JPS61211302A - ペンダント型ジエチレントリアミンセルロ−ス及びその製造方法 - Google Patents

ペンダント型ジエチレントリアミンセルロ−ス及びその製造方法

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JPS61211302A
JPS61211302A JP5355285A JP5355285A JPS61211302A JP S61211302 A JPS61211302 A JP S61211302A JP 5355285 A JP5355285 A JP 5355285A JP 5355285 A JP5355285 A JP 5355285A JP S61211302 A JPS61211302 A JP S61211302A
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JP
Japan
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cellulose
diethylenetriamine
pendant
groups
formula
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JP5355285A
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Shinichi Kamiyama
上山 伸一
Toshishige Suzuki
敏重 鈴木
Tetsuo Kimura
哲雄 木村
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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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、ジエチレントリアミンから成る多座配位子を
その第二級アミノ基を介してペンダント型に含む優れた
金属イオン捕捉能を有する新規なセルロース及びその製
造方法に関するものである。
一般に、キレート性多座配位子が、単座配位子に比較し
、金属イオンとより安定な錯体を形成することから、こ
の多座配位子を導入したセルロースは、良好な金属イオ
ン捕捉材料となり、希薄な溶液からの金属イオンの濃縮
、金属イオン含有排水の処理、有用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、特にジエチレント
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ることが知られている。このジエチ
レントリアミンをポリスチレン(I)等の樹脂に導入す
る際、直接反応させると、高分子鎖内や高分子鎖間で複
雑な架橋反応が起こり、金属イオン吸着能等に悪影響を
及ぼす。
そこで、これを防ぐため、ポリスチレン樹脂(■)母体
に、ジエチレントリアミンをペンダント型に導入したキ
レ・−ト樹脂を製造する方法が提案されている(特公昭
59−47205 )。
しかし、ポリスチレン(I)等の合成樹脂を母体とする
金属イオン捕捉用キレート樹脂は、疎水(I)    
      (II) 性を示し、水とのなじみが悪く、金属イオンの吸着する
速度が遅いという欠点を有している。
一般に水に溶解している金属イオンをすみやかかつ確実
に捕捉する吸着材料としては、高い親水性を有するもの
が母体として有利である。この観点から、セルロース(
I)は分子内に多数の水酸基を有し、極めて親水性に富
むため、金属イオン捕捉用材料として最適である。これ
に加えて、セルロース(I)は、ポリスチレン(I)等
の樹脂に比較し、ろ紙等への成型加工が容易であり、取
り扱いやすく、応用分野も広い。すなわち、ろ紙等にキ
レート性配位子を導入した場合、単純なろ過により、希
薄水溶液中の金属イオンの濃縮が可能となるという有利
さがある。
これまで、親水性を有するセルロースを母体とする金属
イオン捕捉材料としては、多座配位子のジエチレントリ
アミンを複雑な架橋反応を伴う直接反応で導入したジエ
チレントリアミンセルロースやイミノニ酢酸を導入した
イミノニ酢酸セルロースなどが知られている( rAn
geW、 MakromoL Chem。
」、72巻、105頁、  1978年; 「AnaL
 Chirn、 AdaJ 。
151巻、339頁、  1983年)。
しかし、いずれのセルロースも金属イオン捕捉能力が低
く、必すしも満足しうるものではない。
また、セルロースは、ポリスチレン等の合成樹脂に比較
して、酸や塩基に対する耐久性や機械的強度が低いとい
う性質を有しているため、これまで製造過程において、
困難さを伴っていた。
本発明者は、このような事情に鑑み、鋭意研究を重ねた
結果、種々の特徴を有するセルロースに複雑な架橋反応
を起こすことなく一義的に第二級アミノ基からジエチレ
ントリアミンを導入したペンダント型ジエチレントリア
