエーテルを用いると、 −ＣＨｇ−ＣＨＯＩ（−ＣＨｇ−０−ＣＯｚ−ＣＨｚ−ＣＨｚ−Ｃｔｌｚ−０− ＣＨｚ−ＣＨＯＨ−ＣＨｚ−χＸ■ 本発明者等は、多種のポリマーの用途に応じた担体材料としての能力を調べた。

一般に担体材料は、金属イオンで飽和した後に吸着剤が形成されることによって もたらされる化学的、物理的ひずみに耐えねばならない、工業用水の処理用には 、担体材料、即ちマトリックスは安価でなければならない、もっとも、高価な材 料は研究用や医学用に使用できると考えられる。実用向きで溶性あるいは不溶性 担体材料の例としては、粉末セルロース、濾紙、コツトン（ｃｏ　ｔ　ｔｏｎ） およびウニチフス（ｗｅｔｔｅｘ）、架橋スターチ類およびその他の架橋多Ｉ！ 類例えば寒天、アガロース、ポリビニルアルコール等のような架橋ポリオール、 架橋ポリアクリルアミド、化粧用スポンジ等がある。ポリマーは、シリカやガラ ス等の無機担体と共有結合するか、または磁性粒子と混合しているかまたは結合 していると好都合であり、これにより吸着剤をその周囲の溶液から分離するのが 容易になる。

リガンドを担体に固定する安価で有用な方法は、エピクロルヒドリンによる活性 化で、これによりマトリックスとリガンドは、強固で良好な結合をする。また、 アルデヒド基へのポリオールの酸化を補足的に行い、これを縮合してシッフ塩基 として還元した。−級アミノ基を有するマトリックスには、またジアルデヒドを 通して結合させた。

リガンドの選定と合成により本発明者等は非常に有用な吸着剤を製造した。

重金属は天然および人類活動の結果として環境中に普通に存在しており、しばし ば生物学的処理を妨害する環境問題となりつつある。吸着剤上に金属イオンを蓄 積させるのは、化学的にも技術的にも最も融通性のある重金属の中和方法であり 、本発明の吸着剤は実際の金属や需要に応え得ることを示した。純医学用にも使 用可能で、バクテリア、ヴイールス及び各種有毒有機物質の吸着テストがなされ た。

本発明による吸着剤の製造と、製品の性質を、添付図面と実施例を用いて詳細に 説明する０文中のパーセントはすべて重量％である。

図に、本発明にかかる製品へのジビコリルアミン−（ｕ＊　＊をリガンドとして 用いた重金属の固定化を示し、そのリガンドはＮ含有量が３．４８％でリガンド 量８２９μモル／ｇ乾燥ゲルである。

直径１ｃｍのクロマトグラフィーカラムに２．５ｇのジビコリルゲル５０μモル 　リガンド／ｍｌゲルを実施例１のように充填し、銅イオンを注入した。ベッド を５０ｍモルのＮａ、）ＩＰＯ，と０．５モルのＮａＣｊ２　（イオン交換の促 進用）とを含有する緩衝液で洗浄し、ｐＨ値を７，６に調整した。

２−２のヒト血清にＮａＣｌを０．５モルとなる様添加し、濾過してベッドに注 入した。　２５ｍｆｆ１／時の速度で下記溶液をベッドに通してクロマトグラム を得た。

１　５０ｍモルＮａＨ，ＰＯａ、　ｐ’イ直７．６．０．５−モルＮａＣ１平？ ＃緩衝液。

ＩＩ　０．５モル　酢酸ナトリウム、ｐＨ値は０．５モルＮａＣｌを添加して５ ．５に調整。

ｍ　５０ｓモルイミダシル、５０ｇモルＮａＨｚＰＯ４に０．１モルＮａＯＨを 添加してｐＨ値を７．６　に調整し、０．５モルＮａＣＩＬを添加した。

矢印で示したように溶離剤を変更した時に得たクロマトグラムを図示する。蛋白 質量は分光測光器を用いて２８０ｎ−での吸収を測定して得た。

蛋白質吸着の選択性を証明するために、ゲル電気泳動分析を行った。血清蛋白は はっきりと３つの群に分かれた。溶離物質（水素イオン、イミダシルおよびリン 酸塩）の濃度の変更勾配によって、一層効果的な蛋白質精製が可能となる。

