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JPH0675674B2 - Uranium adsorbent - Google Patents
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JPH0675674B2 - Uranium adsorbent - Google Patents

Uranium adsorbent

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Publication number
JPH0675674B2
JPH0675674B2 JP5432286A JP5432286A JPH0675674B2 JP H0675674 B2 JPH0675674 B2 JP H0675674B2 JP 5432286 A JP5432286 A JP 5432286A JP 5432286 A JP5432286 A JP 5432286A JP H0675674 B2 JPH0675674 B2 JP H0675674B2
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JP
Japan
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uranium
resin
calix
arene
hydrogen
Prior art date
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JP5432286A
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義和 近藤
俊博 山本
修 真鍋
征治 新海
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鐘紡株式会社
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Filing date
Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は新規なウラン吸着材に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel uranium adsorbent.

(従来の技術) 石油に代るエネルギーとして原子力、水力、風力、潮力
等各種のエネルギー利用が検討されているが、その技術
的完成度、コスト及び出力等の点で原子力よりすぐれる
ものはない。
(Prior art) Utilization of various types of energy such as nuclear power, hydraulic power, wind power, tidal power, etc. as alternative energy to petroleum is being considered, but what is superior to nuclear power in terms of its technical perfection, cost and output, etc. Absent.

一方、原子力エネルギーの燃料となるウランの陸上埋蔵
量は500万トンと推定されているが、これも将来の需用
を十分に充すものではない。ところが、海水中には、数
ppbと極めて希薄な濃度であるが、総量42億トンという
膨大な量のウランが存在している。海水中からのウラン
回収技術は極めて重要な技術として鋭意検討されている
が、未だ十分な吸着剤は見い出されていない。
On the other hand, the amount of uranium reserves on land, which is a fuel for nuclear energy, is estimated to be 5 million tons, which is not enough for future demand. However, in seawater,
Although it is a very dilute concentration of ppb, there is a huge amount of uranium with a total amount of 4.2 billion tons. The technology for recovering uranium from seawater has been earnestly studied as an extremely important technology, but a sufficient adsorbent has not yet been found.

ウラン吸着剤の必要条件としては、ウランとの会合定数
が大きい事及び他の金属イオンに対してウランの選択吸
着性に優れる事が上げられる。
Requirements for the uranium adsorbent are that it has a large association constant with uranium and that it has excellent selective adsorption of uranium to other metal ions.

これ迄多くのウラン吸着材の提案がなされており、その
代表的なものは、チタン酸カリウム、アミドオキシム樹
脂及びクラウンエーテル化合物等があるが、尚上述した
必要条件を満足していない事やコスト、吸着剤の再生・
再使用性、取扱い等の点で問題があるものであった。
又、1941年のZinkeらの報告(Ber.dtsch.Chem.Ges.,74
1729(1941))を初めとしてCornforthら(Brit.J.Ph
armacol.,10 73(1955)),Kmmererら(Makromol.Ch
em.,162 179(1972)),Munch(Makromol.Chem.178 6
9(1977))及びGutscheら(J.Am.Chem.Soc.103 3782
(1981))等により、ベンゼン環よりなる筒状化合物で
ある各種カリキサレン誘導体の合成が示されている。し
かしながら、得られたカリキサレン誘導体はいずれも水
溶性がないが、水溶性に乏しいという問題点がある(勿
論、海水からのウラン吸着材についての記載は全くな
い)。
Many uranium adsorbents have been proposed so far, and representative ones are potassium titanate, amidoxime resin, crown ether compounds, etc., but the fact that they do not meet the above-mentioned requirements and cost , Regeneration of adsorbent
There were problems in terms of reusability and handling.
Also, a report by Zinke et al. In 1941 (Ber.dtsch.Chem.Ges., 74
1729 (1941)) and Cornforth et al. (Brit.J.Ph
armacol., 10 73 (1955)), Kmmerer et al. (Makromol.Ch
em., 162 179 (1972)), Munch (Makromol.Chem. 178 6
9 (1977)) and Gutsche et al. (J. Am. Chem. Soc. 103 3782).
(1981)) and the like show the synthesis of various calixarene derivatives which are cylindrical compounds composed of a benzene ring. However, none of the obtained calixarene derivatives is water-soluble, but there is a problem that the water-solubility is poor (of course, there is no description about a uranium adsorbent from seawater).

