JPS63267447A - Cation exchange resin and its manufacture - Google Patents

Cation exchange resin and its manufacture

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JPS63267447A
JPS63267447A JP62104070A JP10407087A JPS63267447A JP S63267447 A JPS63267447 A JP S63267447A JP 62104070 A JP62104070 A JP 62104070A JP 10407087 A JP10407087 A JP 10407087A JP S63267447 A JPS63267447 A JP S63267447A
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JP
Japan
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compound
group
cation exchange
spacer
resin
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Pending
Application number
JP62104070A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Mukoyama
向山 吉之
Osamu Hirai
修 平井
Yoshinori Inoue
嘉則 井上
Harumi Iizawa
飯澤 はるみ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve ion elution characteristics by preparing a cationic ion exchange resin which has a reactive functional group and an ion exchange capacity of at least 10-250mu equivalents per gram, and is stable in a reaction liquid at a specific pH value for 10hr or more. CONSTITUTION:A crosslinked copolymer resin which has a reactive functional group, and is stable in a suspension at pH 1-13 and in a reaction solution at pH 14 for 10hr or more, and insoluble in an organic solvent, is selected as a basic material. In addition, compounds which have a functional group permitting ether bonding with the basic material, and are not decomposed by acid or alkali after the bonding and allow introduction of a cationic exchange group into the unbonded end, are selected as spacer compounds. The basic material and the spacer compounds are allowed to react with each other in a solvent containing a catalyst and the basic material is washed after reaction to permit reaction with the objective cationic exchange group. As a result, a cationic exchange resin capable of ion exchange of 10-25mu equivalents per gram is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、クロマト管に充填されイオンクロマトグラフ
用分離カラム等として使用される陽イオン交換樹脂及び
その製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a cation exchange resin packed in a chromatography tube and used as a separation column for ion chromatography, and a method for producing the same.

〈従来の技術〉 クロマト管に充填されイオンクロマトグラフ用分離カラ
ム等として使用される陽イオン交換樹脂としては、例え
ば、ポリスチレン系ゲルの表面にラテックスを吸着させ
たものや、ポリスチレンゲルを直接スルホン化し表面に
だけ極微量のスルホン基(Fjiイオン交換基)を導入
したものが知られている。このような充填剤(陽イオン
交換樹脂)では、例えばCu2+イオンのような保持力
の弱いイオンがウォータディップ(被測定液中の水分に
よって生ずる大きな負のピーク)とほぼ重なって溶出し
、該イオンの定量が非常に不正確となりていた。このた
め、移動相(溶離液等)を変更して定量性を改善するこ
とも試みられるが、移動相(溶離液等)を変更するとイ
オンの溶出パターン全体が変化し、結果的にイオンの分
析が繁雑になる欠点があった。また、基剤やラテックス
の種類を変更して充填剤(陽イオン交換樹脂)自体のイ
オン分離特性を改善することも試みられるが、基剤やラ
テックスの種類を変更することは、充填剤(陽イオン交
換樹脂)の製造工程に大幅な変更を強いられる欠点があ
った。一方、固定化酵素の分野において、固定相および
担体に酵素を化学的に固定させるためスペーサが広く利
用されており、このスペーサによって酵素間の立体障害
が回避され固定相および担体への酵素固定化率が大きく
向上している。また、このようなスペーサを介して固定
化された酵素は、固定相および担体から離れているため
、速やかに酵素反応が進行し高い酵素活性を示すことが
知られている。
<Prior art> Cation exchange resins packed in chromatography tubes and used as separation columns for ion chromatography include, for example, those made by adsorbing latex on the surface of polystyrene gel, and those made by directly sulfonating polystyrene gel. It is known that a very small amount of sulfone group (Fji ion exchange group) is introduced only on the surface. In such a packing material (cation exchange resin), ions with a weak retention force, such as Cu2+ ions, are eluted almost overlapping with the water dip (a large negative peak caused by water in the liquid to be measured), and the ions are The quantification was very inaccurate. For this reason, attempts are made to improve quantitative performance by changing the mobile phase (eluent, etc.), but changing the mobile phase (eluent, etc.) changes the entire ion elution pattern, resulting in ion analysis. The disadvantage was that it became complicated. Additionally, attempts have been made to improve the ion separation properties of the filler (cation exchange resin) itself by changing the type of base or latex; The drawback was that it required significant changes to the manufacturing process for ion exchange resins. On the other hand, in the field of immobilized enzymes, spacers are widely used to chemically immobilize enzymes on stationary phases and carriers, and this spacer avoids steric hindrance between enzymes and allows the enzyme to be immobilized on the stationary phase and carrier. The rate has improved significantly. Furthermore, it is known that since the enzyme immobilized via such a spacer is separated from the stationary phase and carrier, the enzymatic reaction proceeds quickly and exhibits high enzymatic activity.

