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WO2005061560A1 - フタロシアニンが結合した架橋ポリマー - Google Patents

フタロシアニンが結合した架橋ポリマー Download PDF

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WO2005061560A1
WO2005061560A1 PCT/JP2004/019235 JP2004019235W WO2005061560A1 WO 2005061560 A1 WO2005061560 A1 WO 2005061560A1 JP 2004019235 W JP2004019235 W JP 2004019235W WO 2005061560 A1 WO2005061560 A1 WO 2005061560A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
crosslinked polymer
group
active hydrogen
phthalocyanine
compound
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/019235
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Etsuo Fujimoto
Akiko Shinoda
Kohei Morikawa
Yoshio Fujiwara
Original Assignee
Showa Denko K.K.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko K.K. filed Critical Showa Denko K.K.
Priority to EP04807592A priority Critical patent/EP1702935A1/en
Priority to CA002550672A priority patent/CA2550672A1/en
Priority to US10/584,152 priority patent/US20070106033A1/en
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    • B01J2220/80Aspects related to sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
    • B01J2220/84Capillaries

Definitions

  • the present invention relates to a polymer obtained by chemically bonding a phthalocyanine skeleton to a crosslinked polymer, which is useful for analysis of removal of polycyclic organic substances contained in trace amounts in the environment, foods, and the like. Further, the present invention provides a method for selectively adsorbing, desorbing or separating polycyclic organic substances, particularly mutagenic substances, mixed in a solution by using a crosslinked polymer to which phthalocyanine is bonded as an adsorbent. As well as tools used for it.
  • JP-B-61-13481 and JP-B-62-1540 As a treatment method useful for selective adsorption removal and desorption separation of such mutagenic substances, for example, the methods described in JP-B-61-13481 and JP-B-62-1540 are known. . In these methods, polysaccharides such as sepharose, cellulose such as paper and cotton, and natural polymers or organic materials such as polyamides such as wool, silk and nylon are combined with a cysteine phthalocyanine skeleton. Is used as an adsorbent. However, such adsorbents have a drawback that the introduction of a compound having a phthalocyanine skeleton is limited due to the small surface area, which is not porous, and the adsorption capacity is small.
  • JP-B 64-7817 and JP-B 4-698 disclose systems in which a phthalocyanine skeleton is supported on an ion-exchange resin. Forces have the disadvantage that they are susceptible to pH. o
  • JP-B-6-15036 and JP-A-4-148860 disclose systems in which a phthalocyanine skeleton is supported on silica gel, glass beads, or the like. In these cases, there is a disadvantage that the operation for avoiding the influence of the residual cyanol group and the residual trace metal or avoiding the influence of the residual matter immediately becomes complicated.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 61-13481
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication No. 62-1540
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication No. 64-7817
  • Patent Document 4 Japanese Patent Publication No. 4-698
  • Patent Document 5 Japanese Patent Publication No. 6-15036
  • Patent Document 6 JP-A-4-148860
  • An object of the present invention is to provide a crosslinked polymer having a phthalocyanine skeleton bonded thereto.
  • Another object of the present invention is to provide a separating agent which has a high ability to adsorb a polycyclic organic substance and has excellent mechanical strength which is not easily affected by pH by using the crosslinked polymer of the present invention. It is proposed that these separating agents can be used, for example, as pretreatment agents for analysis, packing materials for high performance liquid chromatography columns, adsorbents, and the like.
  • the present inventors have conducted studies to solve these problems, and as a result, have found that a compound having a phthalocyanine skeleton can be bonded to a crosslinkable polymer obtained by polymerizing using a specific monomer by a diagonal bond (preferably a covalent bond). By bonding only), a crosslinked polymer having a phthalocyanine skeleton having a high ability to adsorb a polycyclic organic substance was successfully obtained, thereby completing the present invention.
  • the obtained crosslinked polymer is useful as a separating agent with high strength because it is crosslinked under the influence of pH and the like.
  • the present invention includes the following items.
  • a crosslinked polymer obtained by polymerizing one or more crosslinkable monomers and then bonding a phthalocyanine skeleton.
  • the compound having a phthalocyanine skeleton has a group having active hydrogen
  • the crosslinked polymer has a group which reacts with active hydrogen! /
  • the group which reacts with active hydrogen is dihalogenotriazine, monohalogenotriazine, trihalogenopyrimidine, sulfathetyl sulfone, dihalogenoquinoxaline, dihalogenopyridazinone, dihalophthalazine, sulfatoethylsulfonamide, Or at least one group selected from dihalogenopyrimidine, dihalogenobenzothiazole, aldehyde, ethylenic double bond, oxysilane ring, acid chloride, and isocyanate [
  • the cross-linked polymer is characterized by being a cross-linked polymer produced by polymerizing one or more monomers having a group having an active hydrogen or a precursor thereof, or a group having a group reacting with the active hydrogen or a precursor thereof.
  • the crosslinked polymer according to any one of [10]
  • Phthalocyanine skeleton power Metal-free phthalocyanine, or copper, iron, nickel, Kovar
  • a compound comprising one or more of the crosslinked polymers according to any one of [1] to [12] applied, sprayed, filled, placed, inserted, or sealed on a support without or with a binder. Separation tools.
  • a compound separation tool obtained by applying, spraying, filling, installing, inserting, or sealing the support of the adsorption molded article according to [14] without or with a binder.
  • the compound separation tool is a column, cartridge, filter, plate, or capillary for solid phase extraction or liquid chromatography or gas chromatography, or a plate for thin layer chromatography [15 The device for separating a compound according to [16].