ミンセルロースを製造する方法を完成するに至った。
本発明は、多座配位子のジエチレントリアミンを含むセ
ルロースを製造するに当り、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をその中
の第二級アミノ基を介してセルロース母体にペンダント
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セルロースの製造方法を提供する
ものである。
本発明方法においては、ます、次の反応式のように、ジ
エチレントリアミン(I[)の第一級アミノ基にサリチ
ルアルデヒド とによってシッフ塩基型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ート(V)を
形成させ、該第−級アミノ基を保護した(III)  
   (IV)      (V)のち、このシッフ塩
基型縮合物(V)と対応するセルロースとを反応させて
、該シッフ塩基型縮合物(V)をその中の第二級アミノ
基を介してセルロース母体にペンダント型に導入する。
本発明方法において用いられるセルロースについては、
アミノ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、クロル化セルロースが最適である。ま
た、セルロースは、粉末状のものやろ紙のように成型さ
れたものなどが用いられる。このセルロース母体に対す
る前記のシップ塩基型縮合物(V)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
セルロースとシッフ塩基型縮合物とを静かにかきまぜな
がら加熱することにより行われる。この反応の具体例と
して、クロル化セルロース(Vl)とジエチレントリア
ミン−N、N′−ジサリチリデンイミナート(V)との
反応を次の式によって示す。
(VII) 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
ル化セルロースのクロ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ノ基を介してセルロー
ス母体にペンダント型に導入したセルロース(■)が得
られる。
こうして得られたセルロース(■)は、低濃度の鉱酸な
どによって処理すると次式のようにシップ塩基部分が容
易に加水分解されて、ジエチレントリアミンをペンダン
ト型に含むセルロース(■)に転化する。
本発明方法によると、多座配位子のジエチレントリアミ
ンを複雑な架橋反応を伴わずに容易に親水性を有するセ
ルロース母体にペンダント型に導入することができる。
また、得られたセルロース(■)は、希薄な水溶液中の
金属イオンをもすみやかかつ確実に捕捉できる材料とし
て優れたものであるとともに、多くの多座配位子誘導体
の製造における基本化合物となる。
つぎに、実施例、応用例および比較例によって本発明を
さらに詳細に説明する。
実施例1 45〜105マイクロメーター(膨潤状態)の粒径を有
するセルロース(チッソ株式会社製、商品名「−t=)
l/a 7 フィン」)を公知の方法(「AnaL C
him。
Ada J 、 151巻、339頁、  1983年
)によってクロル化した。このクロル化セルロースの塩
素含有率は2.3%であり、その含有量は乾燥セルロー
ス11当り0.65mmoム・f であった。
また、ジエチレントリアミンにサリチルアIレゾ頁、 
 1964年)によって反応させたものをシッフ塩基型
縮合物として用いた。
つぎに、クロル化セルロースに対するシック塩基型縮合
物の導入を以下のようにして行った。
すなわち、140mのジオキサン中にクロル化セルロー
ス(VI)20g及びジエチレントリアミン−N、N’
−ジサリチリデンイミナート(V)36fを加え、静か
にかきまぜながら48時間加熱還流した。
得られた反応生成物をろ過後、水洗いし、さらにジオキ
サン及びエタノールで十分洗浄したのち、乾燥したとこ
ろ、20gの黄色セルロース(■)が得られた。このも
のの元素分析値は、C1:0%。
N : 0.94%であり、配位子容量(乾燥セルロー
ス1f当りに導入された配位子のモル数)は0.22r
rIff1011!・f  であった。
実施例2 実施例1において得られたジエチレントリアミン−N、
N’−ジサリチリデンイミナートをペンダント型に含む
セルロース(■)20gを、2規定塩酸水溶液300i
と2≠)に常温で24時間靜かにかきまぜて加水分解し
た。得られた反応生成物をろ過後、0.2規定の水酸化
ナトリウム水溶液に加えてアルカリ性にした後、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
トリアミンがペンダント型に導入されたセルロース(■
−■)が20g得られた。このセルロースの元素分析値
はN : 1.1%であり、配位子含有量(乾燥セルロ
ースIF/当りに導入された配位子のモル数)は0.2
7mmole−f  であった。
実施例3 市販のろ紙(東洋濾紙株式会社製、直径9α)を原料と