〈発明が解決しようとする問題点〉 然しながら、スペーサをイオン交換樹脂に用いた例は殆
んどなく、直鎖アルキル基をスペーサとして導入したポ
リスチレン系陰イオン交換樹脂において試料とスペーサ
間で疎水性吸着が見られたという学会発表が1件行われ
ているだけである。
<Problems to be solved by the invention> However, there are almost no examples of using spacers in ion exchange resins, and in polystyrene-based anion exchange resins in which linear alkyl groups are introduced as spacers, hydrophobicity occurs between the sample and the spacer. There has been only one academic conference presentation in which adsorption was observed.

また、スペーサを陽イオン交換樹脂やイオンクロマトグ
ラフィのような高速液体クロマトグラフィに用いた例は
皆無である。
Furthermore, there are no examples of using spacers in cation exchange resins or high performance liquid chromatography such as ion chromatography.

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、基剤との相互作用や充填剤のボアの影響を抑
えイオン溶出特性が改善された陽イオン交換樹脂(充填
剤)及びその製造方法を提供することにある。
The present invention was made in view of the above situation, and its purpose is to provide a cation exchange resin (filler) and a cation exchange resin (filler) with improved ion elution characteristics by suppressing the interaction with the base material and the effects of the bore of the filler. The object of the present invention is to provide a manufacturing method thereof.

く問題点を解決するための手段〉 上述のような問題点を解決する本発明の特徴は、陽イオ
ン交換樹脂(充填剤)及びその製造方法において、反応
性の官能基を有しPH1〜13の懸濁液中及びPH14
の反応溶液中で少なくとも10時間以上安定であり且つ
有機溶媒に不溶な架橋共重合樹脂を選別して基剤とし、
該基剤との間でエーテル結合若しくは炭素同志の共有結
合でなる化学結合をしうる官能基を有し該化学結合のの
ち酸やアルカリ中で分解せず且つ未結合末端にイオン交
換基を導入できる化合物を選別してスペーサ化合物とし
、触媒を含む溶媒中で上記基剤とスペーサ化合物を反応
させ、該スペーサを導入した上記基剤を洗浄して、目的
とする陽イオン交換基をスペーサを介して導入し、上記
陽イオン交換樹脂(充填剤)とすることにある。
Means for Solving the Problems> The feature of the present invention for solving the above problems is that the cation exchange resin (filler) and the method for producing the same have a reactive functional group and have a pH of 1 to 13. in suspension and pH 14
Select a crosslinked copolymer resin that is stable in the reaction solution for at least 10 hours or more and is insoluble in organic solvents, and use it as a base;
It has a functional group that can form a chemical bond with the base material in the form of an ether bond or a covalent bond between carbons, does not decompose in acid or alkali after the chemical bond, and has an ion exchange group introduced at the unbonded end. The compound that can be produced is selected and used as a spacer compound, the base material and the spacer compound are reacted in a solvent containing a catalyst, the base material into which the spacer is introduced is washed, and the desired cation exchange group is introduced through the spacer. The purpose is to introduce the above-mentioned cation exchange resin (filler).

