JPS59179606A - ペンダント型アミノメチルリン酸キレ−ト樹脂及びその製造方法 - Google Patents

ペンダント型アミノメチルリン酸キレ−ト樹脂及びその製造方法

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JPS59179606A
JPS59179606A JP5712883A JP5712883A JPS59179606A JP S59179606 A JPS59179606 A JP S59179606A JP 5712883 A JP5712883 A JP 5712883A JP 5712883 A JP5712883 A JP 5712883A JP S59179606 A JPS59179606 A JP S59179606A
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JP
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resin
diethylenetriamine
pendant
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JP5712883A
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Toshishige Suzuki
敏重 鈴木
Toshiro Yokoyama
敏郎 横山
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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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】 本発明は新規なペンダント型アミノメチルリン酸キレー
ト樹脂及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、ジエ
チレントリアミン−N 、 N 、 N’、 N’ −
四メチルリン酸から成る多座配位子をその第二級アミン
基を介してペンダント型1/?:、含む、優れた金属捕
捉能を有する新規なキレート樹脂及びその製造方法に関
するものである。
キレ−1・性多座配位子は、単座配位子に比べて金属イ
オンとより安定な錯体を形成することによって、この多
座配位子を導入したキレート樹脂は良好な金属イオン捕
捉材料となり、金属イオン含有排水の処理や有価金属の
回収などに極めて有効である。
従来、キレート性多座配位子の中で特にアミノアルキレ
ンリン酸は、多くの金属イオンと安定な錯体を形成する
優れた多座配位子であることが知られており、この多座
配位子をポリスチレンに導入したキレート樹脂も知られ
ている(特開昭51−35684号公報、特開昭57−
177012号公報)。
しかしながら、この方法においては、クロロメチル化ポ
リスチレンをアミノ化したのち、アルキルリン酸化剤を
反応させて、樹脂母体にアミノアルキレンリン酸基を導
入するため、多座配位子であるアミノアルキレンリン酸
をペンダント型に規則正しく導入することは困難であり
、捷た規則正しく導入できたとしても、その多座配位子
は金属イオン捕捉能が小さい構造を有するものである。
例えば、クロロメチル化ポリスチレンのアミノ化をポリ
アルキレンポリアミンを用いて行う場合、該アミンはそ
の多官能性のために複数個のクロロメチル基と反応して
、高分子鎖内や高分子間で複雑な架橋反応が起ることに
より、次のアルキルリン酸化剤との反1芯で生成する多
座配位子の構造は乱雑となって、選択的な金属イオン吸
着に悪影響を及ぼす。
また、アルキルモノアミン又はアンモニアを用1−1で
アミン化を行う場合、前記の架橋反応は抑制されるもの
の、配rヶ子部は、例えば式(1)で示されるように、
金属イオンと結合する部位が少なくて金属イオン捕捉能
の小さいものしか得られない。
本発明者らは、このような事情に鑑み、従来のアミノア
ルキレンリン酸型キレート樹脂に比べて、より多座配位
子であるアミノメチルリン酸基を、架橋反応を伴うこと
なくペンダント型に規則正しくポリスチレン母体に導入