本発明者らは従来技術の欠点を十分に検討し、かつ、海
水中でのウランの存在形態の十分な分析を行ない、海水
中でのウランは、▲UO2(CO34- 3▼という錯体の形で
安定に存在し、かつ、ウラニルイオン▲UO2+ 2▼の配位
構造は、凝平面六配位構造を有しており、これが他の金
属イオンの平面四配位構や四面体構造と大きく異なる点
である。この事を利用すれば、ウランに対する選択性及
び会合定数ともにすぐれたウラン吸着材を製造する事は
可能となる事を見出し、先に特定の環構造及び化学構造
を有するカリキサレン誘導体のウラン吸着剤を提案し
た。
The present inventors have thoroughly examined the drawbacks of the prior art, and have performed a sufficient analysis of the uranium existing form in seawater, and found that uranium in seawater is ▲ UO 2 (CO 3 ) 4 -3 ▼ Stable in the form of a complex, and the coordination structure of the uranyl ion ▲ UO 2+ 2 ▼ has a coplanar hexacoordinated structure, which is a tetrahedral coordination structure of other metal ions. This is a big difference from the tetrahedral structure. By utilizing this fact, it was found that it is possible to produce a uranium adsorbent having excellent selectivity and association constant for uranium, and first, a uranium adsorbent of a calixarene derivative having a specific ring structure and chemical structure was prepared. Proposed.

しかし、このカリキサレン誘導体は水溶性である為に、
例えば海水或いは廃水中からのウラン吸着−濃度−脱離
という実際的プロセスに適用しにくく、作業性が悪いも
のであった。
However, since this calixarene derivative is water-soluble,
For example, it is difficult to apply to the practical process of uranium adsorption-concentration-desorption from seawater or wastewater, and the workability is poor.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは鋭意検討の結果、本発明に到達するに至っ
た。即ち本発明の目的は、先に示したカリキサレン誘導
体をウラン選択吸着性にすぐれた性質を損う事なく樹脂
に固定化したウラン吸着材を提案するにある。
(Problems to be Solved by the Invention) As a result of intensive studies, the present inventors have reached the present invention. That is, an object of the present invention is to propose a uranium adsorbent in which the above-mentioned calixarene derivative is immobilized on a resin without impairing the property of excellent selective adsorption of uranium.

(問題点を解決する為の手段) 本発明は、下記一般式(I)で示すカリキサレン誘導体
を固定化した樹脂よりなるウラン吸着材である。
(Means for Solving Problems) The present invention is a uranium adsorbent comprising a resin having a calixarene derivative represented by the following general formula (I) immobilized thereon.

但し、n:4〜10 R:水素、低級アルキル基、低級アルキルのカルボン酸又
はその塩、不飽和アルキル基又は芳香族炭化水素 x,y:水素、アルキル基、芳香族炭化水素 z:SO3M、NO2、NH2、COOM′、OM″、OR′ M,M′,M″:水素、アンモニウムイオン、低級アルキル
アンモニウムイオン、金属イオン R′:水素、R″OH、R″COOH、R″NO2、R″NH2
R″SO3M R″:低級炭化水素 本発明のウラン吸着材においては、上記(I)式で示し
たカリキサレン誘導体が水溶性を有し、且つウラニルイ
オン(▲UO2+ 2▼)を捕促するのに丁度よいキャビティ
ーを有する事が重要である。従って、(I)式において
nは4〜10の範囲であり、nが3以下では合成が極めて
困難であり、且つウラン吸着性が乏しく、使用しえな
い。又、nが10を越えると合成が困難な上、フェニルメ
チル基という剛直なユニットの環状化合物であるカリキ
サレン誘導体においても水溶液中での柔軟性が増大し、
▲UO2+ 2▼に対する吸着選択性の低下がおこり使用でき
ない。
However, n: 4 to 10 R: hydrogen, lower alkyl group, lower alkyl carboxylic acid or salt thereof, unsaturated alkyl group or aromatic hydrocarbon x, y: hydrogen, alkyl group, aromatic hydrocarbon z: SO 3 M, NO 2 , NH 2 , COOM ′, OM ″, OR ′ M, M ′, M ″: hydrogen, ammonium ion, lower alkylammonium ion, metal ion R ′: hydrogen, R ″ OH, R ″ COOH, R "NO 2 , R" NH 2 ,
R ″ SO 3 M R ″: lower hydrocarbon In the uranium adsorbent of the present invention, the calixarene derivative represented by the above formula (I) is water-soluble and captures uranyl ion (▲ UO 2+ 2 ▼). It is important to have the correct cavity to inspire. Therefore, in the formula (I), n is in the range of 4 to 10, and when n is 3 or less, the synthesis is extremely difficult and the uranium adsorption property is poor, so that it cannot be used. Further, when n exceeds 10, it is difficult to synthesize, and the flexibility of the calyxalene derivative, which is a cyclic compound having a rigid unit of phenylmethyl group, increases in an aqueous solution.
It cannot be used because the adsorption selectivity for ▲ UO 2+ 2 ▼ decreases.

