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JPS6057899B2 - Anion exchanger having inclusion effect and method for producing the same - Google Patents
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JPS6057899B2 - Anion exchanger having inclusion effect and method for producing the same - Google Patents

Anion exchanger having inclusion effect and method for producing the same

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Publication number
JPS6057899B2
JPS6057899B2 JP57147185A JP14718582A JPS6057899B2 JP S6057899 B2 JPS6057899 B2 JP S6057899B2 JP 57147185 A JP57147185 A JP 57147185A JP 14718582 A JP14718582 A JP 14718582A JP S6057899 B2 JPS6057899 B2 JP S6057899B2
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JP
Japan
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resin
polycyclodextrin
anion exchanger
producing
cyclodextrin
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JP57147185A
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JPS5936549A (en
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一明 原田
敏 森本
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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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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は包接作用を有する陰イオン交換体及びその製造
方法に関し、さらに詳しくは、ポリシクロデキストリン
樹脂にスルホニルクロリド誘導体を反応させて得られる
生成物にジアルキルアミンを反応させることによる包接
作用を有する陰イオン交換体及びその製造方法に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an anion exchanger having an inclusion effect and a method for producing the same, and more specifically to a product obtained by reacting a polycyclodextrin resin with a sulfonyl chloride derivative and a dialkylamine. The present invention relates to an anion exchanger having an clathration effect due to the clathration effect, and a method for producing the same.

シクロデキストリンは6個以上のグルコースがa−1・
4−結合した環状のオリゴ糖であり、その分子内に筒
状の空洞を有しており、その中に種々の物質を取り込む
ことによつて包接化合物を形成する。この包接化合物を
形成するためには被包接物質の分子の形と大きさがシク
ロデキストリンの空洞に適合していなければならず、適
合の度合により被包接物質とシクロデキストリンとの間
に働く親和力に差が生じるために、その差を利用するこ
とによつて種々の物質の分離や分割を行うことが可能で
あり、シクロデキストリンを架橋高分子化して不溶性の
樹脂とし、それをカラムクロマトグラフィーの充填剤と
して利用する試みが行われている。ところで、シクロデ
キストリンの包接化合物形成作用は主として包接される
物質の大きさと形に依存するため、シクロデキストリン
を高分子化することにより得られるポリシクロデキスト
リン樹脂を用いて物質の分離を行う場合には、大きさと
形の類似したものほど分離が困難となる。
Cyclodextrin has six or more glucose molecules a-1,
It is a 4-linked cyclic oligosaccharide that has a cylindrical cavity within its molecule, and forms clathrate compounds by incorporating various substances into the cavity. In order to form this clathrate, the shape and size of the molecule of the clathrate must fit into the cavity of the cyclodextrin, and depending on the degree of compatibility, there is a gap between the clathrate and the cyclodextrin. Because there are differences in the working affinity, it is possible to separate and divide various substances by utilizing these differences. Attempts are being made to use it as a filler in graphics. By the way, the clathrate compound forming effect of cyclodextrin mainly depends on the size and shape of the substance to be included, so when separating substances using polycyclodextrin resin obtained by polymerizing cyclodextrin, The more similar the sizes and shapes, the more difficult it is to separate them.

従つて、このような場合には単に包接の効果だけでは分
離には不十分であり、さらに何らかの分離に有効な効果
を導入する必要がある。本発明者らはこのような実情に
鑑み、ポリシクロデキストリン樹脂の改良に関して鋭意
研究を重ねた結果、ポリシクロデキストリン樹脂にジア
ルキルアミノ基を導入することによつて、ポリシクロデ
キストリン樹脂が単に包接作用を有するだけでなく、陰
イオン交換体としての作用を有するた・め、物質の大き
さと形だけでなく、静電的相互作用の効果が加わり、従
つて電荷分布の差による物質分離の機能を付与できるこ
とを見い出し、この知見に基づいて本発明をなすに至つ
た。
Therefore, in such cases, the mere effect of inclusion is not sufficient for separation, and it is necessary to introduce some effect that is effective for separation. In view of these circumstances, the present inventors have conducted extensive research into improving polycyclodextrin resins, and have found that by introducing dialkylamino groups into polycyclodextrin resins, polycyclodextrin resins can be simply clathrated. Because it not only has the function of an anion exchanger, but also the size and shape of the substance, the effect of electrostatic interaction is added, and therefore the function of substance separation due to the difference in charge distribution. The present invention has been completed based on this finding.