して成る新規なペンダント型アミノメチルリン酸キレー
ト樹脂を得るべく鋭意研究を重ねた結果、まずクロロメ
チル化ポリスチレンとジエチレントリアミンのシッフ塩
基型縮合物とを反応させ、次いで加水分解すれば、ジエ
チレントリアミンを高収率で架橋反応を伴うことなくペ
ンダント型に樹脂母体中に導入することができ、さらに
このペンダント型に導入されたジエチレントリアミ/の
第一級アミン基にメチルリン酸化剤を反応させることに
より、その目的を達成しうろことを見出し、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ポリスチレン母体に、式() で示される多座配位子をぺ/ダント型に導入して成るペ
ンダント型アミノメチルリン酸キレート樹脂、及びクロ
ロメチル化ポリスチレンとジエチレントリアミンの第一
・級アミノ基に係るシッフ塩基型縮合物とを反応させ、
該シッフ塩基型縮合物をその第二級アミン基を介して該
樹脂母体中にペンダント型に導入したのち、加水分解し
てジエチレントリアミンをその第二級アミン基を介して
ペンダント型に含むキレート樹脂を得、さらに該キレ、
−ト樹脂中のジエチレンl−1,’アミン残基の第一級
アミノ基をメチルリン酸化することにより、前記式(n
)で示される多座配位子を該樹脂母体中にペンダント型
に導入することを特徴とするペンダント型アミノメチル
リン酸ギレート樹脂の製造方法を提供するものである。
本発明における樹脂母体のポリスチレンとしては、スチ
レン単独重合体やスチレンと他のビニル化合物との共重
合体、あるい(はこれらの架橋物などを用いることがで
きるが、特にスチレン−ジビニルベンゼン共重合体が好
適である。寸だ、これらのポリスチレンは公知の方法(
N、 W、 Fr1sch。
Ohem、 Eng、 Sci、、  17巻、735
頁、1962年、J、  B、  Gardner、 
  J、   Apply、   Polymer  
5cj−、。
9巻、715頁、1965年など)によって、ゲル型又
は多孔質型のものが得られ、これらはいずれも本発明の
樹脂母体として用いることができる。
本発明において用いるクロロメチル化ポリスチレンは、
前記のポリスチレ/に、公知の方法(K、 W、 Pe
pper、 J、 Chem、 Soc、、 4097
頁、1953年)によりクロロメチル基を導入すること
によって得られる。このクロロメチル基はアミン基と良
好に反応する活性官能基である。
本発明方法においては、クロロメチル化ポリスチレンに
ジエチレントリアミンを直接反応させてアミン化を行う
と架橋反応が生じるので、この架橋反応を抑制するため
に、まずジエチレントリアミンの第一級アミン基にアル
デヒドやケトンなどを反応させることにより、シック塩
基型縮合物を形成させて該第−級アミン基を保護したの
ち、このシッフ塩基型縮合物とクロロメチル化ポリスチ
レンとを反応させて該シッフ塩基型縮合物をその中の第
二級アミン基を介して樹脂母体中にペンダント型に導入
する。
前記のシッフ塩基型縮合物の形成に用いられるアルデヒ
ドやケトンとしては、例、えはサリチルアルデヒド、ベ
ンツアルデヒド、アセチルアセト7などが好ましく用い
られる。これらのアルデヒドやケトンとジエチレントリ
アミンとを公知の方法(H,E、 Smj、th、 S
、 L、 Cook、 M、 肌Warren。
J、 Org、 Chem、、 29巻、2265頁、
1964年)に従って縮合さぜると、ジエチレンl−1
)アミンの第一級アミ゛ノ基が選択的に反応して7ソフ
塩基型で示されるジエチレントリアミン−N、N’−ジ
ザリチリテンイミナトが特に好適である。このものはン
エチレントリアミンとサリチルアルデヒドとの縮合によ
って得られる。
前記樹脂母体に対するこのシッフ塩基型縮合物の導入ハ
、例えばジオキサン、ベンゼン、エタノールなどの溶媒
中において、クロロメチル化ポリスチレンと該シッフ塩
基型縮合物とをかきまぜながら加熱還流することにより
達成される。この反応により、7ラフ塩基型網合物の第
二級アミン基は選択的にクロロメチル化ポリスチレンの
クロ1コメチル基と反応し、/ラフ塩基型縮合物は該第
二級アミン基を介して樹脂母体中にペンダント型に導入
される。
この反応において、ジエチレントリアミン−N。