  • [18] A polycyclic organic substance characterized by adsorbing, desorbing or separating a polycyclic organic substance mixed in a solution or a gas using the compound separation tool according to [15]-[17]. Processing method.
  • the crosslinked polymer having a phthalocyanine skeleton bonded thereto according to the present invention has a porous crosslinked polymer having desired properties including a degree of polymerization, a degree of crosslinking, and porosity by appropriately adjusting the type, composition, and polymerization conditions of the monomer.
  • a polymer can be obtained.
  • the phthalocyanine-bonded crosslinked polymer according to the present invention has excellent mechanical strength that is not easily affected by pH and the like, and provides a separating agent having high adsorption performance for various substances.
  • the phthalocyanine-bonded crosslinked polymer obtained according to the present invention is particularly excellent in the ability to adsorb polycyclic organic substances and also excellent in the ability to desorb the adsorbed polycyclic organic substances.
  • the crosslinked polymer according to the present invention may have any shape, specifically, a spherical shape. Particles and crushed particles, and depending on the application, can be suitably used in the form of a fibrous or massive continuous body such as a membrane, a sheet, or a nonwoven fabric.
  • the polymerization method for this purpose is not particularly limited as far as possible.
  • a polymer obtained by bulk polymerization in an appropriate container may be used as it is or may be crushed to an appropriate size for use.
  • the container may be usable as a separation tool as it is.
  • any of the following polymerizable monomers (A) or (B) is used. These do not require the use of both (A) and (B), but a plurality of types of monomers having one property may be used.
  • the “crosslinked polymer” is a polymer obtained by polymerizing these monomers and having a crosslink.
  • a monomer having a group having an active hydrogen or a precursor thereof, and one or more kinds thereof are used.
  • the group having active hydrogen include a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group.
  • the group that reacts with active hydrogen include dihalogenotriazine, monohalogenotriazine, trihalogenobilimidine, sulfathetyl sulfone, dihalogenoquinoxaline, dihalogenopyridazinone, dihalophthalazine, sulfatoethyl sulfone.
  • Examples include amides, mono- or dihalogenopyrimidines, dihalogenobenzothiazoles, aldehydes, ethylene-based double bonds, oxysilane rings, acid chlorides, isocyanates, etc., and preferably aldehydes, ethylene-based double bonds, oxolane rings, and acids. Chloride and isocyanate.
  • (C) a crosslinkable vinyl monomer (here, the term “bule” means having a polymerizable carbon-carbon double bond) is supplementarily used.
  • a crosslinkable vinyl monomer here, the term “bule” means having a polymerizable carbon-carbon double bond
  • (B) or (B) has two or more polymerizable groups and is crosslinkable, it is not always necessary to add (C).
  • the precursor portion is reacted with an active hydrogen-containing group or active hydrogen after polymerization by an appropriate method such as saponification. Convert to base.
  • the method include a method of hydrolyzing an epoxy ring, a method of saponifying vinyl acetate with an alkali to introduce a hydroxyl group, and a method of converting a chlorbenzyl group to an aminobenzyl group by Gabriel synthesis. .
  • Specific examples of the specific monomer having a group having an active hydrogen or a precursor thereof include glycerin di (meth) atalylate, trimethylolpropanediaryl ether, pentaerythritol triallyl ether, —Hydroxyethyl (meth) acrylate, p-acetoxystyrene, p-t-butyloxystyrene, and butyl acetate. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, glycerin di (meth) atarylate, trimethylolpropanediaryl ether, pentaerythritol triallyl ether, and the like are monomers having a cross-linking property.
  • Specific examples of the specific monomer having a group reactive with active hydrogen or a precursor thereof include glycidyl (meth) acrylate, o—, m—, p— (chloromethyl) styrene, and anhydrous Maleic acid and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • crosslinkable vinyl monomer examples include polybutyl aromatic monomers such as dibutylbenzene, dibutylxylene, divinylnaphthalene, tributylbenzene, and divinylphenol; ethylene glycol di (meth) acrylate; ) Atharylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, tri Polyhydric alcohol poly (meth) acrylate monomers such as methylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylol methane tri (meth) acrylate, tetramethylol methane tetra (meth) acrylate; diaryl ether, tetra Polyallyl ethers, such as riloxetane; N, N
  • the monomer (A) or (B) is preferably used in an amount of 5% by mass to 100% by mass, based on the total amount of the monomers used for producing the crosslinked polymer. Particularly preferably, it is 10% by mass to 100% by mass, more preferably 15% by mass to 100% by mass.
  • the degree of crosslinking of the present invention is:
  • cross-linking bulle monomer refers to a monomer having two or more polymerizable carbon-carbon double bonds (i.e., an ethylenic double bond) as described above. Is the total amount of the monomers having crosslinkability in (A) and (B) and the monomers of the bridging-bulk monomer (C).
  • the degree of crosslinking is preferably 1% or more. More preferably, 20% or more. Particularly preferably, it is at least 30%. The upper limit may be 100%. If the degree of cross-linking is lower than 1%, the strength of the cross-linked polymer is undesirably weak.
  • non-crosslinkable monomer examples include a butyl aromatic monomer such as styrene, 0-, m-, p-methylstyrene, burnaphthalene, and 4-butylpyridine; (Meth) acrylate monomers such as acrylate, ethyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, and polyethylene glycol (meth) acrylate; unsaturated ether monomers such as ethyl vinyl ether And the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the polymerization method in the present invention can be carried out by ordinary radical polymerization such as solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization.
