JPH0218135B2 - - Google Patents

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JPH0218135B2
JPH0218135B2 JP56108969A JP10896981A JPH0218135B2 JP H0218135 B2 JPH0218135 B2 JP H0218135B2 JP 56108969 A JP56108969 A JP 56108969A JP 10896981 A JP10896981 A JP 10896981A JP H0218135 B2 JPH0218135 B2 JP H0218135B2
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JP
Japan
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reaction
hetero
adsorbent
compounds
macrocyclic
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JP56108969A
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Hiromichi Okamura
Masanori Iwamori
Yoshio Horie
Mitsuru Idohara
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Nippon Soda Co Ltd
Original Assignee
Nippon Soda Co Ltd
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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はヘテロ巨大環構造を有する吸着剤の製
造方法に関する。 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り込み、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
知られており、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
が困難であつたり、金属イオンの抽出剤または吸
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り込み能力を
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
該にアミノ基を導入し、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.フアイゲンバウム(W.M.
Feigenbaum)及びR.H.ミツチエル(R.H.
Michel)著、“ジヤーナル・オブ・ズイ・ポリマ
ー・サイエンス(J.POlymer、Sci)”、第A−1、
9巻、第817〜820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
溶媒を除くた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、その重合によつて側鎖に環
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.コポロフ(S.KoPolov)、T.
E.ホーゲン・エツシユ(T.E.Hogen Esch)及び
j.シユミツト(j.Smid)著、“マクロモレキユー
ルズ(Macromolecules)、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、その重合によつて
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
に臭素またはカルポ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
リステ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りでなく、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つた。 又、最近芳香環を有するヘテロ巨大環化合物を
フエ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、ノボラツク型の樹
脂を調製する方法が知られている。〔E.ブラシウ
ス(E.Blasius)、K.−P.ヤンセン(K.−P.
janzen)、M.ケラー(M.Keller)、H.ランダー
(H.Lander)、T.グエン−チエン(T.Nguyen−
Tien)及びG.シヨルトン(G.Scholten)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
に難溶性の芳香族ヘ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して吸着性能
が低下する点などである。 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
溶媒に難溶性であつた芳香族ヘテロ巨大環化合物
が、NaOH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、
NaOHを含む極性溶媒(又は極性溶媒と水との
混合物)中で芳香族ヘテロ巨大環化合物をフエノ
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) 芳香環を有する環状ポリエーテル及び (b) アルデヒド類単独又はアルデヒド類とフエノ
ール類をアルカリ類を含む極性溶媒中で縮合重
合することからなるヘテロ巨大環構造を有する
吸着剤の製造方法である。 上記芳香環を有する環状ポリエーテルは、ベン
ゼン、ピリジン、フラン、それらの置換誘導体等
の芳香環を環状ポリエーテル(クラウンエーテ
ル)の主鎖中に含む化合物であり、たとえば、 などである。 又、本発明に用いられるアルデヒド類は、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フエノール類は、例え
ばフエノール、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芳香環を有する環状ポリエー
テルとアルデヒド数のみで反応させる場合には、
芳香環をする環状ポリエーテルの1種又は2種以
上の化合物約1モルに対して、アルデヒド類の1
種又は2種以上の化合物0.8〜6モル好ましくは
1.5〜3モルの割合で、触媒として適量のNaOH、
KOH、NH4OH等を添加し、反応温度10゜〜100
℃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。芳香環を有する