ｍ土 ２１丸型フラスコに入れた３００ｇの水で膨張させた６％アガロース（商品名： 　５ｅｐｈａｒｏｓｅ　６Ｂ）中に、水４５−！、４モルＮａＯＨ１００■２、 水素化ホウ素ナトリウム０．８６ｇおよびエピクロルヒドリン１８．７５ｍ　ｌ を加えた。室温で２時間ｍ拌ａ、さらに４モルＮａＯＨ１００＋　ｊ！　、エピ クロルヒドリン１００■２を加えた。室温で１昼夜反応させて得たエポキシ化寒 天生成物を中性となるまで水で洗浄した。

５００ｗ　ＩＬの丸型フラスコにこのエポキシ化アガロース４０ｇを入れ、そこ に１モルＮａｚＣＯｓ　３５ｍ　ｌおよびピコリルアミン１■！を加えた。室温 で７０時間反応させ、得たゲル生成物を水、０．１モル酢酸、最後に水と連続し て洗浄した。

生成物の吸着能を塩化鉄（■）、塩化銅（ＩＩ）および硫酸ニッケル（Ｉｔ）の 各溶液を用いてテストした。

ニッケルや鉄イオンよりも銅イオンの方が強力に吸着された。吸着能はゲル−！ 当り約３０μモルの銅（ＩＩ）であった。

１コ１」ＬＬ ３モルＮａＯＨ３５ｍ　ｌ中に溶解したブロム酢酸１５ｇを実施例１により製造 したピコリルアミンゲル２０ｇに加え、固形Ｍａｉｌ（でｐＨ値を１Ｏ９５に調 整してからｐｌ（１０，５の１モル炭酸水素ナトリウム３５ｖａ　ｌを加え、得 た懸濁液を室温で１５５時間振うした。ゲル生成物を水、０．１モル酢酸、水の 正しい順序で洗浄した。このようにして得たカルボキシメチル化ピコリルアミン は銅イオンを強力に吸着した。実施例１のゲルと異なり、固定された銅イオン（ Ｉｔ）は、ｐＨ８のエモル　グリシンでも溶出しなかｐ）ｆｌｏ、０の１モルＮ ａＨＣＯ３／ＮａｚＣＯｘ　２０ｓ　ｌ中に溶解した塩化ピコリル０．４ｍｌを 、実施例１のピコリルアミンアガロース１０ｇに加え、７０℃で１時間振とうし た。ゲルは実施例１と同様に洗浄した。得たジピコリルアミンゲルはピコリルア ミンゲルよりも強力に銅イオンヲ固定して青よりも青緑とも言える別の色あいに なった。

２価の銅イオンＣｕ”は、実施例１〜３の水溶液中の３種すべてのゲルに固定さ れた。１モルのグリシンで洗浄すると、実施例１と３のゲル上の銅は溶出したが 、実施例２のゲル上の青い区域は変化しなかった。同様のテストをニッケルとコ バルト塩を用いて行った。これ等の金属イオンも吸着されたが銅イオン程強力で はなかった。

血清蛋白吸収能をカルボキシメチル−ピコリルアミン−アガロース、（ＣＭＰ− アガロースと略す）とイミノジ酢酸−アガロース、（１０＾−アガロースと略す ）とで比較して、決定的な相違を認めた。同一テスト条件下でＣＭＰ−アガロー スはより明確に分離するだけでなく、蛋白質の型もＩＤＡ−アガロースの結果と 異っていた。

ｌｌ亘土（ピコリル−エチレンジアミン）０．８モルＮａＯＨ３０ｍ　ｌとブタ ンビス−グリシジルエーテル３−２とを１０ｇ　のコツトンに添加した。２７℃ で２０時間たってから、コツトンを取り出して水洗した。