又、上記(I)式におけるzは上記(I)式のカリキサ
レン誘導体へ水溶性の付与する為及び固定化する樹脂と
の反応の為の官能基を付与する為に必要なものであり、
上述したSO3M、NO2、NH2、COOM′、OM″、OR′があげら
れる。
Further, z in the above formula (I) is necessary for imparting water solubility to the calixarene derivative of the above formula (I) and imparting a functional group for reaction with the resin to be immobilized,
Examples include SO 3 M, NO 2 , NH 2 , COOM ′, OM ″, and OR ′ described above.

M,M′,M″は水素、アンモニウムイオン、低級アルキル
アンモニウムイオン又は金属イオン等を取りうるが、水
素又は金属イオンが好ましい。
M, M ′, M ″ may be hydrogen, ammonium ion, lower alkyl ammonium ion, metal ion or the like, but hydrogen or metal ion is preferable.

R′及びR″は前述したような各種官能基の水溶性、親
水性及び樹脂との共重合の反応性を低下させないものが
好ましい。
R ′ and R ″ are preferably those which do not reduce the water solubility and hydrophilicity of various functional groups as described above and the reactivity of copolymerization with a resin.

x,yについては、上記(I)式におけるOR及びSO3Mの親
水性の強さ及びnの数により、前述したカリキサレン誘
導体の水溶性、ウラン吸着材としての性能等の低下がな
い限り、特に限定されない。
With respect to x and y, as long as the water solubility of the calixarene derivative and the performance as a uranium adsorbent are not deteriorated due to the hydrophilicity of OR and SO 3 M and the number of n in the formula (I), There is no particular limitation.

前記(I)式で示したカリックス〔n〕アレン誘導体
は、nが大きくなれば環構造も大きくなり、−CH2−で
の回転も出来やすくなる。従って、該カリックス〔n〕
アレン誘導体の立体配置の変化も観察する事が出来る
が、nが6未満で、R=Hでは、OHによる水素結合が強
く作用し、OR(又はSO3M)は一定の方向に向いた構造
(“cone"構造)の確率が高い。又、Rが水素でないか
又はn≧6では、溶剤と該カリックス〔n〕アレン誘導
体との相互作用も考慮する必要があるが、必ずしもcone
構造は取らずOR(又はSO3M)の向きが交互になった構造
(“alterate"構造)も取りうる。▲UO2+ 2▼とカリック
ス〔n〕アレン誘導体とのホストーゲスト型錯形成反応
において、Rが低級アルキル基のカルボン酸の場合はカ
リックス〔n〕アレンの3個のカルボキシレートが配位
すれば十分であり、上述したコンホメーションのいかん
によらず良好なウラン吸着材となるが、それ以外の置換
基の場合はcone構造である事が好ましい。
The calix [n] arene derivative represented by the above formula (I) has a larger ring structure as n becomes larger, and rotation in —CH 2 — becomes easier. Therefore, the calix [n]
Changes in the configuration of the allene derivative can also be observed, but when n is less than 6 and R = H, hydrogen bonds due to OH act strongly, and OR (or SO 3 M) is oriented in a certain direction. High probability of ("cone" structure). When R is not hydrogen or n ≧ 6, it is necessary to consider the interaction between the solvent and the calix [n] arene derivative.
A structure in which the orientation of OR (or SO 3 M) is alternated without taking a structure (“alterate” structure) is also possible. In the host-guest complex formation reaction of ▲ UO 2+ 2 with a calix [n] arene derivative, when R is a carboxylic acid having a lower alkyl group, coordination of three carboxylates of calix [n] arene is sufficient. Thus, a good uranium adsorbent can be obtained regardless of the above-mentioned conformation, but in the case of other substituents, it is preferable that it has a cone structure.