〈実施例〉 以下、本発明について図を用いて詳細に説明する。第1
図は本発明に係わる陽イオン交換樹脂(充填剤)の製造
方法を説明するための工程説明図である。この図におい
て、最初、反応性の官能基を有しPl」1〜13の懸濁
液中及びPH14の反応溶液中で少なくとも10時間以
上安定であり且つ有機溶媒に不溶な架橋共重合樹脂(例
えば、ヒドロキシル基含有メタクリレート系架橋球状樹
脂)を選別して基剤とする。次に、この基剤をジメチル
スルホキサイド(以下、DMSOと略す)中に分散させ
、充分に膨潤させる。その後、例えば、ジグリシジルエ
ーテルとトリグリシジルエーテルの混合物であるグリセ
リンポリグリシジルエーテルを選別してスペーサ化合物
とする。即ち、前記基剤との間で酸やアルカリに対して
安定な化学結合(例えばエーテル結合若しくは炭ig同
志の共有結合でなる化学結合)をしうる官能基を有し、
該化学結合の後、酸やアルカリ中で分解せず、且つ、未
結合末端にイオン交換基を導入できる化合物を選別して
スペーサ化合物とする。その後、大過剰量のスペーサ化
合物を、上記DMSO等でなるゲルスラリー中に加えて
充分に溶解させ均一なスラリー反応溶液とする。このス
ラリー反応溶液に触媒となる三フッ化ホウ素エーテラー
ト溶液を加え、攪拌しながら40°Cで2時間反応させ
る。
<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail using the drawings. 1st
The figure is a process explanatory diagram for explaining the method for producing a cation exchange resin (filler) according to the present invention. In this figure, initially, a cross-linked copolymer resin (e.g. , hydroxyl group-containing methacrylate-based crosslinked spherical resin) are selected and used as the base material. Next, this base is dispersed in dimethyl sulfoxide (hereinafter abbreviated as DMSO) and sufficiently swollen. Thereafter, for example, glycerin polyglycidyl ether, which is a mixture of diglycidyl ether and triglycidyl ether, is selected and used as a spacer compound. That is, it has a functional group that can form a chemical bond with the base material that is stable against acids and alkalis (for example, an ether bond or a chemical bond formed by a covalent bond between two carbon atoms),
After the chemical bonding, a compound that does not decompose in acid or alkali and can introduce an ion exchange group to the unbonded end is selected and used as a spacer compound. Thereafter, a large excess amount of the spacer compound is added to the gel slurry made of DMSO or the like and sufficiently dissolved to form a uniform slurry reaction solution. A boron trifluoride etherate solution serving as a catalyst is added to this slurry reaction solution, and the mixture is reacted at 40° C. for 2 hours with stirring.

このようにして、触媒を含む溶媒中で、前記基剤とスペ
ーサ化合物を反応させることができる。該反応終了後、
反応生成物をグラスフィルタ上に移し、該反応生成物を
DMSO、メタノール、純水の順で洗浄し、反応副生成
物と余剰のDMSOを洗い出す。次に、上記基剤の3倍
量の純水を加えて攪拌し均一なスラリーとして後、無水
亜硫酸ナトリウムを加え80°Cの水浴中で攪拌しなが
ら7時間反応させる。該反応終了後、反応スラリーに純
水を加えスラリーを冷却する。その後、該スラリーをグ
ラスフィルター上に移し、純水で充分洗浄する。更に、
間に純水洗浄をはさみながら、グラスフィルタ上のスラ
リーに塩酸、苛性ソーダ、塩化ナトリウムの順で液を流
し、前記基剤の対イオン型を水素型、ナトリウム型と変
えたのち塩化ナトリウム中で保存する。このようにして
、目的とする陽イオン交換基に該当する物質を前記基剤
と反応させ、前記基剤にスペーサを介して所望の陽イオ
ン交換基を導入する。このような製造方法により、スペ
ーサを介して所望の陽イオン交換基が導入された陽イオ
ン交換樹脂が実現する。この陽イオン交換樹脂は、反応
性の官能基を有しP 1−11〜13の懸濁液中で安定
であり且つ有機溶媒に不溶な架橋共重合樹脂が基剤とな
っており、該基剤との間でエーテル結合若しくは炭素同
志の共有結合している官能基を有し且つ未結合末端に所
望の陽イオン交換基が導入されたスペーサ化合物を有す
る構造となっている。また、この陽イオン交換樹脂は、
例えば、内径4.6mm、長さ150mmのステンレス
製クロマト管に高圧スラリー充填法を用いて充填し、イ
オンクロマトグラフィー用カラム等に使用される。尚、
本発明は上述の実施例に限定されることなく種々の変形
が可能であり、例えば上記溶液中で安定な樹脂として、
ポリスチレン、ポリメタクリレート、若しくはポリビニ
ルアルコールを母体とした樹脂を用いても良い。
In this way, the base and spacer compound can be reacted in a solvent containing a catalyst. After the reaction is completed,
The reaction product is transferred onto a glass filter, and the reaction product is washed with DMSO, methanol, and pure water in this order to wash out reaction byproducts and excess DMSO. Next, 3 times the amount of pure water as the base is added and stirred to form a uniform slurry, and anhydrous sodium sulfite is added and reacted for 7 hours with stirring in a water bath at 80°C. After the reaction is completed, pure water is added to the reaction slurry and the slurry is cooled. Thereafter, the slurry is transferred onto a glass filter and thoroughly washed with pure water. Furthermore,
Hydrochloric acid, caustic soda, and sodium chloride were poured into the slurry on the glass filter in that order, with pure water washing in between, to change the counterion type of the base to hydrogen type and sodium type, and then store it in sodium chloride. do. In this way, a substance corresponding to the desired cation exchange group is reacted with the base material, and the desired cation exchange group is introduced into the base material via the spacer. By such a manufacturing method, a cation exchange resin into which a desired cation exchange group is introduced via a spacer is realized. This cation exchange resin is based on a crosslinked copolymer resin that has a reactive functional group, is stable in a suspension of P 1-11 to 13, and is insoluble in an organic solvent. It has a structure in which it has a functional group having an ether bond or a covalent bond between carbon atoms with the agent, and a spacer compound having a desired cation exchange group introduced at the unbonded end. In addition, this cation exchange resin
For example, a stainless steel chromatography tube with an inner diameter of 4.6 mm and a length of 150 mm is filled using a high-pressure slurry filling method and used as a column for ion chromatography. still,
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways. For example, as a resin stable in the above solution,
Resins based on polystyrene, polymethacrylate, or polyvinyl alcohol may also be used.