上記のようにエポキシ化したコツトンにＮａ１ｌでｐＨ１０，５に調整した０、 ２モルＮａ１ＣＯｚを３５−１加えた。ジビコリルエチレンジアミンＩｇと蒸留 水３５−２を７０°Ｃに加熱し、この清浄液を炭酸水素ナトリウム溶液と共に前 記コツトンに加えて室温で約７０時間振とうした。生成物を水、０．１モル酢酸 、そして最後に水で洗浄し、塩化銅溶液に接触させると強烈な青色になった。１ モルのグリシンで木綿はほんの僅に脱色された。

ｌｌ■ｌ ビス−（２−アミノエチル）−サルファイド０．５ｇをｐ）＋１０．５の１．０ モルＮａＨＣＯｓｉｌ衝液３０ｔａ　ｌ中に溶解し、実施例１のオキシラン活性 化のアガロース２５ｇを加えた。

１昼夜振とう後、得たゲルを分離し、水、０．１モルＨＡｃ　、最後に水で洗浄 した。ゲルはＣｕ　（ＩＩ　）イオンを′＠看したが、かなり少量であった。

実施例１と同様にゲルをピコリル化してこのピコリル処理ゲルをＣｕ（ＩＩ）を 用いてテストすると銅イオンをはるかに良く吸着した。

１ｌｉ ｐＨ１０，５の１モル炭酸水素ナトリウム緩衝液３０−！中に溶解した０、５ｇ の２−アミノエチル−２−ピリジンを、実施例１によるエピクロルヒドリン処理 のアガロース２５ｇに加えた。室温で１昼夜振とう後、ゲルは銅イオンを吸着し た。

ｌｌｌ工 実施例１のエポキシアガロース７５ｇを室温で１昼夜１モルのＮａ１ＣＯｓ　８ ０■２中に溶解したアミノメチルイミダシル３．５ｇで処理し、実施例１と同様 に洗浄した。他の実施例同様、洗浄後、生成物の銅とニッケルイオン吸着能をテ ストした０両イオン共ゲルに強力に吸着した。

実施例２及び３と同様に、ゲルをカルボキシル化しピコリルクロライドで処理し た。このカルボキシメチル化したゲルは、１モルのグリシンを溶離剤として用い た時、最も強力にＣｕ（ｎ）を吸着した。

ｌｌｌ主（ピコ　ＥＤＡ−）リスアクリル）ヒドロキシル基含有の架橋ポリアク リレート（トリスアクリルＦｂ２０００、ＩＢＦ）　１００ｇを、１モルＮａ０ ）１１００＋　１とエピクロルヒドリン１０ｍｊ２と混合し、４０°Ｃで１時間 加熱してから、さらに１．０ｍｆのエピクロルヒドリンを添加した。懸濁液を４ ０°Ｃで１時間放置し、その後ゲルを０．１モルＮａ２ＣＯｓ、次に水で洗浄し た。

ゲルを２つに分け、各々に１モルＮａ２ＣＯ３７５＋＊　１２とピコリルクロラ イド２．５ｇを混合した。各々撹拌したが、一方は２０時間、もう一方は５日間 行った。得たゲルを実施例１と同様に洗浄した。短時間処理したゲルは３９μモ ルのＣｕ　（ＩＩ　）を吸着し、５日間処理のゲルは５８μモルであった０両ゲ ル共実質的に青色であった。銅の約半分は１モルのグリシンで溶離し、残部は０ ．２モルのエチレンジアミンテトラアセテート（ＥＤＴＡ）で脱着した。

ｌｌｌ工 ３０ｇのエポキシ化した６％アガロースを０．２モルＮａ２ＣＯｓで洗い、０． ３ｇの１．２−　（２−１８−ヒドロキシキノリニル））−エチレンジアミンを ２５ｓ　１の水に溶解したものを加えた。懸濁液を９５°Ｃに加熱し、この温度 で２時間保持した。ゲルを水、エタノール、アセトン、水、２０％ＨＡｃ及び水 の正しい順序で洗浄した。