前記一般式(I)で示すカリキサレン誘導体はカリック
ス〔n〕アレン及び硫酸より作る事が出来る。
The calixarene derivative represented by the general formula (I) can be prepared from calix [n] arene and sulfuric acid.

カリックス〔n〕アレンは、例えばC.D.Gutsche(Accou
nts of Chemical Research,1983(16)161〜170)の方
法により作ったp−tert−ブチルカリックス〔n〕アレ
ンを、トルエン中で無水塩化アルミニウム等の脱アルキ
ル化剤を用いて脱ブチル化する事により作る事が出来
る。
The calix [n] arene can be obtained, for example, from CD Gutsche
nts of Chemical Research, 1983 (16) 161-170) to debutylate p-tert-butylcalix [n] arene in toluene with a dealkylating agent such as anhydrous aluminum chloride. Can be made by

還流冷却管の付いたフラスコ中でカリックス〔n〕アレ
ン1〜20g好ましくは5〜15gを90%以上、好ましくは95
%以上、更に好ましくは98%以上の濃硫酸10〜150ml好
ましくは40〜100mlに添加し、加熱(好ましくは80℃以
上に)、溶解させ、通常1時間以上、好ましくは2時間
以上、更に好ましくは3〜5時間、60〜100℃好ましく
は70〜90℃で反応させる。反応終了後、内容物を冷却
し、析出したp−スルホン酸カリックス〔n〕アレンを
別・洗浄する事により、前記(I)式におけるR=
H、M=Hの化合物を得る事が出来る。又、Rが低級ア
ルキル基のものは、p−スルホン酸カリックス〔n〕ア
レンと適当なアルキル化剤、例えばハロゲン化アルキル
とをアルキル化剤を溶解させるような溶剤、例えば水、
メタノール、エタノール、THF等に溶解し、OHの部位に
アルキル基を置換する事が出来る。又は、Rが低級アル
キル基のカルボン酸のものは、ハロゲン化アルキルカル
ボン酸を用いる事により前述の一般式のOHの部位に低級
アルキルのカルボン酸を置換する事が出来る。MはH以
外の化合物は各種イオンとイオン交換により得る事が出
来る。
In a flask equipped with a reflux condenser, calix [n] arene 1-20 g, preferably 5-15 g, 90% or more, preferably 95%
% Or more, more preferably 98% or more concentrated sulfuric acid 10 to 150 ml, preferably 40 to 100 ml, heated (preferably 80 ° C. or more) and dissolved, and usually 1 hour or more, preferably 2 hours or more, more preferably Is reacted at 60 to 100 ° C, preferably 70 to 90 ° C for 3 to 5 hours. After completion of the reaction, the content is cooled, and the precipitated p-sulfonic acid calix [n] arene is separated and washed to obtain R = R in the formula (I).
A compound of H and M = H can be obtained. When R is a lower alkyl group, a solvent such as water, which dissolves the alkylating agent with p-sulfonic acid calix [n] arene and a suitable alkylating agent such as an alkyl halide,
It can be dissolved in methanol, ethanol, THF, etc. and the alkyl group can be substituted at the OH site. Alternatively, when R is a carboxylic acid having a lower alkyl group, a halogenated alkylcarboxylic acid can be used to substitute the lower alkyl carboxylic acid at the OH site of the above general formula. Compounds other than H for M can be obtained by ion exchange with various ions.

一般式(I)で示すカリキサレン誘導体は海水中のウラ
ニルイオンの非常に良好な吸着性能を有するが、工業的
な利用の為には、そのウラン吸着性能を維持する為、海
水中でのコンホメーションを保存して、樹脂に固定化す
る事が必要である。
The calixarene derivative represented by the general formula (I) has a very good adsorption performance for uranyl ions in seawater, but for industrial use, the calixarene derivative is used in industrial water in order to maintain its uranium adsorption performance. It is necessary to save the formation and immobilize it on the resin.

固定化の形態としては、マイクロカプセル化、吸水ゲル
による包埋、イオン結合による固定或いは共有結合によ
る固定があり、特に限定はされないが、ウラン吸着材と
しての効率、形態の自由度、耐久性等からは、共有結合
による樹脂固定が好ましい。
The form of immobilization includes microencapsulation, embedding with a water-absorbing gel, immobilization by ionic bond or immobilization by covalent bond, and is not particularly limited, but efficiency as a uranium adsorbent, freedom of form, durability, etc. Therefore, resin fixing by covalent bond is preferable.