また、上記化合物は、ジオール化合物、トリオール化合
物、ポリオール化合物、ジェポキシ化合物、トリエポキ
シ化合物、ポリエポキシ化合物、一級の塩素を持つアル
コール類、一級の塩素を持つエポキシ化合物、およびア
ルコール性水酸基を持つエポキシ化合物のうちのいずれ
かの物質としても良い。
In addition, the above compounds include diol compounds, triol compounds, polyol compounds, jepoxy compounds, triepoxy compounds, polyepoxy compounds, alcohols with primary chlorine, epoxy compounds with primary chlorine, and epoxy compounds with alcoholic hydroxyl groups. It is also possible to use any one of these substances.

第2図は一般的なイオンクロマトグラフ装置の構成説明
図であり、送液ポンプ2が駆動すると、溶離液槽1内の
溶離液が、送液ポンプ2→インジ工クタ3→流体予熱管
4→分離カラム5→検出器6を経由し、廃液槽7へと流
れる。また、流体予熱管41分離カラム5.および検出
器6は、恒温槽9内に収納されて一定温度(例えば40
’C)に保たれると共に、送液ポンプ2.インジェクタ
3、流体予熱管40分離カラム5.および検出器6が分
析装置の筐体10内に収納されていることが多い。この
ような構成からなるイオンクロマトグラフ装置において
、検出器6で検出された信号は、表示装置8(例えば記
録計)に導かれクロマトグラムを描くようになっている
。第3図(イ)は、前述のような方法で製造した本発明
に係わる陽イオン交換樹脂を充填して作製した分離カラ
ムを組み込んだイオンクロマトグラフを使用し、2pp
mのL i +イオン、10ppmのNa+イオン、1
0pl)mのNHa+イオン、および20ppmのに+
イオンを含む被測定液(以下、「標準液」という)を分
析した結果を示すクロマトグラムである。また、第3図
(ロ)は、表面スルホン化型のカラム充填剤を充填して
作製した横河電機製カチオンセパレータ5CX3を分離
カラムに用いたイオンクロマトグラフを使用し、上記標
準液を分析した結果を示すクロマトグラムであり、第3
図(ハ)は、表面スルホン化型のカラム充填剤を充填し
て作製した横河電機製カチオンセパレータ5CX1を分
離カラムに用いたイオンクロマトグラフを使用し、上゛
記標準液を分析した結果を示すクロマトグラムである。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of a general ion chromatograph apparatus. When the liquid feed pump 2 is driven, the eluent in the eluent tank 1 is transferred from the liquid feed pump 2 to the injector 3 to the fluid preheating tube 4. →separation column 5→detector 6, and flows to waste liquid tank 7. Also, fluid preheating tube 41 separation column 5. The detector 6 is housed in a constant temperature bath 9 at a constant temperature (for example, 40
'C) and the liquid feeding pump 2. Injector 3, fluid preheating tube 40 separation column 5. and the detector 6 are often housed within the casing 10 of the analyzer. In the ion chromatography apparatus having such a configuration, a signal detected by the detector 6 is guided to a display device 8 (for example, a recorder) to draw a chromatogram. FIG. 3(A) shows a 2pp
m L i + ions, 10 ppm Na + ions, 1
0 pl) m of NHa+ ions, and 20 ppm of NHa+
This is a chromatogram showing the results of analyzing a test liquid containing ions (hereinafter referred to as "standard solution"). In addition, Figure 3 (b) shows that the above standard solution was analyzed using an ion chromatograph using Yokogawa Electric's cation separator 5CX3, which was prepared by filling a surface sulfonated column packing material, as a separation column. This is a chromatogram showing the results, and the third
Figure (c) shows the results of analyzing the above standard solution using an ion chromatograph using Yokogawa Electric's cation separator 5CX1, which was prepared by packing a surface sulfonated column packing material, as a separation column. This is a chromatogram shown.

