JPS5947205A - 多座配位子をペンダント型に含むキレ−ト樹脂の製造方法 - Google Patents

多座配位子をペンダント型に含むキレ−ト樹脂の製造方法

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JPS5947205A
JPS5947205A JP15843882A JP15843882A JPS5947205A JP S5947205 A JPS5947205 A JP S5947205A JP 15843882 A JP15843882 A JP 15843882A JP 15843882 A JP15843882 A JP 15843882A JP S5947205 A JPS5947205 A JP S5947205A
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diethylenetriamine
resin
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chelate
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Toshishige Suzuki
敏重 鈴木
Toshiro Yokoyama
敏郎 横山
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

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】 本発明は多座配位子をペンダント型に含むキレート樹脂
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、又はジエチレントリアミン−N、N’−ジサリチ
リデンイミナト、ジエチレントリアミン−N、N、N’
、N’−四酢酸、ジエチレントリアミン−N、N’−ジ
チオカルバメートなどのジエチレントリアミン誘導体か
ら成る多座配位子をペンダント型に含む、優れた金属捕
捉性能を有するキレート樹脂の製造方法に関するもので
ある。
キレート性多座配位子は、単座配位子に比べて金属イオ
ンとよシ安定な錯体を形成することによつて、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
材料となる。
キレート性多座配位子の中で特にポリアルキルポリアミ
ンは、多くの金属イオンと安定な錯体を形成する優れた
多座配位子であり、まだアミノポリカルボン酸、シッフ
塩基、ジチオカルバメートなどの多座配位子合成の出発
物質としても重要である。
従来、ジエチレントリアミンやトリエチレンテトラミン
などのポリアルキルポリアミンとクロルメチル化ポリス
チレンビーズとの反応によってこれらの配位子を導入し
たポリスチレン樹脂が知られている( E、 Blas
ius、 and 1. Bock; J。
ChromalOgr、−、14巻、244頁、196
4年)。
しかしながら、この方法によると複数個のアミン基が高
分子鎖内や高分子鎖間のクロルメチル基と反応して多く
の架橋が起ることは避けられない。
このような架橋反応は高分子母体の有効なりロルメチル
基の数を減らして配位子の導入率の低下をもたらすのみ
ならず、金属イオンとの錯体形成に際し、立体障害の原
因となって金属捕捉能を阻害する。したがって、このよ
うな望ましくない架橋反応を避けて多座配位子を導入す
る方法が種々提案されている(例えばrJ、 Am、 
Ohem、Soc、J 。
102巻 1033頁 1980年、 「uacrom
ol。
chem、J 、 lso巻 2499頁 1979年
、 [Anal、。
Chem、J 、 49巻 418頁 1977年など
)。
しかしながら、これらの方法はいずれも反応経路が複雑
であるとか、あるいは低収率であるなどの欠点を有し、
必ずしも満足しうるものでは々い。
本発明者らは、このような事情に鑑み、ジエチレン) 
IJアミン又はその誘導体から成る多座配位子を容易に
かつ高収率で、架橋を起こすことなく樹脂母体に導入す
る方法を提供すべく鋭意研究を重ねた結果、まずジエチ
レントリアミンにアルデヒドやケトン類を反応させてシ
ッフ塩基型縮合物を形成させ、その第一級アミノ基を保
護したのち、このシッフ塩基型縮合物と樹脂とを反応さ
せ、次いで加水分解すれば、ジエチレントリアミンを高
架 収率で勢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ンの第一級アミン基に対応
する薬剤を反応させれば、目的とするジエチレントリア
ミン誘導体をペンダント型に導入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、ジエチレントリアミン又はその誘
導体から成る多座配位子を含むキレート樹脂を製造する
に当り、まず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対応する樹脂とを反応させ、
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したのち、加水分解
して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に他の置換基を導入するこ
とを特徴とするジエチレントリアミン又はその誘導体か
ら成る多座配位子をペンダント型に含むキレート樹脂の
製造方法を提供するものである。
 5一 本発明方法においては、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類を反応させること
によってシッフ塩基型縮合物を形成させ、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対応す
る樹脂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
ドやケトン類としては、例えばサリチルアルデヒド、ベ
ンツアルデヒド、アセチルアセトンなどが好ましく用い