一般式(I)で示すカリキサレン誘導体は、ベンゼン環
についた−ORが形成するキャビティーによりウラニルイ
オンを捕促するものであり、又、ウラニルイオンを捕促
するのに必要な−ORの数は、同一方向に3個以上あれば
よい。従って、一般式(I)の環構造をこわす事なく、
ベンゼン環に他の樹脂と反応・結合する官能基を導入す
る事によって固定化が出来る。
The calixarene derivative represented by the general formula (I) traps uranyl ions by the cavity formed by -OR attached to the benzene ring, and the number of -OR necessary for trapping uranyl ions is , 3 or more in the same direction. Therefore, without breaking the ring structure of the general formula (I),
It can be immobilized by introducing into the benzene ring a functional group that reacts and bonds with other resins.

例えば一般式(I)の一部の−SO3Mを−NH2基に変換
し、クロロメチル基を有したポリスチレン樹脂との脱HC
l反応により−NH−CH2−結合を形成させる事により樹脂
に固定化できる。或いは、一般式(I)の一部の−SO3M
を−SO2Cl基に変換し、アミノ基を有した樹脂との脱HCl
反応により−SO2NH−結合を形成させる事により樹脂に
固定化できる。
De HC with, for example, the formula part of -SO 3 M of (I) into a -NH 2 group, a polystyrene resin having a chloromethyl group
l reaction by -NH-CH 2 - can be immobilized to the resin by forming a bond. Alternatively, a part of the general formula (I), —SO 3 M
Is converted to --SO 2 Cl group, and dehydrochlorination with the resin having amino group is carried out.
It can be immobilized on the resin by forming a —SO 2 NH— bond by the reaction.

固定化させる樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ
アクリロニトリル、ポリエステル、ポリアミド等の合成
樹脂や、酢酸セルローズ、硝酸セルローズ、メチルセル
ローズ、エチルセルローズ、再生セルローズ等の半合成
樹脂及びセルローズ、デンプン、キチン等の天然高分子
等が利用できる。
As the resin to be immobilized, polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS resin, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polyester, synthetic resins such as polyamide, and semi-synthetic cellulose acetate, cellulose nitrate, methyl cellulose, ethyl cellulose, regenerated cellulose, etc. Resins and natural polymers such as cellulose, starch and chitin can be used.

樹脂の形態としては、繊維状、フィルム状、シート状、
粒状及び他の形態が考えられるが、ウラン吸着性樹脂と
いう目的からは、表面積が大である事、フレキシビリテ
ィーが大きい事、回収が容易である事、吸脱着操作が良
好である事、耐久性が良好である事等の要素により適宜
決定することができる。
The form of the resin is fibrous, film-like, sheet-like,
Granular and other forms are possible, but for the purpose of uranium adsorbent resin, it has a large surface area, large flexibility, easy recovery, good adsorption and desorption operation, durability It can be determined as appropriate depending on factors such as good property.

(発明の効果) 本発明のウラン吸着材に使用するカリキサレン誘導体
(I)は水溶性に富み、目的とするウラニルイオンと最
もよく配位化合物を形成するホストとしてのキャビティ
ーの設計及び官能基の導入が自由にでき、かつその骨格
がクラウンエーテルを初めとする他の環状配位子等のよ
うな柔軟性がない為にウラニルイオンに対して高い選択
性を示し、それ以外の金属イオンの吸着性が少ないとい
う特徴を有する。従って、海水中に存在するウランの吸
着には、極めて選択性がよくかつ、吸着力も大きいもの
である。又、本発明のウラン吸着材が、クラウンエーテ
ルのように毒性の高いものでも、又価格の高いものでも
ない。従って、本発明のウラン吸着剤を使用すれば、海
水中或いは廃水中のウランを極めて効率的に吸着でき、
又他の金属の吸着を抑える為に吸着ウランの純度が高
く、精製工程を大巾に短縮する事が出来る。
(Effects of the Invention) The calixarene derivative (I) used in the uranium adsorbent of the present invention is highly water-soluble, and has a cavity design and a functional group of a cavity as a host that forms the coordination compound most with the target uranyl ion. It can be freely introduced, and its skeleton does not have flexibility such as other cyclic ligands such as crown ether, so it shows high selectivity for uranyl ion and adsorption of other metal ions. It has a characteristic that it is not very active. Therefore, the adsorption of uranium present in seawater is extremely selective and has a large adsorption power. Further, the uranium adsorbent of the present invention is neither highly toxic nor expensive like crown ether. Therefore, by using the uranium adsorbent of the present invention, it is possible to very efficiently adsorb uranium in seawater or wastewater,
In addition, since the adsorption of uranium is suppressed, the purity of adsorbed uranium is high, and the purification process can be greatly shortened.