ゲル−ｌ当り２３μモルのＣｕ（ＩＴ）を吸着したが、銅はＥＤＴＡでは溶離さ れなかった。

ｍ… 反応性置換基としてのエポキシ基を含有するポリアクリルアミド〔商品名：ニー パーギフト（Ｅｕｐｅｒｇｉｔ）　）５ｇを、１モルＮａｚＣＯ，２５ｍ　ｉ！ に溶解し、２−アミノメチルイミダゾール０．２３ｇを加えた。２０時間の反応 後ゲルを分離し、前記実施例と同様に水、希釈酢酸、最後に水で洗浄した。ｓｌ ｉ！イオンは効果的に吸着されたが、ｐＨ８，０の１モルグリシンで放出された 。

ｌｉｔ五且 上記実施例１０と同様に５ｇのニーパーギフトを処理し、２−アミノメチルイミ ダゾールの代りにピコリルアミド０．１５ｇを用いた。生成物は２−アミノメチ ルイミダゾールゲルと同様の性質であった。

１１亘■ ポリエチレンイミンを付加したシリカゲル１ｇを１モルＮａｚＣＯ３−５＋ａ　 ｌ中に溶解し、ピコリルアミン３０μｌを加えた。１２時間の反応後、ゲルを希 釈酢酸と水で洗浄した。銅イオンは強力に吸着され、これはゲルが濃紺色になっ た事で判明し、１モルのグリシンでは僅に溶離しただけであった。

９（ブタンジオール−ビス−ジグリシジルエーテルの活性化によるカルボキシメ チル−ピコリルアミンゲルの合成） １００、の６％アガロースに、ｐ）１１０．５の０．６モルＮａＯＨ１００＋＊ 　ｉと下記分量のピコリルアミンを加えた。　（ａ）０．５６ｔａｉｌ　、　（ ｂ）０．１４ｗｆ　、　（Ｃ）　０．０１ｍ１　、　（ｄ）　０．０３５ｍｊ！ 　、　（ｅ）０．０１７５ｍ　ｉ　及びげ）ＬＪ、００９ｍ　ｌ　。

各試料を１昼夜水浴中で振とうして、各々の銅イオン吸着能を水溶液中でテスト し、結果は（ａ）　０　、５３％、（ロ）０．３３％、（Ｃ）　０．２１５％、 （ｄ）　０．０１４％、（ｅ）　０　、９８％、及びげ）０．０４３％であった 。

室温でゲルを１９ｇのブロム酢酸を溶解した水溶液２９ｓ＋　１３モルのＮａＯ Ｈ４４ｗ５　ｊ！及び１モルＮａＨＣＯ，４４ｍ　１２を用いてカルボキシメチ ル化して、ｐＨを１０．５に調整した。カルボキシメチ、ル化は３角フラスコ中 で１昼夜振とうして行った。

ピコリルアミンとカルボキシメチル化ピコリルアミノゲルへの銅イオン結合力を 定性分析した。前者ゲルに固定された銅が、復音ゲルよりも緩衝液中（０，１モ ルトリスＨＣ１，ＰＨ７，８）のグリシンが低い濃度で溶離した。

１１■■（ジビニルスルホン活性化によるカルボキシメチル化されたピコリルア ミンゲル合成） 乾燥吸引した６％アガロース１００ｇに０．５モルＮａ１ＣＯ３１００■！とジ ビニルスルホン５■２とを加え、混合液を室温で１昼夜振とうした。得られたゲ ルを洗浄してから各１９ｇづつの６試料に分けた。各試料は０．５モルＮａＨＣ Ｏ，−緩衝液２０−！中に溶解してｐＨ１０，５に調整し、下記分量のピコリル アミンで処理した。

（ａ）　０．７６ｓ＋ｆ　、　（ｂ）　Ｏ，ｌｈ＋ｊ２、（Ｃ）　０．０９曽！ 、（ｄ）０．０４８ｓｊ！、（ｅ）　０．０２４＋ｍｆおよびげ）０．０１２ｍ 　！！実施例１３と同様に各試料をブロム酢酸溶液を２０−２づつ用いてカルボ キシメチル化を行った。