第3図(イ)〜(ハ)のクロマトグラムにおいて、ピー
クw、a、b。
In the chromatograms of FIGS. 3(a) to 3(c), peaks w, a, and b.

C1およびdは夫々ウォータディップ(被測定液中の水
分によって生ずる大きな負のピーク)、Li+イオン、
Na+イオン、NHa+イオン、およびに+イオンを示
している。また、第3図(イ)のクロマトグラムにおい
て、Li+イオン(a)がウォータディップ(W)より
もかなり遅れて溶出している。第3図(イ)〜(ハ)の
クロマトグラムを比較すれば明らかなように、本発明に
係わる陽イオン交換樹脂をカラム充填剤として使用すれ
ば、li+イオンのような比較的保持力の弱いイオンが
かなり強くカラム充填剤に保持され、結果的にウォータ
ディップ(W)よりもかなり遅れて溶出するため、大容
量注入法や濃縮注入法を使用することの多い陽イオン分
析で所望イオンを良好に分離できるようになる。尚、第
3図〈イン〜(ハ)のクロマトグラムにおいて、本発明
に係わる陽イオン交換樹脂をカラム充填剤として使用し
て作製した第3図(イ)のクロマトグラムにおけるピー
クa、b、c、およびdが、第3図(ロ)や(ハ)のク
ロマトグラムにおけるピークに比して必ずしも鋭敏なピ
ークとは言えないが、カラム充填剤粒子を小さくしたり
溶出条件を変更したりして容易に鋭敏なピークに改善で
きる事柄である。
C1 and d represent water dip (a large negative peak caused by water in the liquid to be measured), Li+ ion,
Na+ ions, NHa+ ions, and Ni+ ions are shown. Furthermore, in the chromatogram shown in FIG. 3(a), Li+ ions (a) are eluted much later than the water dip (W). As is clear from a comparison of the chromatograms in Figure 3 (a) to (c), if the cation exchange resin according to the present invention is used as a column packing material, it is possible to The ions are strongly retained by the column packing material and elute much later than water dip (W), making it easier to obtain desired ions in cation analysis, which often uses large-volume or concentrated injection methods. It becomes possible to separate into In addition, in the chromatogram of FIG. 3 (in) to (c), peaks a, b, and c in the chromatogram of FIG. 3 (a) prepared using the cation exchange resin of the present invention as a column packing material , and d are not necessarily sharp peaks compared to the peaks in the chromatograms in Figure 3 (b) and (c), but they can be seen by making the column packing particles smaller or changing the elution conditions. This is something that can be easily improved to make the peak sharper.