すなわち本発明は、ポリシクロデキストリン樹」旨番こ
アノレキノレもしくはアリノレスノレホニノレクロリド
を反応させてスルホン酸エステルとし、それにジアルキ
ルアミンを反応させることによるジアルキルアミノ基を
有するポリシクロデキストリン樹脂の陰イオン交換体及
びその製造方法を提供するものである。
That is, the present invention provides an anion of a polycyclodextrin resin having a dialkylamino group by reacting a polycyclodextrin resin or an allinoresnorefoniole chloride to form a sulfonic acid ester, and reacting the sulfonic acid ester with a dialkylamine. The present invention provides an exchanger and a method for manufacturing the same.

本発明において用いるポリシクロデキストリンは、α−
シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シ
クロデキストリン及びこれらの混合物を架橋して高分子
とするか、もしくは、高分子に結合させたものであり、
ジアルキルアミノ基を導入するための反応条件に耐えう
るものはすべて用いることができる。
The polycyclodextrin used in the present invention is α-
Cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin, and mixtures thereof are crosslinked into polymers or bonded to polymers,
Any material that can withstand the reaction conditions for introducing a dialkylamino group can be used.

特にエピクロルヒドリンもしくはジエポキシ化合物によ
り架橋高分子化したポリシクロデキストリン樹脂は、熱
とアルカリに対する耐性が大きいだけでなく、スルホニ
ルクロリドと反応するための水酸基を多数有しているた
め好適である。ポリシクロデキストリン樹脂のスルホン
酸エステルを合成するためには、無水ピリジン中に分散
させたポリシクロデキストリン樹脂にアルキルスルホニ
ルクロリドもしくはアリルスルホニルクロリドを加える
In particular, polycyclodextrin resin crosslinked with epichlorohydrin or a diepoxy compound is suitable because it not only has high resistance to heat and alkali but also has a large number of hydroxyl groups for reacting with sulfonyl chloride. To synthesize the sulfonic acid ester of polycyclodextrin resin, alkylsulfonyl chloride or allylsulfonyl chloride is added to polycyclodextrin resin dispersed in anhydrous pyridine.