銅イオン吸着能を測定し、結果は次の通りであった。

（ａ）１．５９％、（ｂ）１．ｏ％、（Ｃ）１．０２％、（ｄ）０．６６％、（ ｅ）　０　、２８％、　及び（ｆ）０．１３％ １１且垣〔実施例１４のゲル以外の方法でのビス−（２−ピリジルメチル）−ア ミノゲル製造〕 Ａ、撹拌器用と、３３曽！のＮａＯＨ及び３３ｍ１ｔｆ−ピクロルヒドリン用の ２個の滴下ロート用の開口のあるＩＩ！丸型フラスコ中の６％アガロース（Ｓｅ ｐｈａｒｏｓｅ　６Ｂ）１００ｇに、水２５ｍ　ｌ、４モルＮａＯＨ３３ａ　１ 、水素化ホウ素ナトリウム０．３ｇ、およびエピクロルヒドリン１ｍｊ！を加え た。

懸濁液を室温で２時間撹拌した後、滴下ロート中の溶液を懸濁液中に更に２時間 かけて加えた０反応は１昼夜続けられ、その後ゲルをガラスフィルターを用いて ロート中に取り出し、洗浄した。

２ｔａｌのエタノール中のビス−（２−ピリジルメチル）−アミン（ジビコリル アミン０．４８謡！および１モルＮａ、ＣＯＣ０５２Ｏ！を、エピクロルヒドリ ン活性化ゲル２０ｇに加えた。混合液を室温で９２時間振とうした。

Ｂ、１モルＮａｚＣＯｓ１００ｍ　ｊ！およびピコリルアミン４ｍｌとをＡによ りエポキシ化されたアガロース４０ｇに添加した。室温で２４時間撹拌しながら 反応させた後、ゲル生成物をフィルター上に取り出して洗浄した。

ピコリルアミンゲル５０ｇ　に塩化ピコリル０．９ｇ、エチレングリコール３０ ｇ＋　１、および１モルＮａｚＣＯｓ　５０＋ｓ　ｌを加え、Ｐ）Ｉｌｌに調整 した。８０″Ｃの水溶中で６時間経過後懸濁液を冷却させて１昼夜放置した。生 成物を水、１０％酢酸および水で洗浄した。

Ａ、Ｂの両者共Ｃｕ（ＩＩ）イオンを吸着した。１モルグリシンで銅が徐々に溶 離した。

ｆｌ（アミノメチルイミダゾールとその誘導体のゲル） 実施例１３によりエピクロルヒドリンで活性化した６％アガロース２０ｇを、ｐ Ｈ９，８の０．５モルＮａＨＣＯｓ　／　ＮａｔＣＯｓ２０ｔｍ　ｌとＸｇのア ミノメチルイミダゾールを混合し、室温で１昼夜振とうした後、前述実施例と同 様にゲルを処理した。ＸをＩｇ、　０．４ｇ、および０．２ｇとして得たゲルは 、各々１．１５％、０．７８％、及び０．５３％のＣｕ（ＩＩ）を吸着した（乾 燥ゲル物質に換算して）。

前述実施例と同様にアミノメチルイミダゾールゲルをカルボキシメチル化しピコ リル化した。生成物は出発原料よりも強力に銅を吸着した。

ｌｌｌ■（オリゴエチレンアミン誘導体のゲル）２５ｇのビスオキシラン活性化 ゲルをρ）１１０の０．５モルＮａＨＣＯ３／ＮａｔＣＯｓ　３０ｍ１　＆Ｎａ Ｂ）Ｉ４０．１ｇとに混合し、実施例１６と同様アミノメチルイミダゾールを加 えて室温で１８時間振とうした。生成物はＣｕ　（ＩＩ　）を吸着した。ピコリ ル化により強力に金属を吸着するゲルが得られた。