  • ordinary radical polymerization such as solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization.
  • spherical particles are produced by aqueous suspension polymerization will be described as a typical example, but the method is not limited to this method.
  • the oil layer used for aqueous suspension polymerization is prepared by adding a polymerization initiator to a mixture of a monomer and a solvent or a dispersion medium.
  • the solvent or dispersion medium is added to the monomer mixture for the purpose of making the resulting crosslinked copolymer particles porous.
  • the type is not particularly limited when water is not used as a medium such as bulk polymerization, but when water is used as a medium such as aqueous suspension polymerization, Organic compounds that are sparingly soluble in water are preferred.
  • the BET specific surface area of the crosslinked polymer can be controlled by determining these combinations in particular by the affinity with the selected monomer. That is, the BET specific surface area can be increased by combining a selected monomer with one having high affinity.
  • BET specific surface area of the resulting crosslinked polymer 10 m 2 / g ingredients Shi desirable that the following is preferably 100 m 2 / g or more, can more preferably 200 meters 2 / g or more desirable.
  • the crosslinked polymer of the present invention is a manifestation that it becomes a porous polymer having a high BET specific surface area.
  • ⁇ Ka ⁇ of these solvents or dispersion media 10- 300 mass 0/0 of the total amount of the monomers, preferably from 30 to 200 mass 0/0, more preferably 40- 150 parts by mass is 0/0. If the addition amount is less than 10% by mass, the porosity of the porous copolymer particles becomes insufficient. If it exceeds 300% by mass, the physical strength of the porous copolymer particles becomes insufficient. Not preferred.
  • polymerization initiator examples include azo compounds such as 2,2′-azobis (isobuty-mouth-tolyl) and 2,2′-azobis (2,4-dimethyl-bale-tolyl); benzoyl peroxide
  • polymerization initiators such as organic peroxides such as dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl perbenzoate, and methylethylketone peroxide. These may be used alone or in combination of two or more.
  • concentration of the polymerization initiator to be used is appropriately determined depending on the type of the monomer and the like, and cannot be unconditionally specified. However, 0.1 to 5% by mass relative to the total amount of the monomer is preferably used.
  • a dispersion stabilizer is added to adjust the aqueous phase.
  • the dispersion stabilizer to be used include water-soluble polymer compounds such as polyvinyl alcohol, anolequinolene senorelose, hydroxyanolequinolene senorelose, canoleboxoxy anolequinolose, cellulose polyacrylate, and gelatin.
  • the concentration of the dispersion stabilizer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5% by mass based on water. Yes.
  • the salts to be added include sodium salt sodium, sodium salt calcium, sodium sulfate and the like, and these salts are used alone or in combination of two or more.
  • the concentration of the salt used is not particularly limited, but is preferably as high as possible within the range allowed by the solubility. For example, for water, if Shioi ⁇ sodium 1 one 15 wt%, a 1 one 40 mass 0/0 as chloride calcium ⁇ beam.
  • the mass of water used is preferably 200 to 1000% by mass based on the total amount of the monomer and the solvent or the dispersion medium.
  • the oil phase and the aqueous phase are mixed and dispersed so that the oil droplets have a desired particle diameter (particle diameter).
  • a stirrer equipped with a stirring blade for atomization or a high-speed disperser (homogenizer) can be used for the dispersion.
  • a stirrer equipped with stirring blades for finer particles For example, for solid-phase extraction, use a stirrer equipped with stirring blades for finer particles.
  • a high-speed disperser (homogenizer) to make the adsorbent!
  • the polymerization reaction is carried out in a temperature range of 40-100 ° C for 5-16 hours under ordinary stirring.
  • the copolymer particles obtained as described above are porous particles having an average particle diameter of 0.1 to 2000 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the porous copolymer particles is preferably from 1 to 500 m, more preferably from 2 to 200 / z m. If the average particle size is less than 0 .: L m, the strength is not sufficient. If it exceeds 2000 m, the adsorption speed per fixed weight decreases, and the performance as an adsorbent deteriorates.
  • the crosslinked polymer having the phthalocyanine skeleton bonded thereto is produced by polymerizing one or more crosslinkable monomers to produce a crosslinked polymer, and then bonding the phthalocyanine skeleton. Therefore, a phthalocyanine-bonded crosslinked polymer having desired properties including porosity and degree of crosslinking can be produced by appropriately adjusting the type, composition, polymerization mode, and the like of the monomer.
  • a bonding mode e.g., a bonding amount, and porosity.
  • the crosslinked polymer and the phthalocyanine skeleton are bonded to each other to produce a phthalocyanine-bonded crosslinked polymer.
  • a reaction between the compound having a phthalocyanine skeleton and the crosslinked polymer a reaction between a group having active hydrogen and a group which reacts with active hydrogen is used.
  • the reaction can be carried out by reacting a group having an active hydrogen possessed by the crosslinked polymer with a compound having a phthalocyanine skeleton and a group which reacts with the active hydrogen.
  • the method is performed by reacting a group having a phthalocyanine skeleton and having a group having an active hydrogen with a group which reacts with an active hydrogen of the crosslinked polymer.
  • the "phthalocyanine skeleton” refers to a structure having the following formula as a nucleus.
  • phthalocyanine skeleton examples include phthalocyanines containing metals such as copper, iron, nickel, conoreto, zinc, aluminum, vanadium, manganese, and molybdenum, in addition to metal-free phthalocyanines.