し、実施例1および2と同様の方法により、ジエチレン
トリアミンをペンダント型に結合したろ紙(■−■)を
得た。
応用例1 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
セルロース(■−■)500qを、300q・血 の銅
(I[)イオン、亜鉛(I)イオンあるいはニッケル(
IF)イオンを含む100αの水溶液に加え所定のpH
に調整し、室温で3時間かきまぜたのち、溶液を分離し
、セルロースに吸着された金属イオンを2規定の塩酸に
より溶出した。この溶出液中の金属イオンを定量して、
セルロース(■−■)の金属イオン吸着容量を求めた。
これらの金属イオンに対する吸着容量と溶液のpHとの
関係を求めた結果を第1図に示す。第1図において、横
軸は溶液のpHを、縦軸はセルロースの金属イオン吸着
容量(乾燥セルロース1g当り吸着される金属イオンの
ミリモル数)を表わし、実線は銅(I)イオン、破線は
亜鉛(I[)イオン、一点破線はニッケル(I)イオン
である。
応用例2 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
ろ紙(■−I)1枚(750m+1i+)を20mm0
1e・血 の金属イオンを含む200crItの水溶液
(pH=4.0)に浸し、−晩装置する。その後ろ紙を
取り出し、水洗後、2規定の塩酸で処理し吸着された金
属イオンを溶出する。この溶出液中の金属イオンを定量
し、ろ紙の金属イオン吸着容量を求めた。
p H= 4.0における銅(■)、亜鉛(■)、ニッ
ケル(■)、カドミウム(I[)および鉛(I)イオン
の吸着量を表1に示す。
表1 ジエチレントリアミンろ紙の金属イオン吸着量比
較例 実施例2で得られたペンダント型ジエチレントリアミン
セルロース(■−I)およびこれと同じペンダント型ジ
エチレントリアミンを配位子とするポリスチレン母体の
キレート樹脂(IX)の金属イオン吸着速度を測定し、
比較を行った。10り・i3の銅(II)イオン溶液2
50dにセルロース(■−■)あるいはポリスチレン樹
脂(■)if!を加え、溶液中に残留する銅(I)イオ
ンの濃度変化を定量した。この吸着反応は、p H= 
4.4において行った。結果を第2図に示したが、横軸
は吸着時間を表わし、縦軸は溶液中に残存する銅(I)
イオン濃度を表わしている。実線はセルロース(■−■
)を使用したものであり、破線はポリスチレン樹脂(I
X)を使用したものである。
第2図から明らかなように、親水性を有するセルロース
(■−■)は、疎水性を示すポリスチレン樹脂(IX)
に比較し、吸着速度が極めて速い。
したがって、一般に処理が非常に困難とされている極く
低濃度の金属イオンを含む大量の排液等から金属イオン
をすみやかに分離する際、セルロース(■−■)は極め
て有利であることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
第1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。つぎに、第2図は比
較例におけるセルロース(■−■)あるいはポリスチレ
ン樹脂(IX)を用いたi (I)イオン吸着速度を示
すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 セルロース母体に、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で示される多座配位子を第二級アミノ基を介してペンダ
    ント型に導入してなるペンダント型ジエチレントリアミ
    ンセルロース。 2 クロル化セルロース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ノ基を介して該セ
    ルロース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ノ基を介してペ
    ンダント型に含むセルロースを得、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で示される多座配位子を該セルロース中にペンダント型
    に導入することを特徴とするペンダント型ジエチレント
    リアミンセルロースの製造方法。 3 シッフ塩基型縮合物が、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で示されるジエチレントリアミン−N,N′−ジサリチ
    リデンイミナートである特許請求の範囲第2項記載の方
    法。
JP5355285A 1985-03-18 1985-03-18 ペンダント型ジエチレントリアミンセルロ−ス及びその製造方法 Pending JPS61211302A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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