JPS5811039A - ヘテロ巨大環構造を有する吸着剤の製造方法 - Google Patents

ヘテロ巨大環構造を有する吸着剤の製造方法

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JPS5811039A
JPS5811039A JP10896981A JP10896981A JPS5811039A JP S5811039 A JPS5811039 A JP S5811039A JP 10896981 A JP10896981 A JP 10896981A JP 10896981 A JP10896981 A JP 10896981A JP S5811039 A JPS5811039 A JP S5811039A
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Masanori Iwamori
岩森 優範
Yoshio Horie
堀江 良男
Mitsuru Idohara
井戸原 満
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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】 本発明はへテロ巨大環構造を有する吸着剤に関する。
一般に、ヘテロ巨大環化合物は、分子内にもつ空孔に選
択的にイオンを取多込み、無機塩やアルカリ金属を有機
溶剤に可溶化させ、さらに常温常圧で各種の有機化学反
応を円滑に進行させる触媒作用をもつなど、多くの特異
な性質をもつことが知られておシ、近年各種の有機合成
、高分子合成、光学異性体の分割、金属の捕捉・分離、
分析、イオン選択電極からその生理活性の医農薬への応
用に至るまで、きわめて広汎な分野への応用研究が展開
されている。
しかしながら、ヘテロ巨大環化合物そのまま有機合成反
応触媒として用いた場合には、その回収が困難であった
り、金属イオンの抽出剤まだは吸着剤としてカラム充填
剤などに使用された場合には、他の相への溶解による損
失などいくつかの欠点があり、工業的用途等への応用を
妨げている。
本発明の目的はこうした欠点を解消するため、ヘテロ巨
大環化合物の金属イオン取シ込み能力を保ちつつ、ポリ
マー化することである。
ポリマー化したヘテロ巨大環化合物ができれば、有機合
成反応触媒としての回収・再生、金属捕捉・分離や光学
分離用カラムなど各種の応用面において簡便、かつ有利
となり、工業的応用の実現も可能となる。ポリマー化す
る方法については例えば、芳香環を有する環状ポリエー
テルの芳香核にアミン基を導入し、二塩基酸塩化物との
重縮合による、主鎖に環状ポリエーテル構造をもつポリ
アミドを製造する方法が知られている。
(W、  M、  7フイゲンバウム(W、  M、 
 Feigenbaum)及びR,H,ミッチzル(F
t、  H,Michel)著、バジャーナル・オブ・
ズイーポリマーφサイエンス(j 、 Polymer
 、 Sci )”、第A−1,9巻、第817〜82
0頁(1971年)参照〕 この方法で不満足な点は、重合反応に際し高価なヘキサ
メチルホスホルアミドを溶媒として使用すること、反応
時間が長いこと、及び重合反応後溶媒を除くだめの後処
理が繁雑であることである。
又、芳香環を有する環状ポリエーテルの芳香核にビニル
基を導入し、その重合によって側鎖に環状ポリエーテル
構造を有する樹脂を製造する方法が知られている。(S
、:Iボo 7 (8−K OP 010 v) 、T
 −” −*−ゲ7− xッシュ(T、  E、  H
ogen 1(lech)及びj、  シュミット(、
+、Sm1d)著、”マクロモレキュールズ(Macr
omo1eculθB)、第6巻、第1号、第133〜
142頁(1973年)参照〕 この方法で不満足な点は、芳香核にビニル基を導入する
際に、多数の工程を要し、悪い収率を与えることである
又、芳香環を有する環状ポリエーテルの芳香核にアミノ
基を導入しメタクリル酸無水物との反応でメタクリルア
ミドを合成し、その重合によって側鎖に環状ポリエーテ
ル構造を有する樹脂を製造する方法が知られている。〔
山庄司由子、山田昌和、庄野利之著、゛°中部化学関係
学協会支部連合秋季大会要旨集″、第79頁(1975
年)〕 この方法で不満足な点は、複数の工程で官能基を導入し
た後、さらに繁雑な重合反応を行なわねばならないこと
である。
又、芳香環を有する環状ポリエーテルの芳香核に臭素ま