  • Examples of the compound having a phthalocyanine skeleton and having a group that reacts with active hydrogen include phthalocyanine into which a dinoperogenotriazine group has been introduced, such as a reaction between an aminophthalocyanine compound and a halogenotriazine, Alternatively, phthalocyanine sulfonic acid chloride can be obtained by reacting phthalocyanine carboxylic acid chloride with aminotriazine. Specifically, as phthalocyanine sulfonic acid chloride, copper phthalocyanine tetrasulfone chloride which can be produced by the method described in British Patent No.
  • a compound having a phthalocyanine skeleton which is preferably used is a dye
  • a dye There are well known reactive dyes in the industry. For example, dihalogenotriazine, monohalogenotriazine, torino, logenopyrimidine, sulfathetylsulfone, dihalogenoquinoxaline, dihalogenopyridazinone, dihalophthalazine, sulfathetylsulfonamide, mono or dihalogenopyrimidine, acrylamide, A dye in which a reactive group such as bulsulfone or dihalogenobenzothiazole, or a reactive group having such a partial structure, is bonded to a phthalocyanine nucleus directly or via a covalently bonded spacer.
  • a reactive group such as bulsulfone or dihalogenobenzothiazole, or a reactive group having such a partial structure
  • Dihalogenopyridazinone (4,5-dichronolane 2,3-dihydro-6pyridazinone 2 propio
  • Halogenobenzothiazolone (Chronolebenzothiazolyl)
  • examples of the compound having a phthalocyanine skeleton and having a group having active hydrogen include phthalocyanine in which a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group are introduced, and examples thereof include a reactive group such as a methylolamino group. Examples include the introduced phthalocyanine.
  • the crosslinked polymer when the crosslinked polymer has a group having an active hydrogen, the compound having a group which reacts with the group having an active hydrogen is used as the compound having a phthalocyanine skeleton.
  • the crosslinked polymer may be obtained by polymerizing one or more monomers having a group having an active hydrogen or a precursor thereof, or by combining and polymerizing (C) a crosslinkable vinyl monomer. (D) Non-crosslinkable vinylinole monomer may be used.
  • the crosslinked polymer has a group that reacts with active hydrogen
  • a compound having a group having active hydrogen is used as the compound having a phthalocyanine skeleton.
  • the crosslinked polymer may be prepared by polymerizing one or more kinds of monomers having a group reactive with a group having active hydrogen or a precursor thereof, or by combining and polymerizing (C) a crosslinkable vulcan-based polymer.
  • Monomer, (D) Non-crosslinkable BULLMONOMERS can be used. /.
  • the reaction conditions for producing the crosslinked polymer of the present invention are not particularly limited as long as a group having one active hydrogen and a group reacting with the other group having active hydrogen react. Not something. As an example, it can be carried out according to a known method for dyeing a fiber material with a reactive dye as shown below.
  • a dip dyeing method or a printing method can be used as the reaction method.
  • the dip dyeing method is a method in which the material to be dyed is immersed in a reactive dye solution (dye liquor) and then immersed in a weakly alkaline solution to complete the reaction and dye.
  • Water is often used as the main solvent in the dyeing liquor, but may be an organic solvent alone or a mixed system of water and an organic solvent.
  • the pad dyeing method in which the reaction is completed by padding the material to be dyed and drying, alkali-treating and heat-treating it, or completing the reaction by padding, drying and heat-treating the alkali-containing dyeing solution, is also a dip dyeing method. One of them.
  • the printing method is a method of dyeing using printing paste (high viscosity, colloid liquid) while the medium is a solvent in the dip dyeing method.
  • aqueous sodium alginate solutions containing sodium bicarbonate, urea, etc. are often used, but these are limited to this composition because their formulations differ depending on the material to be dyed and the type of reactive dye. It is not done.
  • the bond between the phthalocyanine skeleton and the crosslinked polymer may include other chemical bonds in addition to the covalent bond. Preferably, it is a bond via only a covalent bond.
  • the amount of cyanine bonded to the lid is usually 5 to 1000 mol per dry weight of the crosslinked polymer, and the production cost and adsorption efficiency are preferably 10 to 500 ⁇ mol per lg of the dry weight of the crosslinked polymer. More preferably, it is 20 to 200 ⁇ mol per lg of dry weight of the crosslinked polymer.
  • the amount of the phthalocyanine is less than 5 mol / g dry weight, the amount of the phthalocyanine adsorbed on the polycyclic organic substance is too small to exert its effect. It is thought that the larger the amount of the bond, the more the amount of adsorption to the polycyclic organic substance can be increased. However, in the present invention, the phthalocyanine is supported on the porous polymer gel, so that the amount of phthalocyanine bonded is increased.
  • the polycyclic organic substance can be selectively adsorbed to the phthalocyanine-bonded crosslinked polymer.
  • it is effective for polycyclic organic substances having three or more rings.
  • the crosslinked polymer to which the phthalocyanine is bonded has adsorbed the polycyclic organic substance.
  • the polycyclic organic substance can be suitably concentrated or separated.
  • the adsorbed polycyclic organic substance is eluted with a solvent and desorbed. It is possible to perform concentration or separation in a short elution time without using a large amount of a solvent.
  • a solution containing the polycyclic organic substance, in particular, a crosslinked polymer in which phthalocyanine is bonded to an aqueous solution is used.
  • the reaction is usually carried out by stirring, shaking or the like at 0 to 100 ° C, preferably 15 to 30 ° C.
  • the method can be carried out by filling a column with a crosslinked polymer to which phthalocyanine is bonded, and passing the solution containing a polycyclic organic substance.
