キレート樹脂
イオン交換樹脂の種類

キレート樹脂はイオン交換樹脂の一種です。ほとんどの場合、陽イオンを結合させるために使用され、ポリマーマトリックスに共有結合したキレート剤を利用しています。キレート樹脂は、通常のイオン交換樹脂と同様のビーズ形状とポリマーマトリックスを有しています。主な用途は、希薄溶液中の金属イオンの予備濃縮です。キレートイオン交換樹脂は、塩素アルカリ産業における塩水脱灰、飲料水からのホウ素除去、溶液中の貴金属の回収に使用されます。[1] [2] [3]

特性と構造

キレート樹脂は通常のイオン交換樹脂と同様に機能します。

イミノジ酢酸アニオンとの三座配位金属錯体。いくつかのキレート樹脂における金属結合部位の性質を示す。

ほとんどのキレート樹脂は、金属イオンとキレートする反応性官能基を持つポリマー（正確には共重合体）です。[4]キレート樹脂の種類は、ポリマー骨格からペンダント状に付加されたキレート剤の性質により異なります。Dowexキレート樹脂A-1（Chelex 100とも呼ばれます）は、スチレン-ジビニルベンゼンマトリックス中のイミノジ酢酸をベースとしています。Dowex A-1は市販されており、キレート樹脂の速度決定段階やpH依存性などの一般的な特性を決定するために広く使用されています。Dowex A-1は、クロロメチル化されたスチレン-ジビニルベンゼン共重合体をアミノジ酢酸でアミノ化して製造されます。

ポリ金属キレート樹脂はアルカリ金属とアルカリ土類金属の両方に対して親和性がほとんどないため、少量の樹脂を使用することで、天然水系や体液中の微量金属を濃縮することができます。これらの体液中のアルカリ金属とアルカリ土類金属の濃度は、微量金属の濃度よりも3桁から4桁も高くなります。[5]

キレート樹脂に結合する他の官能基としては、アミノホスホン酸、チオ尿素、および2-ピコリルアミンがある。

重金属修復への応用

放射性核種を含む重金属で汚染された土壌は、主にキレート樹脂を使用して軽減されます。[6] [7]

キレートポリマー（イオン交換樹脂）は、遺伝性ヘモクロマトーシス（鉄過剰症）[8] [9] [10] [11 ]やウィルソン病（銅過剰症）[12]などの鉄蓄積を伴う病状の維持療法として、消化管内の金属イオンをキレートしてその生物学的利用能を制限することにより提案されました。