使用する樹脂の形状としては、固体のポリシクロデキス
トリン樹脂を粉砕したもの及びビーズ状の樹脂があるが
、強度の点でビーズ状てあるものが好まれる。また使用
に先だつて十分脱水しておくことが必要である。ポリシ
クロデキストリン樹脂1重量部に対し無水ピリジン3〜
1鍾量部の範囲で加え、0.1〜1濾量部の範囲でアル
キルスルホニルクロリドもしくはアリルスルホニルクロ
リドを加える。混合物は攪拌しつつ室温〜70℃の範囲
で反応を行わせる。反応時間は温.度により異なるが5
〜5叫間が適当である。反応終了後エステル化された樹
脂をアセトン及び水で十分洗浄した後、アセトンで脱水
し乾燥させる。得られた樹脂1重量部に対し3〜l鍾量
部のジアルキルアミンを加え、攪拌しつつ還流するか、
も!しくはオートクレーブ中にて60〜100℃に保つ
。反応時間は5〜24時間の範囲が適当である。生成物
はアセトンで洗浄した後、希塩酸水溶液にて十分洗浄し
乾燥させることにより、ジアルキルアミノ基を有するポ
リシクロデキストリン樹脂が塩酸(塩として得られる。
この樹脂を水酸化ナトリウム水溶液、次いで脱イオン水
で洗浄することによつて塩素イオンを除去することによ
り、陰イオン交換体として使用することができる。本発
明の特徴は、ポリシクロデキストリン樹脂にジアルキル
アミノ基を導入することにより、包接作用を有する陰イ
オン交換体が得られることであり、得られた樹脂は、イ
オン交換体、分離剤、及び吸着剤として使用できる。
The shape of the resin used includes pulverized solid polycyclodextrin resin and bead-shaped resin, but bead-shaped resin is preferred from the viewpoint of strength. It is also necessary to thoroughly dehydrate the product before use. 3 to 3 parts of anhydrous pyridine per 1 part by weight of polycyclodextrin resin
1 part by weight is added, and alkylsulfonyl chloride or allylsulfonyl chloride is added in a range from 0.1 to 1 part by weight. The mixture is stirred and reacted at a temperature ranging from room temperature to 70°C. The reaction time is warm. It varies depending on the degree, but 5
~5 shouts is appropriate. After the reaction is completed, the esterified resin is thoroughly washed with acetone and water, and then dehydrated with acetone and dried. Add 3 to 1 parts of dialkylamine to 1 part by weight of the obtained resin and reflux while stirring, or
too! Alternatively, keep it at 60-100°C in an autoclave. The reaction time is suitably in the range of 5 to 24 hours. The product is washed with acetone and then sufficiently washed with a dilute aqueous hydrochloric acid solution and dried to obtain a polycyclodextrin resin having a dialkylamino group in the form of hydrochloric acid (salt).
This resin can be used as an anion exchanger by removing chloride ions by washing with an aqueous sodium hydroxide solution and then with deionized water. A feature of the present invention is that an anion exchanger having an inclusion effect can be obtained by introducing a dialkylamino group into a polycyclodextrin resin, and the obtained resin can be used as an ion exchanger, a separating agent, and Can be used as an adsorbent.

次に参考例及び実施例によつて本発明をさらに詳細に説
明する。
Next, the present invention will be explained in further detail by reference examples and examples.

参考例 粉末状のβ−シクロデキストリン25fに水12.5ノ
mlを加えて混練し、30%水酸化ナトリウム水溶液3
7.5m1及び水素化ホウ素ナトリウム100m9を加
えて均一な溶液とし、50℃に保つて200r′Pmの
速度でかきまぜつつ7.5m1のエピクロルヒドリンを
滴下し、3紛間攪拌した後、泡を消すために3紛間.5
0℃に保つた。
Reference Example 12.5 nm of water was added to 25f of powdered β-cyclodextrin and kneaded to form a 30% aqueous sodium hydroxide solution 3.
Add 7.5 ml and 100 m9 of sodium borohydride to make a homogeneous solution, keep it at 50°C, and add 7.5 ml of epichlorohydrin dropwise while stirring at a speed of 200 r'Pm. After stirring for 3 times, to eliminate bubbles. 3 conflicts. 5
It was kept at 0°C.