  • a solvent such as a neutral, weakly alkaline or weakly acidic solution such as methanol, methanol-hydrochloric acid solution, and methanol-ammonia aqueous solution is used. This can be performed by stirring and shaking at a temperature not higher than the boiling point of the solvent.
  • a solvent such as a neutral, weakly alkaline or weakly acidic solution such as methanol, methanol-hydrochloric acid solution, and methanol-ammonia aqueous solution.
  • Examples of the polycyclic organic substance that can be suitably concentrated or separated using the crosslinked polymer of the present invention include an aromatic compound or a heterocyclic compound having two or more rings. Specific examples include the following compounds. Dioxins, polychlorinated biphenyls, polybrominated biphenyls, polycyclic aromatic hydrocarbons (including PAHs, benzo (a) pyrene), Trp—P—1 (3-amino—1,4 —Dimethyl-5H-pyrido [4,3-b] indole), Trp—P—2 (3-amino-1-methyl-511-pyrido [4,3-b] indole), Glu—P—1 (2 amino- 6-Methyldipyrido [1,2—a: 3 ', 2'—d] imidazole), Glu—P—2 (2 amino-dipyrido [1,2a: 3', 2'd] imidazole), Amino— (X carbolin (2-amino-9H
  • liquid or gas containing the polycyclic organic substance examples include environmental water such as rainwater, river water, lake water, tap water, sewage, industrial wastewater, and seawater; Separates and extracts from plants; extracts from plant and animal tissues; exhaust air from incinerators, exhaust from various manufacturing facilities, ambient air such as air trapped on highways, or indoor air or ventilating them
  • the phthalocyanine skeleton has no metal atom
  • a heavy metal or an ion thereof for example, copper, iron, nickel, cobalt, zinc, aluminum, vanadium, manganese, molybdenum. It is also effective in trapping.
  • the crosslinked polymer having the phthalocyanine skeleton bonded thereto according to the present invention is polymerized so as to be porous and has a large surface area. As a result, the adsorption capacity is increased, and the phthalocyanine skeleton arranged in the pores is increased. Due to the ⁇ -electron interaction, the effect of enhancing the ability to capture polycyclic organic substances can be expected. Furthermore, the crosslinked structure can be expected to increase the strength of the polymer and make it difficult for phthalocyanine to be eliminated. As described above, the crosslinked polymer having the phthalocyanine skeleton bonded thereto according to the present invention is excellent in the performance of adsorbing substances and heavy metals mixed in trace amounts.
  • the crosslinked polymer having a phthalocyanine skeleton bonded thereto, an adsorbent or a separating agent or a separating device, a compound separating tool, and a reversible adsorption / desorption method using the crosslinked polymer of the present invention are described in Pharmaceuticals, Food and Beverage. It is extremely useful in research and development, quality control, and environmental protection. That is, it is particularly useful for the selective adsorption, desorption and concentration of polycyclic organic substances, such as mutagenic substances, present in trace amounts in the environment, foods, luxury goods, biological samples, etc. It is. In particular, it can be widely used for microanalysis, such as qualitative and quantitative determination of various mutagenic substances, or its removal.
  • mutagenic substances in river water For example, quantitative analysis of mutagenic substances in river water, removal of mutagenic substances from beef etastratat, quantification of mutagenic substances in urine, mutagen in foods such as agricultural products, marine products, livestock products, and processed products It is useful for quantification of toxic substances. It is also used as a tool for removing mutagenic substances contained in cigarette smoke, that is, as a smoking filter, and also as a device for removing pollutants or pollutants in the environmental health field as a filter for air purification. it can.
  • One form of using the crosslinked polymer of the present invention as an adsorbent is an adsorption molded article produced by holding one or more of the above crosslinked polymers in a binder.
  • the compound separating tool used as the adsorbent of the present invention will be described below. This is one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this.
  • the compound separation tool is prepared by applying, spraying, filling, setting, inserting, or sealing at least one kind of the above-mentioned adsorption molded article of the present invention or the crosslinked polymer of the present invention on a support without or with a binder.
  • adsorbent together with binder indicates that an adsorbent molded article is formed directly in or on the support.
  • Each creation operation is described below, but the operation is not limited by this.
  • Applying mainly refers to an operation of applying with a brush or the like, or immersing in a suspension and then pulling up.
  • “Spraying” mainly dispersing in a gas, liquid or solid, The operation of spraying it.
  • “Filling” is mainly an operation of filling hollow containers and tubes with as little space as possible. "Installation” is mainly of placing, fastening, sandwiching, crimping, electrodeposition, chemical bonding.
  • the operations of “insert” and “insert” mainly mean the operations of inserting and embedding, and “sealing” mainly mean the operations of sealing, enclosing and covering.
  • a multi-ring organic substance mixed in a solution is adsorbed, desorbed or separated by using a compound separation tool.
  • treatment methods for cyclic organic substances There are treatment methods for cyclic organic substances.
  • other modes of use of the device for separating compounds include columns, cartridges, filters, plates, cavities and the like for solid phase extraction or liquid chromatography.
  • a noinder for example, a column for gas chromatography or a cap can be used. Pillars, plates for thin-layer chromatography, and gel plates and filters for solid-phase extraction can also be made.
  • an adsorbent can be used by filling a syringe-shaped container (referred to as a reservoir) made of polyethylene or the like having a pair of upper and lower filters.
  • the resin reservoir is insoluble in organic solvents, and its material and shape are not particularly limited as long as the adsorbent does not flow out of the resin reservoir during the sample concentration operation.
  • Examples of such a filter include those in which a fatty filter is set in a reservoir having a capacity of 120 mL, preferably 3 to 6 mL, such as polypropylene or polyethylene.