又、前記一般式(I)を固定化した本発明になるウラン
吸着材はその形態が繊維状、粒状、膜状、フィルム状、
シート状、ハニカム状等あらゆる形に可能な為目的に応
じて、最も効率的なウランの吸着、脱着、濃縮も可能で
あり、又回収、再使用が極めて効率的に行えるなどの工
業的に極めて意義がある。
Further, the uranium adsorbent according to the present invention in which the general formula (I) is immobilized has a form of fibrous, granular, membranous, film-like,
Since it can be formed into any shape such as sheet or honeycomb, it is possible to adsorb, desorb, and concentrate uranium in the most efficient manner according to the purpose. it makes sense.

(実施例) 以下、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

攪拌機と冷却管を具えたフラスコにカリックス〔6〕ア
レン7.78gを98%の濃硫酸50mlに添加し、攪拌しながら8
0℃で3時間攪拌を続けた。反応の終点は水不溶性物質
がなくなった時点とする。
In a flask equipped with a stirrer and a condenser tube, add 7.78 g of calix [6] arene to 50 ml of 98% concentrated sulfuric acid and stir 8
Stirring was continued for 3 hours at 0 ° C. The end point of the reaction is the time when the water-insoluble substance disappears.

次いで室温まで冷却し、析出した結晶を別し、98%の
濃硫酸で洗浄し、p−スルホン酸カリックス〔6〕アレ
ンの結晶を得た。得られた結晶を水に溶解し、炭酸バリ
ウムにより中和し、生成し硫酸バリウムの沈澱を別す
る。液に炭酸ナトリウムを添加し、p−スルホン酸ナ
トリウムカリックス〔6〕アレン水溶液とする。溶液の
pH8〜9になるまで炭酸ナトリウムを添加する。
Then, the mixture was cooled to room temperature, and the precipitated crystals were separated and washed with 98% concentrated sulfuric acid to obtain p-sulfonic acid calix [6] arene crystals. The crystals obtained are dissolved in water and neutralized with barium carbonate to separate out the formed barium sulfate precipitate. Sodium carbonate is added to the solution to prepare an aqueous solution of sodium p-sulfonate calix [6] arene. Of solution
Add sodium carbonate until pH 8-9.

水溶液を活性炭で処理後、減圧乾燥する。残留物を水に
溶解し、不溶物を別・分離する。液を再度、活性炭
で処理し、活性炭を除去後、残液を濃縮する。濃縮液に
エタノールを添加し、次いで分別・結晶化して得た反応
生成物は、後記第1表に示す分析結果により、p−スル
ホン酸ナトリウムカリックス〔6〕アレンである事を確
認した。(下記式) 尚、出発物質のカリックス〔6〕アレンは、Gutscheら
の方法(C.D.Gutscheら,J.Am.Chem.Soc.,103 3782(19
82))の方法で得たp−tert−ブチルカリックス〔6〕
アレンをトルエン中でAlCl3等の脱アルキル化剤によっ
て脱ブチル化して得た。
The aqueous solution is treated with activated carbon and then dried under reduced pressure. The residue is dissolved in water and the insoluble matter is separated and separated. The liquid is treated with activated carbon again, the activated carbon is removed, and the residual liquid is concentrated. It was confirmed from the analysis results shown in Table 1 below that the reaction product obtained by adding ethanol to the concentrated solution, followed by fractionation and crystallization was p-sodium calix [6] arene p-sulfonate. (The following formula) The starting material, calix [6] arene, was prepared by the method of Gutsche et al. (CD Gutsche et al., J. Am. Chem. Soc., 103 3782 (19
82)) p-tert-butylcalix [6]
Allene was obtained by debutylation in toluene with a dealkylating agent such as AlCl 3 .