たはカルボキシル基またはスルホン基を導入し、アルデ
ヒド基またはアミノ基を有するポリスチレンと反応させ
ることにより環状ポリエーテルをポリスチレンに固定す
る方法が知られている。
〔特開昭50−69090 ) この方法で不満足な点は、芳香核に各官能基を導入する
必要があるばかシでなく、ポリスチレンにも官能基を導
入する必要があるため全工程が繁雑になることである。
前記の各樹脂の製造法には各々、多段階反応、低収率、
高価な溶媒の使用などの不満足な点があり、工業的用途
への応用が困難であった。
又、最近芳香環を有するヘテロ巨大環化合物をフェノー
ル化合物類とともに又は単独でホルマリンと酸触媒を用
いて反応させ、ノボラック型の樹脂を調製する方法が知
られている。(Fl、  ブラシウス(K、 、B14
sius) 、K、−P、ヤンセン(K、  −P、 
 jIl!nzen)、M、ケラ−(M、  Kell
er) 、H,ランダー(H,Lαn6er )、T、
ゲニン−fz7 (T、  Nguyen−Tien)
及びo、シa#ドア (() 、  8cholten
 )著、″タランタ(Tlanta ) ” 、第27
巻、第2号、第107〜126頁(1980年)参照〕 この方法で不満足な点は、一般の有機溶剤や水に難溶性
の芳香族へテロ巨大環化合物を溶解するために、ギ酸を
不可欠な溶媒として使用するので、樹脂化したあとでギ
酸の抽出工程が必要な点や、抽出工程が入るために均一
なビーズ状の樹脂が得にくいという点、又得られる樹脂
の物理的強度が小さい点、さらに樹脂化したのち溶剤を
抽出するため、樹脂の三次元構造が収縮5− して吸着性能が低下する点などでおる。
本発明者らは、長年にわたる重金属吸着剤の開発経験に
基づき、こうした欠点のないヘテロ巨大環化合物の樹脂
化方法を検討した結果、従来アルコール(あるいはその
水との混合物)などの極性溶媒に難溶性てあった芳香族
へテロ巨大環化合物が、NαOHが共存する(溶けて)
極性溶媒に可溶化することを発見し、この発見に基づき
、NcLOHを含む極性溶媒(又は極性溶媒と水との混
合物)中で芳香族へテロ巨大環化合物をフェノール系化
合物とともに又は単独でホルマリンと反応せしめること
により、巨大網状構造を有し、含水率の高い、その結果
比表面積が大きく吸着性能の優れた、物理的強度の強い
粒状樹脂(吸着剤)の製造法を発明した。
本発明は、(A)とΦ)又は(A)と(B)と(C)と
を反応せしめて得られるヘテロ巨大環化合物からなるこ
とを特徴とする吸着剤である。ここで、(A)芳香環を
有するヘテロ巨大環化合物C!3)アルデヒド化合物(
C)フェノール化合物である。
本発明に用いられる(A)芳香環を有するヘテロ6− 巨大環化合物は一般式 (X−L、((CH,) P−L、)m )r−YL*
C(CL) g  L4)n で示される化合物である。
式中rは1〜3であり、X及びYは(a)二価の芳香族
炭化水素残基、(b)上記(a)の飽和されたもの並び
に(C1):記(a)または(b)の置換誘導体から選
ばれ、或いはYは−でき;P及びgはそれぞれ独立に2
または3であり;mは1〜7であり;nは1〜7であシ
;そしてLl、または l   (RはHまたは炭素数
10以下のアルキル基)である。
−F記芳香環を有するヘテロ巨大環化合物の代弐例とし
ては、 などである。
又、本発明に用いられる(B)アルデヒド類は、例えば
ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド等である。
又、本発明に用いられる(C)フェノール類は、例えば
フェノール、クレゾール、ピロカテコール、レゾルシノ
ール、ハイドロキノン、ピロガロール等である。
本発明における縮合反応については種々の反応方法が採
用できるが(A)群と03)群のみで反応する場合には
(A)群の1m又は2種以上の化合物約1モルに対して
、(B)群の1種又は2種以上の化合物0.8〜6モル
好ましく11.5〜3モルの割合で、触媒として適量の
Nαon 。
KOH,NH,OH等を添加し、反応温度10°〜 1
00℃の範囲で反応することにより、初期重合反応液の
状態を経て縮合重合物を得る。(A)群と(B)群と(
C)群で反応する場合には、(A)群の1種又は2種以
上の化合物的0.01〜0.2モル好ましくは0.02
〜0.1モルと(C)群の1種又は2種以上の化合物的
0.1〜2.0モル好ましくは0.2〜1.0モルの合
計量に対しくB)群の1種又は2種以上の化合物的0.