ところで、上記目的とする陽イオン交換基としてカルボ
キシル基を導入する場合には、次のようしておこなわれ
る。即ち、前記スペーサ化合物が導入された基剤を、1
.4−ジオキサンで洗浄して例えば100m1のジオキ
サン−ゲルスラリー液とし、その後、例えば5gのゲル
コール酸ナトリウムを加えて充分に溶解させ均一なスラ
リー反応溶液とする。このスラリー反応溶液に触媒とな
る三フッ化ホウ素エーテラート溶液を加え、空温で例え
ば30分間だけ攪拌し、その後、80’ Cに加温して
約2時間反応させる。該反応終了後、反応生成物をグラ
スフィルタ上に移し、該反応生成物をジオキサン、メタ
ノール、純水の順で洗浄する。このようにして得られた
樹脂を例えば0゜05規定(N)の82SOd中に入れ
例えば600Cで3時間反応させ、その後、水で充分に
洗浄する。このようにして、目的とする陽イオン交換基
に該当する物質を前記基剤と反応させ、前記基剤にスペ
ーサを介して所望の陽イオン交換基であるカルボキシル
基を導入する。第4図は、上記スペーサ化合物としてジ
ェポキシ化合物を用い上記目的とする陽イオン交換基と
して神々の陽イオン交換基を導入する場合の化学反応を
説明するための説明図であり、図中、Bは上記基剤、R
,R−はアルキル基を示している。第4図において、(
1)では上記目的とする陽イオン交換基としてス)Lt
ホエチ)LtM (CH2CH2803−)が導入され
、(2)では上記目的とする陽イオン交換基としてカル
ボキシアルキル基(−CH(R−’)COO−>が導入
され、(3)では上記目的とする陽イオン交換基として
カルボキシアルキル基(CH2(R′>Coo−)が導
入される場合が夫々示されている。また、(4)では上
記目的とする陽イオン交換基としてチオール基(−8H
)が導入され、〈5)の上段の反応では低′a度の酸く
例えば0.INのH2SO4)によって上記スペーサ化
合物のエポキシ環が開環され、(5)の下段の反応では
上段の反応によって得られた樹脂上に上記目的とする陽
イオン交換基としてカルボキシメチル基(CH2COO
″″)が導入される場合が夫々示されている。
By the way, when introducing a carboxyl group as the above-mentioned desired cation exchange group, it is carried out as follows. That is, the base material into which the spacer compound was introduced was mixed with 1
.. The mixture is washed with 4-dioxane to obtain, for example, 100 ml of dioxane-gel slurry, and then, for example, 5 g of sodium gelcholate is added and sufficiently dissolved to obtain a uniform slurry reaction solution. A boron trifluoride etherate solution serving as a catalyst is added to this slurry reaction solution, stirred at air temperature for, for example, 30 minutes, and then heated to 80'C and reacted for about 2 hours. After the reaction is completed, the reaction product is transferred onto a glass filter, and the reaction product is washed in the order of dioxane, methanol, and pure water. The resin thus obtained is placed in, for example, 0.05 normal (N) 82SOd and reacted at, for example, 600C for 3 hours, and then thoroughly washed with water. In this way, a substance corresponding to the desired cation exchange group is reacted with the base, and a carboxyl group, which is the desired cation exchange group, is introduced into the base via the spacer. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the chemical reaction when a jepoxy compound is used as the spacer compound and a divine cation exchange group is introduced as the desired cation exchange group, and in the figure, B is The above base, R
, R- represents an alkyl group. In Figure 4, (
In 1), Lt is used as the desired cation exchange group.
(CH2CH2803-) is introduced, in (2) a carboxyalkyl group (-CH(R-')COO-> is introduced as the desired cation exchange group, and in (3) the above-mentioned desired cation exchange group is introduced. Cases in which a carboxyalkyl group (CH2(R'>Coo-) is introduced as a cation exchange group are shown in each case. In addition, in (4), a thiol group (-8H) is introduced as the desired cation exchange group.
) is introduced, and in the upper reaction of <5), a low a degree acid, for example 0. The epoxy ring of the spacer compound is opened by IN H2SO4), and in the lower reaction of (5), a carboxymethyl group (CH2COO
″″) are introduced.

〈発明の効果〉 以上詳しく説明したような本発明の実施例によれば、基
剤とイオン交換基の間にスペーサを導入し究極的に分離
カラムにおける選択性を大幅に改善するような構成であ
るため、基剤との相互作用や充填剤のボアの影響を抑え
イオン溶出特性が改善された陽イオン交換樹脂(充填剤
)が実現する。
<Effects of the Invention> According to the embodiments of the present invention as described in detail above, a spacer is introduced between the base material and the ion exchange group, and ultimately the selectivity of the separation column is significantly improved. This makes it possible to create a cation exchange resin (filler) with improved ion elution characteristics by suppressing interactions with the base material and the effects of filler bores.