Ｉｌｌ」 １１０ｇのビスオキシラン活性化ゲルをテトラエチレンペンタアミン（ｔｅｔｒ ａｅｔｈｙｌｅｎｅｐｅｎｔａｍｉｎｅ）の２０％水溶液１１２ｓ＋ｆｆｉで室 温で１８時間処理した。ゲルは乾燥物質換算で３．５８％のＮを含有し、ゲルｌ ｌ１ｊ２当り２６μモルのＣｕ（ＩＩ）を吸着した。ゲルは０．１　モルのＥＤ ＴＡで脱色した。

前述実施例と同様にゲルをカルボキシメチル化とピコリル化した。生成物はＥＤ ＴＡで脱色しなかった。

トリエチレンテトラアミン、ペンタエチレンへキサミン、及びビス−アミノエチ ルサルファイドを用いて同様の合成とテストを行った。すべてのゲルがＣｕ（Ｉ ［）を吸着したがヘキサミン誘導ゲルが最も強力でビス−アミノエチルサルファ イドゲルが最も弱かった。

ＩＬ且Ｕ １枚の濾紙〔ワットマン３Ｍ（Ｗｈａｔ＋ｓａｎ　３Ｍ）　）を１つが５Ｘ５Ｃ １ｍの３枚に分けた。これ等をふたをした平らなボールに入っている０、２モル ＮａｔＣＯｘに溶解した５％ジビニルスルホン２００ｔａ　Ｉ！に入れた。１８ 時間後試薬液を注出してペーパーを洗浄した。下記の溶液を用意した。

Ａ、１００ｓｊ！の０，２　モルＮａＨＣＯ＊＋０．５ｇのピコリルアミンヒド ロクロライド Ｂ、１００ｍｆの０．２モルＮａＨＣＯｓ＋０．５ｇのジピコリルアミンを１０ −２のエタノールに溶解したものＣ，１００ｓｊ！の０．２モルＮａＨＣＯｚ　 ＋　０．５ｇの２−アミノメチル−８−ヒドロキノリンを１０ｍｊ！のエタノー ルに溶解したもの 濾紙を用意し、Ａ、Ｂ、Ｃの溶液各々に浸した。２４時間後溶液を捨てて各々の 濾紙を水、アルコール、水で洗浄した。各濾紙からの断片を硫酸ニッケル、塩化 鉄及び硫酸鋼の各１％溶液中に各々浸した。１分間の空曙後各濾紙を水、０．１ モル　グリシン、および１モル　グリシンと０．１モルＨＤＴＡで洗浄した。濾 紙全部が金属イオンを吸着し、水洗によっても落ちなかった。