1〜12.0モル好ましくは0.2〜6.0モルの割合
で反応することが好ましい。
反応を実施するに尚っては種々の方法があるが、その代
表的なものをあげると次の2方式に分類することが出来
る。
(1)C群の1種又は2種以上の化合物と申)群の1種
又は2種以上の化合物を予め反応させ、メチロール化反
応を進行させ、(イ))群の1m又は2m以上の化合物
を攪拌状態下で反応させる方式。
(II)(A)、(B)、(C’)の3群の夫々1種又
は2種以上の化合物を同時に混合反応させる反応方式。
上記2種の反応方式において、(B)群の添加に際して
は、所定のモル数全部を一度に加えず、反応状況に応じ
適量を残しておき初期重合反応終了間際に添加すること
も良好な共重合物を合成する上に有効な=9= 方法である。通常(1)の反応方式を用いることによシ
生成する共縮合重合物は良好なゲル状物質を呈する場合
が多い。
縮合重合反応に際して反応促進のだめに使用する触媒と
しては、一般にNcLOH%NH,OHの様なアルカリ
類が用いられるが、縮合重合を完結させるために必要に
応じてHC,又はH、So 、の様な鉱酸類を適宜使用
することも有効である。
ゲル状ないし塊状の縮合重金物は要すれば吸着剤として
適当な粉末ないし粉状体とするために粉砕したのち、6
0℃〜100℃で乾燥する。
又、ゲル化前の流動性を有する初期重合反応液を四塩化
炭素、ベンゼン、モノクロルベンゼン、メククロルエチ
レン等の如き非親水性有機溶剤中に滴下し、攪拌状態下
で縮合重合反応を行なう場合には微小球状の縮合重金物
を得ることが出来る。この場合には、粉砕せずにそのま
まで吸着剤として使用することも出来る。
一方、初期重合反応液をケイソウ土、シリカゲル、アル
ミナ、活性炭、ゼオライト、カオリン、ベント10− ナイト、コークス、パーライト、軽石等の多孔性相体類
に可及的均一に担持させたのち、高温度好ましくは70
℃〜150℃に保持し乍る、担体内で縮合重合反応を完
結させることによシ、多孔性吸着剤を製造することもで
きる。
上記の方法によシ製造されたヘテロ巨大環構造を有する
縮合重合物は、その特性である金属イオン及びアンモニ
ラムイオン取シ込み能力を保持し、金属イオンの選択吸
着剤、回収容易力有機合成反応触媒として有用である。
また本発明のへテロ巨大環化合物の高分子化方法は樹脂
内部に取シ込まれたヘテロ巨大環化合物が巨大網状構造
をとるため同じく不溶化する方法としての他の樹脂化す
る方法に比べて、はるかに有効にヘテロ巨大環化合物の
特性が利用でき、よシ経済的な方法であり、実用化が可
能である。
次に本発明を更に明確に説明するために実施例をもって
示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは力
い。
実施例 1゜ 500mg四つロセパラブルフラスコに、窒素雰囲気下
レゾルシノールを5(1(0,45モル)、ジベンゾ−
18−クラウン−6を12.5 f (0,035モル
)、メタノールを125mg、  5 N NαOH水
溶液を401ngを加えて攪拌すると、発熱しながら黄
緑色の透明溶液となった。
この溶液に35%ホルマリン溶液90f(1,05モル
)を一度に加え、氷水で45℃以下に保ちながら5分間
攪拌反応させた。次に、この反応液を2にの四ツロセパ
ラプルフラスコに入った滴加ロートを用いて、滴下攪拌
し、1時間攪拌を続けたのち冷却し、小粒状樹脂をPS
’lL、た。小粒状樹脂の収量は290Vであった。
使用例 (A) 塩化ナトリウム(Nαとして5 Q Q PPm )と
塩化カリウム(kとして5QQPPm)を含有する水溶
液(PH7)10mgを100 meポリエチレン製ビ
ン(内蓋付)にとシ、これに上記小粒状樹脂を夫々、0
゜14.0.5f、1.Or、2.Or加えたのち、栓
をして振とり様にかけて30℃で約5時聞損とうしたの
ち、ABCの濾紙で濾過し、F液中のナトリウムとカリ
ウムを原子吸光光度法によシ分析した。
その結果は第1表の通シである。
第   1   表 樹脂を夫々0.11.051.1.0?、2.Or加え
たのち、栓をして振とり機にかけて30℃で約5時聞損
とうしたのち、ABCの戸紙r濾過し、F液中の1+ VO,を吸光光度法(アルセナソ亙法)によりL%した
。その結果は第2表の通シである。
−13= 第2表 使用例 (C) 塩化ストーンチウム(Srとして200PPm)、塩化
カルシウム(Cαとして2QQPPm)  そして塩化
マグネシウム(Mfとして2QQPPm)を含有する水
溶液(PH7) ’10 meを100 mgポリエチ
レン製ビン(内蓋付)にと如、これに上記小粒状樹脂を
夫々、0.11,0.5f、1.0f12.(l加えた
のち、栓をして振とり機にかけて30℃で約5時聞損と
うしたのち、ABCのF紙C(pi過し、P液中のSr
Cα、Mfを原子吸光光度法により分析した。
その結果は第表3の通りである。
14− 第   3   表 実施例2 実施例1と同様に、第4表に示した原料化合物、反応条
件及び担体等を使用して、それぞれ吸着剤を合成した。
得られた吸着剤の性状を第4表に示した。
試験例1 実施例2(第4表)で得られた吸着剤の金絹イオン取り
込み能力を試験l〜だ。
試験方法:金属イオンを含む水溶液(金属イオン濃度:
 50(l ppI[l ) 50 mj!に吸着剤1
.02を加え、;30℃で5時間掘とうしたのち、Nu
 5 CのF厭で濾過し、炉液中の金属イオン一度を原
子吸光法で分析した。
結果を第5表に示した、。
第5表にみられるように、本発明の吸着剤は各種金属イ
オンを選択的に取り込む能力をもつことがわかる。
第    5   表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、  (A)と(13)又は(A)と(B)と(C)
    とを反応せしめて得られるヘテロ巨大環化合物からなる
    ことを特徴とする吸着剤、ただし くA)芳香環を有するヘテロ巨大環化合物(B)  ア
    ルデヒド化合物 (C)  フェノール
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Cited By (3)

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