また、本発明に係わる陽イオン交換樹脂をカラム充填剤
として使用すれば、L1+イオンのような比較的保持力
の弱いイオンがかなり強くカラム充填剤に保持され、結
果的にウォータディップ(W)よりもかなり遅れて溶出
するため、大容量注入法や濃縮注入法を使用しても陽イ
オンを良好に分離・分析できる利点がある。更に、例え
ばCu 2 +イオンのような一般に保持力が弱いとさ
れているイオンでもかなり強くカラム充填剤に保持され
結果的にウォータディップよりも遅れて溶出するように
なるため、ウォータディップの影響を受けることなく二
価の遷移金属イオン類を良好に分離・分析できる利点も
ある。また、上記スペーサの長さを変えたり、骨格部分
に水酸基、アミノ基、カルボキシル基、およびニトロ基
等をもつスペーサ化合物に代えたり、或いは目的とする
イオン交換基に該当する物質の種類を変えてイオン交換
基を変えたりする等して、イオン溶出特性の異なる多様
化された陽イオン交換樹脂が製造でき、製造工程を大幅
に変更することなく種々の陽イオン交換樹脂を製造でき
る利点もある。
Furthermore, if the cation exchange resin according to the present invention is used as a column packing material, ions with a relatively weak retention force such as L1+ ions will be retained considerably strongly in the column packing material, resulting in better retention than water dip (W). Since ions also elute with a considerable delay, it has the advantage that cations can be separated and analyzed well even when using large-volume injection methods or concentrated injection methods. Furthermore, even ions that are generally considered to have a weak retention force, such as Cu 2 + ions, are strongly retained by the column packing material and elute later than the water dip, so the effects of the water dip can be reduced. There is also the advantage that divalent transition metal ions can be separated and analyzed well without being affected. Furthermore, by changing the length of the spacer, by replacing it with a spacer compound having a hydroxyl group, amino group, carboxyl group, nitro group, etc. in the skeleton, or by changing the type of substance that corresponds to the desired ion exchange group. By changing the ion exchange group, it is possible to produce diversified cation exchange resins with different ion elution characteristics, and there is also the advantage that various cation exchange resins can be produced without significantly changing the production process.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係わる陽イオン交換樹脂(充填剤)の
製造方法を説明するための工程説明図、第2図は一般的
なイオンクロマトグラフ装置の構成説明図、第3図は陽
イオン交換樹脂を分離カラムに充填したイオンクロマト
グラフを使用して分析した結果を示すクロマトグラム、
第4図はスペーサ化合物としてジェポキシ化合物を用い
目的とする陽イオン交換基として種々の陽イオン交換基
を導入する場合の化学反応を説明するための説明図であ
る。 1・・・・・・溶離液槽、2・・・・・・送液ポンプ、
3・・・・・・インジェクタ、4・・・・・・流体予熱
管、5・・・・・・分離カラム、6・・・・・・検出器
、7・・・・・・廃液槽、8・・・・・・表示装置、9
・・・・・・恒温槽、10・・・・・・分析装置の筺体 第1図 第4図
Fig. 1 is a process diagram for explaining the method for producing a cation exchange resin (filler) according to the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of the configuration of a general ion chromatography device, and Fig. 3 is a cation exchange resin (filling agent) manufacturing method. Chromatogram showing the results of analysis using an ion chromatograph with an exchange resin packed in a separation column,
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining chemical reactions when a jepoxy compound is used as a spacer compound and various cation exchange groups are introduced as the intended cation exchange group. 1...Eluent tank, 2...Liquid pump,
3... Injector, 4... Fluid preheating tube, 5... Separation column, 6... Detector, 7... Waste liquid tank, 8...Display device, 9
・・・・・・Thermostatic chamber, 10 ・・・・Analyzer housing Figure 1 Figure 4