環状ポリエーテル、アルデヒド類及びフエノール
類を反応させるる場合には、芳香環を有する環状
ポリエーテルの1種又は2種以上の化合物約0.01
〜0.2モル好ましくは0.02〜0.1モルとフエノール
群の1種又は2種以上の化合物約0.1〜2.0モル好
ましくは0.2〜1.0モルの合計量に対しアルデヒド
類の1種又は2種以上の化合物約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。 反応を実施するに当つ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。 〔〕 フエノール類の1種又は2種以上の化合物
とアルデヒド類の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、
芳香環を有する環状ポリエーテルの1種又は2
種以上の化合物を攪拌状態下で反応させる方
式。 〔〕 芳香量を有する環状ポリエーテル、アルデ
ヒド類及びフエノール類の夫々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、アルデヒド類の
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
成する上に有効な方法である。通常〔〕の反応
方式を用いることにより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ために使用す
る触媒としては、一般にNaOH、NH4OH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HCl又はH2SO4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合物は要すれば吸着
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、60℃〜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合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り、多孔
性吸着剤を製造することもできる。 上記の方法により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
ン及びアンモニウムイオン取り込み能力を保持
し、金属イオンの選択吸着剤、回収容易な有機合
成反応触媒として有用である。また本発明のヘテ
ロ巨大環化合物の高分子化方法は樹脂内部に取り
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、より経済的な方法であ
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
をもつて示すが、本発明は以下の実施例に限定さ
れるものではない。 実施例 1 500ml四つ口セパラブルフラスコに、窒素雰囲
気下レゾルシノールを50g(0.45モル)、ジベン
ゾー18−クラウン−6を12.5g(0.035モル)、メ
タノールを125ml、5N NaOH水溶液を40mlを加
えて攪拌すると、発熱しながら黄緑色の透明溶液
となつた。この溶液に35%ホルマリン溶液90g
(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の四ツ口セパラブルフラスコに入つた滴
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、小粒状樹脂を別した。小粒状
樹脂の収量は290gであつた。 使用例 A 塩化ナトリウム(Naとして500PPm)と塩化
カリウム(kとして500PPm)を含有する水溶液
(PH7)10mlを100mlポリエチレン製ビン(内蓋
付)にとり、これに上記小粒状樹脂を夫々、0.1
g、0.5g、1.0g、2.0g加えたのち、栓をして振
とう機にかけて30℃で約5時間振とうしたのち、
No.5Cの紙で過し、液中のナトリウムとカ
リウムを原子吸光光度法により分析した。 その結果は第1表の通りである。
【表】 使用例 B 硝酸ウラニル〔UO2(NO32〕(Uとして
1000PPm)の水溶液(PH7)10mlを100mlポリエ
チレン製ビン(内蓋付)にとり、これに上記小粒
状樹脂を夫々0.1g、0.5g、1.0g、2.0g加えた
のち、栓をして振とう機にかけて30℃で約5時間
振とうしたのち、No.5Cの紙で過し、液中
のVO2 2 +を吸光光度法(アルセナゾ法)により
定量した。その結果は第2表の通りである。
【表】 使用例 C 塩化ストロンチウム(Srとして200PPm)、塩
化カルシウム(Caとして200PPm)そして塩化マ
グネシウム(Mgとして200PPm)を含有する水
溶液(PH7)10mlを100mlポリエチレン製ビン
(内蓋付)にとり、これに上記小粒状樹脂を夫々、
0.1g、0.5g、1.0g、2.0g加えたのち、栓をし
て振とう機にかけて30℃で約5時間振とうしたの
ち、No.5Cの紙で過し、液中のSr、Ca、
Mg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。
【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。
【表】 ※ 反応方式は本文第9頁に示した方法である。
試験例 1 実施例2(第4表)で得られた吸着剤の金属イ
オン取り込み能力を試験した。 試験方法:金属イオンを含む水溶液(金属イオ
ン濃度:500PPm)50mlに吸着剤1.0gを加え、30
℃で5時間振とうしたのち、No.5Cの紙で過
し、液中の金属イオン濃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。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) 芳香環を有する環状ポリエーテル及び (b) アルデヒド類単独又はアルデヒド類とフエノ
    ール類を アルカリ類を含む極性溶媒中で縮合重合するこ
    とからなるヘテロ巨大環構造を有する吸着剤の製
    造方法。
JP10896981A 1981-07-13 1981-07-13 ヘテロ巨大環構造を有する吸着剤の製造方法 Granted JPS5811039A (ja)

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JPH0218135B2 true JPH0218135B2 (ja) 1990-04-24

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JP4570040B2 (ja) * 2005-03-29 2010-10-27 国立大学法人東京工業大学 レゾルシノール誘導体を用いて合成されるクラウンエーテル樹脂およびその合成方法

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