次いで攪拌機、冷却管を具えたフラスコに上記p−スル
ホン酸ナトリウムカリックス〔6〕アレンを1g、NaOHを
2g、モノ臭化酢酸を3.6g、水を10ml添加し、80℃で24時
間加熱・反応させた。
Then, in a flask equipped with a stirrer and a cooling tube, 1 g of the above sodium p-sulfonate calix [6] arene and NaOH were added.
2 g, acetic acid monobromide (3.6 g) and water (10 ml) were added, and the mixture was heated and reacted at 80 ° C. for 24 hours.

反応終了後室温まで冷却し、反応液を減圧乾燥させ、残
留物を0.1N、NaOH水溶液10mlに溶解し80℃4時間加熱し
た。次いで減圧乾燥後、残留物をエタノールで十分に洗
浄した。得られた固形物はペーパークロマト、IR、NMR
等の分析により、O−カルボキシメチル−p−スルホン
酸ナトリウムカリックス〔6〕アレンである事を確認し
た(下記式)。
After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, dried under reduced pressure, the residue was dissolved in 0.1N NaOH aqueous solution (10 ml) and heated at 80 ° C. for 4 hours. Then, after drying under reduced pressure, the residue was thoroughly washed with ethanol. The resulting solids are paper chromatograph, IR, NMR
It was confirmed by the above analysis that it was sodium O-carboxymethyl-p-sulfonate calix [6] arene (the following formula).

実施例1 上記にて調製したO−カルボキシメチル−p−スルホン
酸ナトリウムカリックス〔6〕(式)を希硫酸中(水
/濃硫酸=3/1)中にて濃硝酸を添加し、式の−SO3Na
の一部をニトロ化(−NO2化)した。この部分ニトロ化
物を水/メタノール溶液に溶解し、活性炭、塩化第二鉄
塩、ヒドラジンの存在下で還流状態でニトロ基をアミノ
基に変え、部分アミノ化した。
Example 1 Sodium O-carboxymethyl-p-sulfonate calix [6] (formula) prepared above was added with concentrated nitric acid in diluted sulfuric acid (water / concentrated sulfuric acid = 3/1) to prepare -SO 3 Na
A portion of the nitration (-NO 2 of). This partially nitrated product was dissolved in a water / methanol solution, and in the presence of activated carbon, ferric chloride salt and hydrazine, the nitro group was converted to an amino group at reflux to carry out partial amination.

IRによりニトロ基の吸収の消滅が確認できる。The disappearance of absorption of the nitro group can be confirmed by IR.

次いで、微粒子状の架橋クロロメチル化ポリスチレン
(クロロメチル基、4meq/g)10gと上記で得た部分アミ
ノ化した式のカリックス〔6〕アレン誘導体5.7gをDM
F中で、K2CO3存在下で約一週間室温攪拌し、樹脂を別
し、水、メタノール、THFで洗浄、乾燥し、部分アミノ
化した式のカリックス〔6〕アレン誘導体をポリスチ
レン樹脂へ固定できた(0.5mmol/g−樹脂)。
Then, 10 g of finely crosslinked chloromethylated polystyrene (chloromethyl group, 4 meq / g) and 5.7 g of the partially aminated calix [6] arene derivative of the formula obtained above were added to DM.
After stirring at room temperature in the presence of K 2 CO 3 for about 1 week in F, the resin was separated, washed with water, methanol and THF, and dried to form a partially aminated calix [6] arene derivative of polystyrene resin. It could be fixed (0.5 mmol / g-resin).

実施例2 前記式のO−カルボキシメチル−p−スルホン酸ナト
リウムカリックス〔6〕アレンを塩化チオニル中で6時
間加熱還流後、一担氷水中に注入し、次いで室温で一日
攪拌し、前記式中の−SO3Mの一部をクロロスルホニル
化(−SO2Cl)させた。
Example 2 O-Carboxymethyl-p-sulfonic acid sodium calix [6] arene of the above formula was heated under reflux in thionyl chloride for 6 hours, poured into ice-bearing water, and then stirred at room temperature for one day. the -SO 3 part of M in was chlorosulfonylation (-SO 2 Cl).