  • the amount of the adsorbent to be filled into the reservoir is usually 50 to 600 mg, preferably 200 to 500 mg, per 6 mL of the reservoir volume.
  • a column for liquid chromatography By filling the crosslinked polymer of the present invention into a suitable support, a column for liquid chromatography can be produced.
  • the support is insoluble in organic solvents, and its material and shape are not particularly limited as long as the adsorbent does not leak out during the sample concentration work.
  • An example of such a support is a cylindrical empty column made of stainless steel, polyetheretherketone, etc., having an inner diameter of 120 mm and a length of 5 to 500 mm, and an end fitting equipped with a filter and a pipe connection is a column. Commonly used ones such as those that can be connected to both ends can be mentioned.
  • the adsorbent is packed into the column according to the usual method, and the amount of the adsorbent and the packing conditions are adjusted so that there is no gap at both ends of the empty column.
  • the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
  • the present invention is not limited to V, which does not exceed the gist of the present invention! /.
  • the specific surface area was measured by the BET method using ASAP2010C from Micromeritex.
  • the above-mentioned slurry liquid cooled to room temperature was subjected to suction filtration to obtain dark blue granules.
  • the dark blue particles were put in 200 mL of ion-exchanged water, stirred for 5 minutes, and then suction-filtered. This operation was repeated a total of five times.
  • the dark blue granules were put in 100 mL of dimethyl sulfoxide, stirred for 5 minutes, and suction-filtered. This operation was repeated a total of five times.
  • the dark blue granules were placed in 200 mL of methanol, stirred for 5 minutes, and suction-filtered. This operation was repeated three times.
  • the dark blue granules were dried under reduced pressure at 70 ° C. for 10 hours to obtain 28 g of pale blue granules.
  • the granular material contained copper phthalocyanine in an amount of 28 ⁇ mol per lg of the granular material, and had a BET surface area of 40 m 2 Zg.
  • Example 2 The same method as in Example 1 except that 30 g of dibutylbenzene, glycerin dimethacrylate, and N-butylacetamide polymerized at a ratio of 55% by mass, 20% by mass, and 25% by mass, respectively, were used as the crosslinked polymer.
  • DRIMARENE TURQUISE K 2B CDG a reactive copper phthalocyanine dye manufactured by Clariant Japan.
  • the washing step was performed in the same manner as in Example 1.
  • the dark blue granules were dried under reduced pressure at 70 ° C. for 10 hours to obtain 28.5 g of dark blue granules.
  • the granules contained copper phthalocyanine in an amount of 19 ⁇ mol per lg of the granules, and had a BET surface area of 504 m 2 Zg.
  • DRIMARENE TURQUISE K 2B CDG reactive copper phthalocyanine dye from Clariant Japan
  • the dark green granules were dried under reduced pressure at 70 ° C. for 10 hours to obtain 28.7 g of dark green granules.
  • the granular material contained 13 ⁇ mol of nickel phthalocyanine per lg of the granular material, and had a BET surface area of 42 m 2 / g.
  • DRIMARENE TURQUISE K 2B CDG reactive copper phthalocyanine dye from Clariant Japan
  • the slurry liquid cooled to room temperature was subjected to suction filtration to obtain dark green granules. Subsequent washing was performed in the same manner as in the washing step of Example 1.
  • the dark green granules were dried under reduced pressure at 70 ° C. for 10 hours to obtain 28.7 g of dark green granules.
  • the granules contained 13 ⁇ mol of nickel phthalocyanine per lg of the granules, and had a BET surface area of 508 m 2 Zg.
  • a capacity ratio (capacity factor) K ′ is known as an index indicating the size of retention on a packing material. This K 'is a value unrelated to the column size, flow rate, etc. That is,
  • K ′ was measured for the crosslinked polymer 114 to which the metal phthalocyanine produced in Example 14 was bonded.
  • the crosslinked polymer produced in Example 14 to which the metal phthalocyanine was bonded was packed in a Peek (polyether ether ketone) column (4.6 mm in inner diameter, 10 mm in length) by a slurry method.
  • Table 14 shows that the crosslinked polymer to which the metal phthalocyanine was bonded, to which the phthalocyanine was bonded, had larger anthracene and triphenylene than the crosslinked polymer.