参考文献

  1. ^ Apte, SC; Batley, GE、「天然水および堆積物中の不安定な化学種の微量金属種分別：非電気化学的アプローチ」、IUPAC Ser. Anal. Phys. Chem. Environ. Syst. 1995, 3, 259-306。
  2. ^ Garg, BS; Sharma, RK; Bhojak, N.; Mittal, S., 「キレート樹脂と微量金属イオン分析への応用」, Microchem. J. 1999, 61, 94-114. doi :10.1006/mchj.1998.1681
  3. ^ Sharma, RK; Mittal, S.; Koel, M., 「シリカ系キレート樹脂を用いた微量金属イオンの分析：環境に優しい分析法」, Crit. Rev. Anal. Chem. 2003, 33, 183-197. doi :10.1080/713609163
  4. ^ Sahni, SK; Reedijk, J., 「キレート樹脂とイオン交換樹脂の配位化学」, Coord. Chem. Rev. 1984, 59, 1-139. doi :10.1016/0010-8545(84)85053-5
  5. ^ Colella, MB; Siggia, S.; Barnes, RM (1980). 「ポリ（アクリルアミドキシム）金属キレート樹脂の合成と特性評価」.分析化学. 52 (6): 967– 972. doi :10.1021/ac50056a044.
  6. ^ Peters, Robert W (1999-04-23). 「汚染土壌からの重金属のキレート抽出」. Journal of Hazardous Materials . 66 ( 1–2 ): 151– 210. Bibcode :1999JHzM...66..151P. doi :10.1016/S0304-3894(99)00010-2. PMID  10379036.
  7. ^ 米国エネルギー省、（米国）、国立研究会議（1998年1月1日）。「バイオレメディエーションと分子科学による環境修復：より深い理解と新たな科学的解決策への展望」全米科学アカデミー出版（米国）。 {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）が必要です
  8. ^ グロボルズ、オンドジェ;ポラコバ、レンカ。コルーホバ、クリスティーナ。シュヴェツ、パベル。ルコトヴァ、レンカ。ミリヤラ、ヴィジェイ・マダブ。フランコヴァ、パヴラ。クチュカ、ヤン。ジャン・クリット。パラル、ペトル。バイェチュニー、マーティン。ハイザー、トマーシュ。ポール、ラデック。ダンロップ、デイビッド。チェルネック、イジー。シェフク、ルデク。ベネシュ、イジー。シュテパネック、ペトル。ホブザ、パベル。フルビ、マーティン（2020）。 「遺伝性ヘモクロマトーシス治療のためのキレートポリマー」。高分子バイオサイエンス。20 (12) 2000254. doi :10.1002/mabi.202000254. ISSN  1616-5187。PMID  32954629。S2CID 221827050  。
  9. ^ Hamilton, Jasmine L; Kizhakkedathu, Jayachandran N (2015). 「全身性鉄​​過剰症の治療のためのポリマーナノキャリア」. Molecular and Cellular Therapies . 3 (1): 3. doi : 10.1186/s40591-015-0039-1 . ISSN  2052-8426. PMC 4451967. PMID 26056604  . 
  10. ^ ポロモスカニック, スティーブン C.; キャノン, C. パット; ニーナン, トーマス X.; ホームズ・ファーリー, S. ランドール; マンデビル, W. ハリー; ダール, プラディープ K. (2005). 「非吸収性鉄キレート療法のためのヒドロキサム酸含有ハイドロゲル：合成、特性評価、および生物学的評価」.バイオマクロモレキュール. 6 (6): 2946– 2953. doi :10.1021/bm050036p. ISSN  1525-7797. PMID  16283713.
  11. ^ Qian, Jian; Sullivan, Bradley P.; Peterson, Samuel J.; Berkland, Cory (2017). 「非吸収性鉄結合ポリマーは鉄過剰症の治療における食事性鉄吸収を抑制する」ACS Macro Letters . 6 (4): 350– 353. doi :10.1021/acsmacrolett.6b00945. ISSN  2161-1653. PMID  35610854.
  12. ^ マトヴァ、ヤナ;ポーチコヴァ、パヴラ;クチュカ、ヤン。シュコドバ、ミカエラ。ヴェトリック、ミロスラフ。シュテパネック、ペトル。ペトル・ウルバネク。ペトジーク、ミロシュ。ノヴィー、ズビニェク。フルビ、マーティン (2014)。 「ウィルソン病の潜在的な治療法としてのキレート化ポリマービーズ」。欧州薬学ジャーナル。62 : 1–7 .土井:10.1016/j.ejps.2014.05.002。ISSN  0928-0987。PMID  24815561。

追加リソース

  1. Yang, Dong, Xijun Chang, Yongwen Liu, Sui Wang. 「微量貴金属イオンの濃縮・分離のための球状マクロポーラスエポキシ-ポリアミドキレート樹脂の合成と効率」Annali di Chimica 95.1-2 (2005): 111-14.
  2. Zougagh, Mohammed, JM Cano Pav N, A. Garcia De Torres. 「シリカゲルをベースとしたキレート吸着剤と原子分光分析におけるその応用」Anal Bioanal Chem Analytical and Bioanalytical Chemistry 381.6 (2005): 1103-113.
  3. RR GreenbergとHM Kingston。「キレート樹脂を用いた中性子放射化分析による天然水サンプルの微量元素分析」国立標準局分析化学センター、ワシントンD.C. 20234。
  4. Roy, ​​PK; Rawat, AS; Choudhary, V.; Rai, PK (2004-11-15). 「微量金属イオン抽出のための架橋スチレン／マレイン酸共重合体をベースとしたキレート樹脂の合成と分析への応用」. Journal of Applied Polymer Science . 94 (4): 1771– 1779. doi :10.1002/app.21109. ISSN  1097-4628.。
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