次いでアミノメチル基含有架橋ポリスチレン樹脂(アミ
ノメチル基含有量2.2mmol/g−樹脂)と上で得た部分ク
ロロスルホニル化し上記式のカリックス〔6〕アレン
誘導体をDMF溶液中、K2CO3の存在下で約一週間70℃で反
応をつづけた。
Next, the crosslinked polystyrene resin containing an aminomethyl group (aminomethyl group content: 2.2 mmol / g-resin) and the partially chlorosulfonylated calix [6] arene derivative of the above formula were added to a solution of K 2 CO 3 in a DMF solution. The reaction was continued at 70 ° C. for about one week below.

樹脂を別後、水、メタノール、クロロホルムで洗浄、
乾燥させポリスチレン樹脂に上記式のカリックス
〔6〕アレン誘導体を固定化した。樹脂中のイオウ含有
量より、カリックス〔6〕アレン誘導体の量は0.82mmol
/g−樹脂であった。
After separating the resin, wash with water, methanol, chloroform,
The calix [6] arene derivative of the above formula was immobilized on a polystyrene resin by drying. Based on the sulfur content in the resin, the amount of calix [6] arene derivative is 0.82 mmol
/ g-resin.

実施例3 実施例1及び2で得たカリックス〔6〕アレン誘導体を
固定化したポリスチレン樹脂を0.2〜0.3gを1N−NaOH100
mlに湿し24時間攪拌後、十分水洗した。
Example 3 0.2-0.3 g of the polystyrene resin having the calix [6] arene derivative immobilized thereon obtained in Examples 1 and 2 was added to 1N-NaOH100.
It was wetted to ml and stirred for 24 hours, and then thoroughly washed with water.

このアルカリ処理した樹脂0.1gをカラムに充填し、海水
を30ml/分で通水した。カラムは25℃±2℃に保温し
た。
0.1 g of this alkali-treated resin was packed in a column, and seawater was passed at 30 ml / min. The column was kept warm at 25 ° C ± 2 ° C.

吸着を7日、14日継続した後、カラムを1N−HClで洗浄
する事により吸着ウランを溶離した。ウランは常法の比
色法により定量分析を行った。
After the adsorption was continued for 7 days and 14 days, the adsorbed uranium was eluted by washing the column with 1N-HCl. Uranium was quantitatively analyzed by a conventional colorimetric method.

結果を第1表に示すが、従来のウラン吸着樹脂より、は
るかに性能がよい事わかる。
The results are shown in Table 1, and it is understood that the performance is far better than that of the conventional uranium adsorbing resin.

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/28 B C07C 309/42 7419−4H C08G 61/02 NLF 8215−4J 81/00 NUS 8416−4J 85/00 NVA 8416−4J C09K 3/00 108 9155−4H Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI Technical display location C02F 1/28 B C07C 309/42 7419-4H C08G 61/02 NLF 8215-4J 81/00 NUS 8416-4J 85 / 00 NVA 8416-4J C09K 3/00 108 9155-4H

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記一般式(I)で示すカリキサレン誘導
体を固定化した樹脂よりなるウラン吸着材。 但し、n:4〜10 R:水素、低級アルキル基、低級アルキルのカルボン酸又
はその塩、不飽和アルキル基又は芳香族炭化水素 x,y:水素、アルキル基、芳香族炭化水素 z:SO3M,NO2,NH2,COOM′,OM″,OR′, M,M′,M″:水素、アンモニウムイオン、低級アルキル
アンモニウムイオン、金属イオン R′:水素、R″OH、R″COOH、R″NO2、R″NH2
R″SO3M R″:低級炭化水素
1. A uranium adsorbent comprising a resin on which a calixarene derivative represented by the following general formula (I) is immobilized. However, n: 4 to 10 R: hydrogen, lower alkyl group, lower alkyl carboxylic acid or salt thereof, unsaturated alkyl group or aromatic hydrocarbon x, y: hydrogen, alkyl group, aromatic hydrocarbon z: SO 3 M, NO 2 , NH 2 , COOM ′, OM ″, OR ′, M, M ′, M ″: hydrogen, ammonium ion, lower alkylammonium ion, metal ion R ′: hydrogen, R ″ OH, R ″ COOH, R ″ NO 2 , R ″ NH 2 ,
R ″ SO 3 M R ″: Lower hydrocarbon
【請求項2】カリキサレン誘導体が共有結合により樹脂
に固定化された特許請求の範囲第1項記載のウラン吸着
材。
2. The uranium adsorbent according to claim 1, wherein the calixarene derivative is immobilized on the resin by a covalent bond.
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