得られたシロツプ状の液体に流動パラフィン375m1
を加えて50℃に保ちつつ1000rpmで5分間攪拌
して均一に分散させた後、エピク的レヒドリン25m1
を加えてさらに2時間50℃に保つて攪拌した。得られ
たビーズをろ過して分離し、ヘキサン100m1で3回
、次いでアセトン100m1で3回洗浄した後、洗浄液
のPHが中性になるまで蒸留水で洗浄し、さらに蒸留水
1eに1日浸して水溶性成分を除去した。これを50%
アセトン水で洗浄した後、300m1のアセトンに1日
浸して脱水し、70℃にて1日乾燥させ、さらに真空デ
シケ−ター中で五酸化リンにより1日乾燥させた。かく
して得られたポリーβ−シクロデキストリンビーズ29
yをふるいにかけることにより50〜200メッシュの
ビーズが26f得られた。実施例参考例により得られた
ポリーβ−シクロデキストリンビーズ10yをピリジン
30m1中に分散させ、ベンゼン5mLを加え加熱して
も約5m1を溜去し、冷却した後、p−トルエンスルホ
ニルクロリド10yを加え室温にて3C@攪拌した後4
(代)にて5時間攪拌を続けた。
Add 375ml of liquid paraffin to the resulting syrupy liquid.
was added and stirred at 1000 rpm for 5 minutes while maintaining the temperature at 50°C to uniformly disperse the mixture, and then added 25 ml of epic rehydrin.
was added, and the mixture was further stirred at 50°C for 2 hours. The obtained beads were separated by filtration, washed 3 times with 100 ml of hexane, then 3 times with 100 ml of acetone, washed with distilled water until the pH of the washing solution became neutral, and further soaked in distilled water 1e for 1 day. water-soluble components were removed. 50% of this
After washing with acetone water, it was immersed in 300 ml of acetone for 1 day to dehydrate it, dried at 70°C for 1 day, and further dried with phosphorus pentoxide in a vacuum desiccator for 1 day. Poly β-cyclodextrin beads 29 thus obtained
26f of beads of 50-200 mesh were obtained by sieving the y. Example 10y of poly-β-cyclodextrin beads obtained in the reference example were dispersed in 30ml of pyridine, 5ml of benzene was added and heated, but about 5ml was distilled off, and after cooling, 10y of p-toluenesulfonyl chloride was added. 3C @ after stirring at room temperature 4
Stirring was continued for 5 hours.

生成分はアセトン、水の順で十分洗浄し、アセトンに浸
して脱水した後、五酸化リンを用いて減圧乾燥させたと
ころ15クのビーズが得られた。これにベンゼン30m
tを加えて加熱し、約10m1を溜去した後、ジエチル
アミン25fを加えて2ctf間還流させた。得られた
ビーズをアセトン、水の順で洗浄し、希硫酸で中和した
後、水洗及びアセトンで脱水し、減圧乾燥させたところ
、ジエチルアミノ基を有するポリーβ−シクロデキスト
リンビーズの12.7yが塩酸塩として得られた。得ら
れたビーズ10fをとり、1N水酸化ナトリウム水溶液
で洗浄し、さらに脱イオン水で十分洗浄した後、1.2
N塩酸を用いて滴定を行つたところ、13.2モルのジ
メチルアミノ基を有していた。
The product was thoroughly washed in the order of acetone and water, immersed in acetone for dehydration, and dried under reduced pressure using phosphorus pentoxide, yielding 15 beads. This and 30m of benzene
After adding t and heating and distilling off about 10ml, 25f of diethylamine was added and refluxed for 2ctf. The obtained beads were washed in the order of acetone and water, neutralized with dilute sulfuric acid, washed with water and dehydrated with acetone, and dried under reduced pressure. Obtained as hydrochloride. The obtained beads 10f were taken and washed with a 1N aqueous sodium hydroxide solution, and then thoroughly washed with deionized water.
Titration using N-hydrochloric acid revealed that it had 13.2 moles of dimethylamino groups.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ジアルキルアミノ基をもつポリシクロデキストリン
樹脂からなる、包接作用を有する陰イオン交換体。 2 ポリシクロデキストリン樹脂に一般式R−SO_2
Clで表わされるスルホニルクロリドを反応させ、その
生成物にジアルキルアミンを反応させることを特徴とす
る包接作用を有する陰イオン交換体の製造方法。
[Scope of Claims] 1. An anion exchanger having an inclusion effect, which is made of a polycyclodextrin resin having a dialkylamino group. 2 Polycyclodextrin resin with general formula R-SO_2
1. A method for producing an anion exchanger having inclusion action, which comprises reacting a sulfonyl chloride represented by Cl and reacting the product with a dialkylamine.
JP57147185A 1982-08-25 1982-08-25 Anion exchanger having inclusion effect and method for producing the same Expired JPS6057899B2 (en)

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