N′−ジサリチリデンイミナト中のヒドロギシル基とク
ロロメチル基との反応はほとんど起らない。
このようにして得られたキレート樹脂は、配位子部分に
おいて架橋構造をとらず、シック塩基型縮合物はペンダ
ント型に導入されており、塩酸や硫酸などの鉱酸によっ
て処理すると、7ノフ塩基部分は容易に加水分解されて
、定職的1て式(W)で示されるジエチレントリアミン
をペノダント型に含むキレート樹脂に転化する。
とのジエチレントリアミンをペンダント型に含むキレー
ト樹脂(IV)は、多くの多座配位子誘導体の合成にお
ける基本化合物であり、本発明においては、これとメチ
ルリン酸化剤とを反応させて、該キレート樹脂中のジエ
チレントリアミン残基の第一級アミン基をメチルリン酸
化1〜て、式(■)で示される多座配位子を樹脂母体中
にペンダント型に導入する。
Moedritzner、 R,R,■ranj、 J
、 Org、 Chem、。
31巻、1603頁、1966年、C,V、 Ban1
es。
Δnap、、 Chim、 Acta、 、 20巻、
301頁、1959年)、例えばアルキルリン酸化剤と
して/・ロゲン化アルキルリン酸、又はホルムアルデヒ
ドやトリオキシメチレノなどのアルキル化剤と亜リン酸
や三塩化リンなどのリン酸化剤との組合せを用いてアル
キルリン酸化が行われる。本発明においては、メチルリ
ン酸化剤としてホルマリンと亜リン酸との組合せを用い
て前記キレート樹脂OV)中のジエチレントリアミン残
基の第一級アミン基をメチルリン酸化することが好まし
い。
このようにして得られた前記の多座配位子(II)を含
む本発明のキレート樹脂は、配位子部分が架橋構造をと
ることなくペンダント型に導入されており、しかも1個
の配位子部分が式t’v)で示されるように金属イオン
と結合する部位を7個有していて、種々の金属イオンと
極めて安定な錯体を形成するため、金属イオン含有水溶
液から該金属イオンを選択的にかつ高い効率で除去、回
収することができる。
特に本発明のキレート樹脂は銅、ニッケル、亜鉛、コバ
ルト、カドミウム、鉛、モリブデン、バナゾウムなどの
重制属イオンの除去、回収に極めて有効であり、寸だ、
希土類金属イオンやカルシウム、マグネンウムなどのア
ルカリ土類金属イオンの捕集にも有効である。
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
実施例 公知の方法によって、200〜400ツノツユの粒度を
有するゲル型のスチレン−2係−ジビニルベンゼン共重
合体をクロロメチル化(〜、塩素含有率20.8係のク
ロロメチル化樹脂を得た。また公知の方法によりジエチ
レントリアミン−N、N’−7サリチリテンイミナトを
得た。
400.711!のジオキサン中に前記のクロ1フメチ
ル化ポリスチレン34 、61i’及びジエチレントリ
アミノ−N 、 N’−ジサリチリデンイミナト124
7を加え、かきまぜながら48時間還流した。次いで得
られた黄色樹脂をろ別し、この樹脂に6規定の塩酸60
0m1を加えて60℃で24時間かきまぜることにより
、ジエチレントリアミンが導入きれたキレート樹脂67
.57を得た。
次に6規定の塩酸200 rnlに、前記で得られたキ
レート樹脂457及び亜リン酸821を加えて100℃
に加熱し、かき捷ぜながらこの中にホルマリン160d
を2時間かけて滴下したのち、さらに2時間かきまぜな
がら還流した。この反応生成物をろ過、水洗し、さらに
アセトンで洗浄したのち、50℃で真空乾燥することに
より、アミノメチルリン酸基を有するキレ−1・樹脂6
3.3S’を得た。この樹脂に含まれている配位子の容
量は、該樹脂の窒素含有率が6.5係であることから、
1.54mmo工/7であった。
応用例1 実施例で合成したアミノメチルリン酸型キレート樹脂5
00’M’を20mmol/lの各種金属イオンすなわ
ち銅(1)、ニッケル(n)又は亜X4(II)を含む
水溶((1−100me中に加え、所定のp)1に調整
して室温で3時用かきまぜたのち、樹脂を分離した。次
いでこの樹脂に吸着された金属イオンを2規定の塩酸を
用いて溶出したのち、溶出液中の金属イオン濃度を測定
し、樹脂17当りに吸着された金属イオンの量とpHと
の関係を求めた。その結果を図に示す。図において、横