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Abstract

 本発明の架橋ポリマーは、架橋性モノマーを1種以上用いて重合させた後にフタロシアニン骨格を好ましくは共有結合させてなる架橋ポリマーである。その架橋度は1%以上である。これを吸着剤として使用することにより溶液中に混在する多環系有機物質を選択的に吸着、脱着あるいは分離することができる。本発明のフタロシアニンが結合した架橋ポリマーは、多環系有機物質に対する吸着能に優れるとともに、吸着した多環系有機物質の脱着能にも優れている。したがって、本発明の架橋ポリマーは、環境、食品、嗜好品、生体サンプルなどの中に微量に存在する多環系有機物質、たとえば変異原性物質の選択的な吸着、脱着濃縮、分離に特に有用であり、変異原性物質の定性、定量あるいはその除去に広く利用することができる。                                                                                 

Description

明 細 書
フタロシアニンが結合した架橋ポリマー
技術分野
[0001] 本発明は環境、食品などに微量に混在する多環系有機物質の除去'分析に有用 なフタロシアニン骨格を架橋ポリマーに化学結合させたポリマーに関する。さらには、 本発明はフタロシアニンが結合した架橋ポリマーを吸着剤として用いることにより、溶 液中に混在する多環系有機物質、特に変異原性物質を選択的に吸着、脱着あるい は分離する方法ならびにそれに使用する用具に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、環境、食品などに微量に混在する変異原性物質が注目され、これらの物質 の除去技術ならびにその分析技術の開発は極めて重要な課題となっている。
このような変異原性物質の選択的な吸着除去ならびに脱着分離に有用な処理法と して、たとえば特公昭 61-13481号、特公昭 62-1540号の公報に記載の方法が知られ ている。これらの方法は、セファロースのような多糖類、紙、木綿などのセルロースお よび羊毛、絹、ナイロンなどのポリアミドのような天然高分子または有機材料にフタ口 シァニン骨格をィ匕学結合させたものを吸着剤として用いるものである。しかし、そうし た吸着剤は多孔質ではなぐ表面積が小さいためにフタロシアニン骨格をもつ化合 物の導入が制限され、またその吸着容量が少ないという欠点があった。
[0003] 特公昭 64-7817号、特公平 4-698号の公報にはイオン交換樹脂にフタロシアニン骨 格を担持した系が開示されている力 これらは pHの影響を受けやすいという欠点があ つた o
また、特公平 6-15036号、特開平 4-148860号の公報には、シリカゲル、ガラスビー ズなどにフタロシアニン骨格を担持させた系が開示されている。これらの場合、残存 シァノール基、残存微量金属の影響を受けやすぐ残存物の影響を回避するための 操作が煩雑となるという欠点があった。
[0004] 今後、除去処理などの対象とすべき化学物質の種類の増加や、より希薄な濃度で 混在している化学物質の検出'分析への対応を求められることが予想され、処理条 件の多様ィ匕ゃ処理速度の向上が望まれている。
特許文献 1:特公昭 61-13481号公報
特許文献 2:特公昭 62-1540号公報
特許文献 3:特公昭 64-7817号公報
特許文献 4:特公平 4-698号公報
特許文献 5:特公平 6-15036号公報
特許文献 6:特開平 4-148860号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、フタロシアニン骨格が結合した架橋ポリマーを提供することを課題の一 つとする。さらに、本発明の架橋ポリマーを用いることにより、多環系有機物質の吸着 能力が高ぐまた pHなどの影響を受けにくぐ機械的強度に優れる分離剤を提供する ことを課題の一つとする。これらの分離剤はたとえば分析の前処理剤、高速液体クロ マトグラフィーカラム用の充填剤、吸着剤などとして使用することができることを提案す る。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者らはこれらの課題を解決するために検討を進めた結果、特定のモノマー を用いて重合させた架橋性のポリマーにフタロシアニン骨格を有する化合物をィ匕学 結合 (好ましくは共有結合のみ)させることにより、多環系有機物質の吸着能力が高 い、フタロシアニン骨格を有する架橋ポリマーを得ることに成功し、本発明を完成させ た。得られた架橋ポリマーは、 pHなどの影響を受けにくぐ架橋しているために強度 が高ぐ分離剤として有用である。
[0007] すなわち、本発明は下記の項目からなる。
[1] 架橋性モノマーを 1種以上用いて重合させた後にフタロシアニン骨格を結合させ てなる架橋ポリマー。
[2] 架橋ポリマーの架橋度が、 1%以上であることを特徴とする [1]に記載の架橋ポリ マー。
[3] フタロシアニン骨格を架橋ポリマー内に、 5— 1000 モル/ g乾燥重量の割合で 結合していることを特徴とする [1ほたは [2]記載の架橋ポリマー。
[4] フタロシアニン骨格と架橋ポリマーの間との結合力 共有結合のみを介した結合 であることを特徴とする [1]一 [3]のいずれかにに記載の架橋ポリマー。
[5] フタロシアニン骨格と架橋ポリマーとを結合させる際、フタロシアニン骨格を有す る化合物と架橋ポリマーとの間の反応として、活性水素をもつ基と活性水素と反応す る基との反応を利用して互いに結合させることを特徴とする [1]一 [4]に記載の架橋ポ リマー。
[6] フタロシアニン骨格を有する化合物が活性水素と反応する基を有しており、架橋 ポリマーが活性水素をもつ基を有していることを特徴とする [5]に記載の架橋ポリマー
[7] フタロシアニン骨格を有する化合物が活性水素をもつ基を有しており、架橋ポリ マーが活性水素と反応する基を有して!/ヽることを特徴とする [5]に記載の架橋ポリマ
[8] 活性水素をもつ基が水酸基、アミノ基、チオール基であることを特徴とする [5]— [7]の 、ずれかに記載の架橋ポリマー。