られ、これらのアルデヒドやケトン類とジエチレントリ
アミンとを公知の方法に従って縮合させると、シッフ塩
基型縮合物がほぼ定量的に得られる。このシッフ塩基型
縮合物の中で、次の反応式によって得られるジエチレン
トリアミンとサリチルアルデヒドとの縮合物であるジエ
チレントリアミン−N 、 N’−ジサリチリデンイミ
ナ) (N)が特に好適である。
 6− (1)         (1)          
 (110本発明方法において用いられる樹脂母体につ
いては、アミン基と反応する活性官能基を有するもので
あれば特に制限はないが、クロルメチル化したポリスチ
レンが最適である。この樹脂母体に対する前記のシッフ
塩基型縮合物の導入は、例えばジオキサン、ベンゼン、
トルエンなどの溶媒中において、樹脂とシッフ塩基型縮
合物とをかきまぜながら加熱還流することにより行われ
る。との反応の具体例としてクロルメチル化ポリスチレ
ン(5)とジエチレントリアミン−N 、 N’−ジサ
リチリデンイミナ) (In)との反応を次の式によっ
て示す。
■    (III)          (V)この
ようにシッフ塩基型縮合物の第二級アミノ基とクロルメ
チル化ポリスチレンのクロルメチル基が反応することに
よって、シッ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(ト)。
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キシル基とクロ
ルメチル基との反応はほとんど起らない。
このことは、エチレンジアミン−N、N’−ジサリチリ
デンイミナトとクロルメチル化ポリスチレンとを反応さ
せた場合、エチレンジアミン−N 、 N/−ジザリチ
リデンイミナトが樹脂中にほとんど導入されないことに
よって確かめられた。
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、シッフ塩基型縮合物(はペン
ダント型に導入されており、鉱酸などによって処理する
と次式のようにシッフ塩基部分が容易に加水分解されて
、定量的に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(7)に転化する。
(VD こ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(VDは、多くの多座配位子誘導体の合成におけ
る基本化合物であって、例えば次の反応式によって示さ
れるようにモノクロル酢酸ナトリウムと反応してアミノ
ポリカルボン酸型キレート樹脂■を、二硫化炭素と反応
してジチオヵルバメ−1・型キレート樹脂(VlGに誘
導される。
これらのキレート樹脂(vlI及び61Φは、前記のキ
レート樹脂(至)及び(VDと同様に配位子部分は架橋
構造をとることなくペンダント型に導入されていて、各
樹脂はいずれも優れた金属イオン捕捉性能を有している
本発明方法によると、ジエチレントリアミン又はその誘
導体から成る多座配位子を架橋反応を伴わずに容易にか
つ高収率で、樹脂母体中にペンダント型に導入すること
ができ、捷だ得られたキレート樹脂+1金属イオン捕捉
用材料として優れたものである。
次に実施例及び応用例によって本発明をさらに詳細に説
明する。
実施例1 公知の方法によって200〜400メツシユの粒度を有
するビーズ状のゲル型のスチレン−(2%)−ジビニル
ベンゼン共重合体を得、これを公知の方法によってクロ
ルメチル化した。ゲル型クロルメチル化ポリスチレン樹
脂の塩素含有率は20.82%であり、このものを樹脂
母体として用いた。
またジエチレントリアミンに、サリチルアルデヒド、ベ
ンズアルデヒド及びアセチルアセトンを公知の方法によ
ってそれぞれ反応させたものをシッフ塩基型縮合物とし
て用いた。
次に、クロルメチル化ポリスチレンに対するシップ塩基
型縮合物の導入を以下のようにして行った。
すなわち、400m1のジオキサン中にクロルメチル化
ポリスチレン(IV)26.05’及びジエチレントリ
アミン−N、N’−ジサリチリデンイミナト(Ill)
93.37を加え、かきまぜながら100℃で48時間
加熱□ した。得られた反応生成物をろ過、水洗しさら
にジオキサンで十分に洗浄したのち、真空乾燥したとこ
ろ、  50.4 fの黄色樹脂(9)が得られた。こ
のものの元素分析値はC1:1.09%、N : 8.
81%であり、配位子容量(乾燥樹脂12当りに導入さ
れた配位子のモル数)は2 、10 m mole/ 
!樹脂であった。
同様にして、ベンズアルデヒド又はアセチルアセトンと
ジエチレントリアミンとのシッフ塩基型縮合物を、クロ
ルメチル化ポリスチレンと反応させ、当該シッフ塩基型
縮合物を導入した樹脂を得た。
11− 各樹脂の元素分析値及び配位子容量を第】表に示す。
第  1  表 実施例2 実施例1において得られだジエチレントリアミン−N 
、 N’−ジサリチリデンイミナトをペンダント型に含
むキレート樹脂(V)49.1  ?を、6規定塩酸水
溶液600m7!とともに60℃で24時間かきまぜな
がら加熱した。得られた反応生成物をろ過し、13− 12− 2規定のアンモニア水を加えてアルカリ性にしたのち、
中性になるまで十分に水で洗浄し、乾燥したところ、ジ
エチレントリアミンが導入された樹脂(Vl130.5
S’が得られた。この樹脂の元素分析値はN : 11
.31%であり、配位子含有量は2.69mmole/
′?樹脂であった。
まだ同様にして、実施例10篇2及び扁3の樹脂からも
ジエチレントリアミンが導入された樹脂が得られた。
実施例3 炭酸ナトリウム53グを含む水溶液100 mlに、酢 水冷下モノクロル儂酸94.5?を含む水溶液10〇−
を滴下し、この溶液に実施例3で得られたジエチレント
リアミンが導入された樹脂(VIHoqを加えた。反応
液のpHを9〜10に保持し、かきまぜながら70℃で
12時間加熱した。得られた反応物をろ過し、2規定の
塩酸で洗浄したのち、水洗し乾燥したところ、KDTA
型樹脂(ロ)49.92が得られた。このものの元素分
析値はN : 7.94%であり、配位子含有量は1.