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)反応性の官能基を有しPH1〜13の懸濁液中お
よびPH14の反応溶液中で少なくとも10時間以上安
定であり且つ有機溶媒に不溶な架橋共重合樹脂が基剤と
なっており、その基剤との間でエーテル結合若しくは炭
素同志の共有結合している官能基を有し且つ未結合末端
に陽イオン交換基が導入されたスペーサ化合物を有し、
少なくとも1グラム当たり10〜250μ当量のイオン
交換容量を有する陽イオン交換樹脂。
(1) The base is a cross-linked copolymer resin that has a reactive functional group, is stable for at least 10 hours in a suspension with a pH of 1 to 13, and a reaction solution with a pH of 14, and is insoluble in organic solvents. , having a spacer compound having a functional group having an ether bond or a covalent bond between carbon atoms with the base material, and a cation exchange group introduced at the unbonded end;
A cation exchange resin having an ion exchange capacity of at least 10 to 250 μequivalents per gram.
(2)前記架橋共重合樹脂は、ポリスチレン、クロロメ
チル化ポリスチレン、メチロール化ポリスチレン、ポリ
メタクリレート、若しくはポリビニルアルコールを母体
とした樹脂でなることを特徴とする特許請求範囲第(1
)項記載の陽イオン交換樹脂。
(2) The crosslinked copolymer resin is a resin based on polystyrene, chloromethylated polystyrene, methylolated polystyrene, polymethacrylate, or polyvinyl alcohol.
) Cation exchange resin described in section 2.
(3)クロマト管に充填されイオンクロマトグラフ用分
離カラム等として使用され少なくとも1グラム当たり1
0〜250μ当量のイオン交換容量を有する陽イオン交
換樹脂を、下記(イ)〜(ニ)からなる工程で製造する
ことを特徴とする陽イオン交換樹脂の製造方法。 イ)反応性の官能基を有しPH1〜13の懸濁液中及び
PH14の反応溶液中で少なくとも10時間以上安定で
あり且つ有機溶媒に不溶な架橋共重合樹脂を選別して基
剤とする工程。 ロ)前記基剤との間でエーテル結合若しくは炭素同志の
共有結合でなる化学結合をしうる官能基を有し、該化学
結合の後、酸やアルカリ中で分解せず、且つ、未結合末
端に陽イオン交換基を導入できる化合物を選別してスペ
ーサ化合物とする工程。 ハ)触媒を含む溶媒中で、前記基剤とスペーサ化合物を
反応させる工程。 ニ)前記スペーサ化合物と反応した前記基剤を洗浄した
のち、目的とする陽イオン交換基に該当する物質をスペ
ーサを導入した前記基剤と反応させ、該陽イオン交換基
を導入する工程。
(3) Packed into a chromatography tube and used as a separation column for ion chromatography, at least 1 gram per gram.
A method for producing a cation exchange resin, which comprises producing a cation exchange resin having an ion exchange capacity of 0 to 250 micro equivalents through the following steps (a) to (d). b) Select a crosslinked copolymer resin that has a reactive functional group, is stable for at least 10 hours in a suspension with a pH of 1 to 13, and a reaction solution with a pH of 14, and is insoluble in organic solvents and used as a base. Process. b) It has a functional group that can form a chemical bond with the base material in the form of an ether bond or a covalent bond between carbons, does not decompose in acid or alkali after the chemical bond, and has an unbonded end. A process of selecting compounds that can introduce cation exchange groups into spacer compounds. c) A step of reacting the base and the spacer compound in a solvent containing a catalyst. d) After washing the base that has reacted with the spacer compound, a step of reacting a substance corresponding to the desired cation exchange group with the base into which the spacer has been introduced to introduce the cation exchange group.
(4)前記架橋共重合樹脂は、ポリスチレン、クロロメ
チル化ポリスチレン、メチロール化ポリスチレン、ポリ
メタクリレート、若しくはポリビニルアルコールを母体
とした樹脂でなる特許請求範囲第(3)項記載の陽イオ
ン交換樹脂製造方法。
(4) The method for producing a cation exchange resin according to claim (3), wherein the crosslinked copolymer resin is a resin based on polystyrene, chloromethylated polystyrene, methylolated polystyrene, polymethacrylate, or polyvinyl alcohol. .
(5)前記スペーサ化合物は、ジオール化合物、トリオ
ール化合物、ポリオール化合物、ジエポキシ化合物、ト
リエポキシ化合物、ポリエポキシ化合物、一級の塩素を
持つアルコール類化合物、一級の塩素を持つエポキシ化
合物、およびアルコール性水酸基を持つエポキシ化合物
のうちのいずれかの化合物でなる特許請求範囲第(3)
項記載の陽イオン交換樹脂製造方法。
(5) The spacer compound includes a diol compound, a triol compound, a polyol compound, a diepoxy compound, a triepoxy compound, a polyepoxy compound, an alcohol compound having a primary chlorine, an epoxy compound having a primary chlorine, and an alcoholic hydroxyl group. Claim No. (3) consisting of any one of the epoxy compounds having
The method for producing a cation exchange resin described in Section 1.
(6)前記目的とする陽イオン交換基に該当する物質は
、スルホン基を有する化合物、カルボキシル基を有する
化合物、リン酸基を有する化合物、前記スペーサ化合物
の末端基と反応してスルホン基を持つ化合物、前記スペ
ーサ化合物の末端基と反応してカルボキシル基を持つ化
合物、若しくは前記スペーサ化合物の末端基と反応して
リン酸基を持つ化合物でなる特許請求範囲第(3)項記
載の陽イオン交換樹脂製造方法。
(6) The substance corresponding to the desired cation exchange group is a compound having a sulfone group, a compound having a carboxyl group, a compound having a phosphoric acid group, or a compound having a sulfone group by reacting with the terminal group of the spacer compound. A cation exchanger according to claim (3), which is a compound, a compound that reacts with the terminal group of the spacer compound and has a carboxyl group, or a compound that reacts with the terminal group of the spacer compound and has a phosphate group. Resin manufacturing method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004257736A (en) * 2003-02-24 2004-09-16 Dkk Toa Corp Ion concentration measuring apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004257736A (en) * 2003-02-24 2004-09-16 Dkk Toa Corp Ion concentration measuring apparatus

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