軸は溶液のp Hを、縦軸は樹脂11当りの金属イオン
吸着量(ミリモル数)を表わし、実線は銅イオン、破線
はニッケルイオン、点線は亜鉛イオンである。
応用例2 実施列で得たアミノメチルリン酸型キレート樹脂500
mgを1. Om mo]、 / Lのモリブデン(v
l)イオンを含む水溶液100100Qに加え、所定の
p I−1に調整I〜で室温で3時間かき寸ぜたのち、
樹脂を分離し、次いでこの樹脂に吸着されたモリブデン
イオンを2規定の水酸化ナトリウム溶液により溶出し、
溶出液中のモリブデンイオン濃度を測定した。その結果
、pH3〜5で樹脂12当り4mm0]のモリブデン(
至))イオンが吸着された。
応用例3 実施例で合成したアミノメチルリン酸型キレ−1・樹脂
ioam!/を10 ppmの鉛(II)イオンを含む
水溶液100m1に加え、所定のpHに調整して室温で
3時間かきまぜた。水溶液中に残留する鉛(II)イオ
ンを定量して除去率を求めた。pH″2−4で99チ以
上の鉛(n)イオンが除去された。
比較例1 実施例で合成したアミンメチルリン酸型キレート樹脂と
市販のイミノニ酢酸型キレート樹脂との金属イオン吸着
性について比較した。
応用例工ないし2の方法によって、コバルl−(II)
、バナジウム(V)イオンの最大吸着量を求めたところ
、第1表に示すような結果が得られた。
第    1    表 比較例2 実施例で合成したアミノメチルリン酸型キレート樹脂と
市販のイミノニ酢酸型キレート樹脂を用い、10ppm
のカドミウム(II)イオンを含む水溶液におけるカド
ミウムイオンの除去効果について、両者を比較した。
応用例3の方法でカドミウム(II)イオンの除去率を
求めたところ、第2表に示すような結果が得られた。
第    2    表
【図面の簡単な説明】
図は応用例1における金属イオン吸着容量と溶液のpH
との関係を示すグラフである。 特許出願人  工業技術院長 石板 誠−指定代理人 
 工業技術院東北工業 技術試験所長 和泉  学

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ポリスチレン母体に、式 で示される多座配位子をペンダント型に導入してなるペ
    ンダント型アミノメチルリン酸キレート樹脂。 2 クロロメチル化ポリスチレンとジエチレントリアミ
    ンの第一級アミン基に係るシッフ塩基型縮合物とを反応
    させ、該シッフ塩基型縮合物をその第二級アミン基を介
    して該樹脂母体中にペンダント型に導入したのち、加水
    分解してジエチレントリアミンをその第二級アミン基を
    介してペンダント型に含むキレート樹脂を得、さらに該
    キレート樹脂中のジエチレントリアミン残基の第一級ア
    ミン基をメチルリン酸化することにより、式 で示される多座配位子を該樹脂母体中にペンダント型に
    導入することを特徴とするペンダント型アミノメチルリ
    ン酸キレート樹脂の製造方法。 3 シッフ塩基型縮合物が、式 で示されるジエチレントリアミン−N、N”−ジサリチ
    リデンイミナトである特許請求の範囲第2項記載の方法
JP5712883A 1983-03-31 1983-03-31 ペンダント型アミノメチルリン酸キレ−ト樹脂及びその製造方法 Pending JPS59179606A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61270216A (ja) * 1985-05-27 1986-11-29 Agency Of Ind Science & Technol 希土類金属イオンの分別回収方法
JP2001098018A (ja) * 1999-08-27 2001-04-10 Bayer Ag キレート官能基を有する単分散イオン交換体を製造する方法およびそれの使用
CN102527436A (zh) * 2012-01-14 2012-07-04 中北大学 一种新型的环己烯环氧化催化剂的制备方法
CN110016091A (zh) * 2019-04-18 2019-07-16 常州大学 一类新型的功能化聚苯乙烯树脂及其制备方法

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