84 m mole/7樹脂であ14− つた。
実施例4 二硫化炭素15.2 ?を含むエタノール溶液100−
にナトリウムエチラート]、3.4 fを加え、さらに
実施例2で得られだジエチレントリアミンが導入された
樹脂(VD5.Orを加え、かきまぜながら50℃で2
4時間加熱した。得られた反応生成物をろ過、水洗した
のち乾燥したところ、ジチオカルバメート型樹脂(至)
7.89 rが得られた。このものの元素分析値はN 
: 7.16%であり、配位子含有量は1.70 m 
mole/7樹脂であった。
応用例】 実施例1で得られたシッフ塩基型樹脂(V)500■を
、20 m mo1e/lの銅(II)イオンを含む1
00−の水溶液に加え、所定のp)Tに調整し、室温で
3時間かきまぜたのち、溶液を分離し、樹脂中に吸着さ
れた銅(II)イオンを2規定の塩酸により溶出した。
この溶出液を定量して銅(11)イオンの吸着容量を求
めた。pH≧3.0で樹脂12当り1.8 m mol
eの銅(1)イオンが吸着された。
応用例2 実施例2で得られたジエチレントリアミンが導入された
樹脂(V)soo■を用い、応用例1と同様の方法で、
銅(■)、亜鉛(II)及びニッケル(IT)イオンの
吸着容量と溶液のpHとの関係を求めた。その結果を第
1図にグラフで示す。第1図において横軸は溶液のpH
を、縦軸は樹脂の金属イオン吸着容量(乾燥樹脂17当
シ吸着される金属イオンのミリモル数)を表わし、実線
は銅イオン、破線は亜鉛イオン、点線はニッケルイオン
である。
応用例3 実施例3で得られたEDTA型樹脂(イ)500■を用
い、応用例1と同様の方法で、銅(■)、亜鉛(II)
及びニッケル(TI) 、コバルト(■)イオンの吸着
容! +!l: pHの関係を求めた。その結果を第2
図にグラフで示Φ す。第2図における横軸と縦軸と関係は第1図と同様で
あシ、実線は銅イオン、破線は亜鉛イオン、点線はニッ
ケルイオン、一点鎖線はコバルトイオンである。
応用例4 15一 実施例3で得られたEDTA型樹脂(ロ)50■を種々
のpHに調整した] Oppm のカドミウム(II)
溶液に加え、室温で3時間かきまぜ、カドミウム(IT
)イオンの吸着率と溶液のpHとの関係を求めた。その
結果を第3図にグラフで示す。第3図において横軸(d
溶液のpHを、縦軸はカドミウム(IT)イオンの吸着
率を表わし、また実線はKDTA型樹脂(Vl)による
結果、破線は市販のイミノジ酢酸を含む樹脂による結果
である。
このグラフから明らかなように、 BDTA型樹脂α■
はpH)3でほぼ定量的にカドミウム(II)イオンを
吸着し、また吸着の経時変化を検討したところ、30分
以内に吸着平衡て達し、99%以上のカドミウム(If
)イオンが樹脂に吸着された。
応用例5 実施例4で得られたジチオカルバメート型樹脂(Vll
)1007ngを、1000 ppb (7)水銀(■
)イオンを含む水溶液50m/に加え、所定のpHに調
整し、室温で3時間かきまぜたのち、溶液を分離し、溶
液中に残留する水銀(II)イオンを定量したところ、
pH0,517− 16− 〜5の範囲で吸着率はほぼ100%であった。まだいず
れも30分以内で吸着平衡に達した。
なお、前記樹脂A(V)〜■において、金属イオンの吸
着と脱離は、水銀イオンの場合を除き、はぼ再現性があ
シ、数10回の繰シ返し使用に耐えることが分った。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ応用例2及び3における金
属イオン吸着容量と溶液のpHとの関係を、第3図は応
用例4におけるカドミウム(II)イオンの吸着率と溶
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 坂 誠 −18− 第  1  図 瀉)良のpH 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ジエチレントリアミン又はその誘導体から成る多座
    配位子を含むキレート樹脂を製造するに当り、まずジエ
    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
    縮合物と対応する樹脂とを反応させ、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
    ンダント型に導入したのち、加水分解してジエチレント
    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
    級アミン基に他の置換基を導入することを特徴とするジ
    エチレントリアミン又はその誘導体から成る多座配位子
    をペンダント型に含むキレート樹脂の製造方法。 2 ジエチレントリアミンのシッフ塩基型縮合 1− 物がジエチレントリアミン−N、N’−ジサリチリデン
    イミナ=f−)である特許請求の範囲第1項記載の方法
    。 3 ジエチレントリアミン誘導体がジエチレントリアミ
    ン−NININ’、N’−四酢酸及びジエチレントリア
    ミン−N 、 N’−ジチオカルバメートである特許請
    求の範囲第1項記載の方法。
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