Ａ、Ｂｆ！Ｊ液で処理した濾紙は金属イオンを非常に強力に吸着したが、鉄処理 ペーパー以外のすべては０．１モルＨＯＴ＾で完全に脱色した。

国際調査報告 ”　’＝　”’　ＰＣＴ／ＳＥ　８９１００５１０国際調査報告 ＰＣＴ／ＳＥ　８９１００５１０

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．金属イオン、蛋白質等の吸着剤であって、Ｐ−Ｄ−Ｌ構造（式中Ｐはポリマ ー、ＤはＰとリガンドＬを結合している架橋を表わす）を有することを特徴とし 、上記リガンドＬが少くとも１個の環窒素Ｎ１を有する１以上の複素芳香族環系 から成り、そのＮ１が近い環原子Ｃ２と共に原子配列Ａ：Ｎ１−Ｃ２−Ｃ３ｎ− Ｎｎ＋３（式中ｎは１又は２）の１端末Ｎ１−Ｃ２−を形成し、もう一方の端末 −Ｃ３ｎ−Ｎｎ＋３−は１個以上のヘテロ原子を有する複素芳香族環系の一体の 構成部であっても良く、Ｄを通してＰに結合するか、または複素環に対しての環 外側基中に−Ｃｎ−Ｎ−が存在し、Ｄを通してポリマーＰに結合している上記複 素芳香族環式系から成る吸着剤。
2. ２．上記−Ｎ１−Ｃ２がピリジン核またはイミダゾール核に含まれる事を特徴と する請求項１記載の吸着剤。
3. ３．上記の架橋Ｄを有する環外側基が下記構造を有し ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、Ｒはアルキル基、ＹはＤまたはＸを表す。そしてこのＸが下記であって ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、Ｚは水素、アルキル基またはアミノ基、ヒドラジノ基、脂肪族イミノ基、 ニトリロ基、窒素−複素環基、メルカプト基、カルボニル基、チオカルボニル基 、エーテルまたはチオエーテルの少なくとも１つで置換されたアルキル基を表わ し、またヘテロ原子ＮおよびＳは配列中で２〜３の炭素原子鎖で隔てられていて 、上記ｍ，ｏおよびｐは分子に応じて０，１，２あるいはそれ以上を表わすこと を特徴とする請求項１または２記載の吸着剤。
4. ４．上記の架橋鎖Ｄを有する環外側基が−ＣＲ２−（ＮＲ）ｘ−（ＣＷＮＲ）ｏ −（ＮＲ）ｍ（式中Ｒは水素またはアルキル基、ＷはＯ，Ｓ，またはＮＨ、Ｘは １または２、Ｏは０，１，または２、そしてｍは０または１を表わす） の構造を有することを特徴とする請求項１または２記載の吸着剤。
5. ５．上記リガンドＬ中の原子配列Ａにおける初めの端末＝Ｎ−ＣＨ２あるいはＮ ＝ＣＨとＤとの間の脂肪族または芳香族結合を特徴とする請求項１〜４のいずれ かに記載の吸着剤。
6. ６．上記Ｄが下記構造の１つを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに 記載の吸着剤。 −Ｏ−ＣＨ２−ＣＨＯＨ−ＣＨ２−Ｏ−（ＣｎＨ２ｎ）−Ｏ−（ＣＨ２−ＣＨＯ Ｈ−ＣＨ２）ｍ−Ｏ−，−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＳＯ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ− 、または▲数式、化学式、表等があります▼
7. ７．上記ポリマーＰが、寒天、デキストラン、でん粉またはそれ等の誘導体等の 多糖類；ポリビニルアルコール；ポリアクリルアミド又はポリアクリルエステル ；ポリエチレンイミド；またはこれ等の誘導体の分類の１つに属する有機親水性 ポリマーであることを特徴とする請求項１〜５のいづれかに記載の吸着剤。
8. ８．上記有機ポリマーが、無機担体、好ましくはシリカゲル、ガラスあるいは磁 性粒子との共有または非共有結合あるいは上記無機担体中に含まれることにより 固定化されていること、あるいは２官能または多官能架橋により上記有機ポリマ ーを架橋することで固定化されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか に記載の吸着剤。
9. ９．金属イオン、蛋白質等の吸着剤であって、Ｐ−Ｄ−Ｌ構造（式中Ｐはポリマ ー、ＤはＰとリガンドＬとを結合している架橋を表わす）を有することを特徴と し、少くとも１個の環窒素Ｎを有する１以上の複素芳香族環系から成り、そのＮ が近い環原子Ｃと共に原子配列Ａ：Ｎ−Ｃ−ＣＮ−Ｎ（式中ｎは１または２）の １端末Ｎ−Ｃ−を形成し、もう１方の端末−Ｃｎ−Ｎ−は１個以上のヘテロ原子 を有する複素芳香族環系の一体の構成部であっても良く、Ｄを通してＰに結合す るか、または複素環に対しての環外側基中に−Ｃｎ−Ｎ−が存在し、Ｄを通して ポリマーＰに結合している上記複素芳香族環系から成る吸着剤の製造方法におい て、ゲルを２官能物質、好ましくはハロヒドリン、ビスエポキシド、またはジビ ニルスルホンで、好ましくはｐＨ域８〜１２のアルカリ性水溶液中で処理し、こ のときゲルは親水性であることを特徴とする吸着剤の製造法。
10. １０．上記ゲルが親水性ポリマーから成っているか、または親水性基例えばＯＨ −あるいはアミノ−基で置換されている疎水性ポリマーから成ることを特徴とす る請求項９記載の吸着剤の製造法。