[9] 活性水素と反応する基が、ジハロゲノトリアジン、モノハロゲノトリアジン、トリハロ ゲノピリミジン、スルファトェチルスルホン、ジハロゲノキノキサリン、ジハロゲノピリダジ ノン、ジハロフタラジン、スルファトェチルスルホンアミド、モノまたはジハロゲノピリミジ ン、ジハロゲノベンゾチアゾール、アルデヒド、エチレン系二重結合、ォキシラン環、 酸クロライド、イソシァネートから選ばれる基の少なくとも一つであることを特徴とする [
5]— [8]の 、ずれかに記載の架橋ポリマー。
[10] 架橋ポリマーの BET比表面積が 10m2Zg以上であることを特徴とする [1]一 [9 ]の 、ずれかに記載の架橋ポリマー。
[11] 架橋ポリマーが、活性水素をもつ基もしくはその前駆体、あるいは活性水素と 反応する基もしくはその前駆体を有するモノマーを 1種類以上用いて重合させて製 造した架橋ポリマーであることを特徴とする [1]一 [10]のいずれかに記載の架橋ポリマ
[12] フタロシアニン骨格力 無金属フタロシアニン、または銅、鉄、ニッケル、コバル ト、亜鉛もしくはアルミニウムの金属を含有するフタロシアニン力 選ばれる基の少な くとも一つであることを特徴とする [1]一 [11]の 、ずれかに記載の架橋ポリマー。
[13] 活性水素をもつ基と活性水素と反応する基とを反応させることを特徴とする [1] 一 [12]のいずれかに記載の架橋ポリマーの製造方法。
[14] [1]一 [12]のいずれかに記載の架橋ポリマーをバインダーに保持させてなる吸 着成型体。
[15] [1]一 [12]のいずれかに記載の架橋ポリマーの 1種類以上を、バインダーなし で、またはバインダーとともに支持体に塗布、散布、充填、設置、挿入、または密閉し てなる化合物分離用具。
[16] [14]に記載の吸着成型体をバインダーなしで、またはバインダーとともに支持 体に塗布、散布、充填、設置、挿入、または密閉してなる化合物分離用具。
[17] 化合物分離用具が、固相抽出用または液体クロマトグラフィーまたはガスクロマ トグラフィー用のカラム、カートリッジ、フィルター、プレート、もしくはキヤビラリ一、ある いは薄層クロマトグラフィー用プレートである [15ほたは [16]に記載の化合物分離用 具。
[18] [15]— [17]に記載の化合物分離用具を用いて溶液中または気体中に混在す る多環系有機物質を吸着、脱着あるいは分離することを特徴とする多環系有機物質 の処理法。
発明の効果
[0008] 本発明のフタロシアニン骨格が結合した架橋ポリマーは、モノマーの種類、組成、 重合条件などを適宜調整することにより、重合度、架橋度、多孔性も含め、所望する 特性を備える多孔質架橋ポリマーを得ることができる。本発明に係るフタロシアニン 結合架橋ポリマーは、 pHなどの影響を受けにくぐ機械的強度に優れ、各種の物質 に対する吸着性能が高い分離剤を与える。さらに本発明によって得られるフタロシア ニンが結合した架橋ポリマーは、特に多環系有機物質に対する吸着能に優れるとと もに、吸着した多環系有機物質の脱着能にも優れている。
発明を実施するための最良の形態
[0009] 本発明に係る架橋ポリマーの形状として任意の形態であってよぐ具体的には球形 粒子や破砕粒子であり、また用途によっては膜、シート、不織布などの繊維状または 塊状連続体などの形態でも好適に利用できる。このための重合方法も、可能な範囲 ならば特に限定はされない。たとえば、適当な容器内で塊状重合させて得られる重 合体をそのまま、あるいは適当な大きさに破砕して使用しても力まわない。さらには、 その容器ごとそのまま分離用具として使用可能な場合もありうる。
[0010] 本発明に使用する架橋ポリマーを製造する際には、下記の (A)または (B)の 、ず れかの重合性モノマーを使用する。これらは、 (A) (B)の両者を用いる必要はないが 、一方の性質を有するモノマーは、複数の種類を使用してもよい。ここに「架橋ポリマ 一」とは、これらのモノマーを重合してなり、架橋を有する重合体である。
(A)活性水素をもつ基またはその前駆体を有するモノマーであり、これを 1種類以上 使用する。活性水素をもつ基の例としては、水酸基、アミノ基、チオール基などが挙 げられる。
(B)活性水素と反応する基またはその前駆体を有するモノマーであり、これを 1種類 以上使用する。活性水素と反応する基の例としては、ジハロゲノトリアジン、モノハロ ゲノトリアジン、トリハロゲノビリミジン、スルファトェチルスルホン、ジハロゲノキノキサリ ン、ジハロゲノピリダジノン、ジハロフタラジン、スルファトェチルスルホンアミド、モノま たはジハロゲノピリミジン、ジハロゲノベンゾチアゾール、アルデヒド、エチレン系二重 結合、ォキシラン環、酸クロライド、イソシァネートなどが挙げられ、好ましくはアルデヒ ド、エチレン系二重結合、ォキシラン環、酸クロライド、イソシァネートが挙げられる。
[0011] さらに、本発明では、(C)架橋性ビニル系モノマー(ここにビュル系とは重合性の炭 素炭素二重結合を有することを意味する。)を補充的に用いるが、(A)または (B)が、 重合性基を二つ以上有し、かつ、架橋性を有している場合には、必ずしも(C)を添加 しなくともよい。
また、(A)または(B)として前駆体を有するモノマーを使用した場合には、重合後に 、けん化などの適当な方法により、該前駆体部分を、活性水素をもつ基または活性 水素と反応する基に変換する。これにはたとえば、エポキシ環を加水分解したり、酢 酸ビニルをアルカリでけん化して水酸基を導入する方法、またクロルべンジル基をガ ブリエル合成によりァミノべンジル基に変換する方法などが挙げられる。 [0012] (A)活性水素をもつ基またはその前駆体を有する特定のモノマーの具体例として は、グリセリンジ (メタ)アタリレート、トリメチロールプロパンジァリルエーテル、ペンタエ リスリトールトリアリルエーテル、 2—ヒドロキシェチル (メタ)アタリレート、 p—ァセトキシス チレン、 p— tーブチルォキシスチレン、酢酸ビュルなどを挙げることができる。これらを 単独または 2種以上を組み合わせて使用する。この中で、グリセリンジ (メタ)アタリレ ート、トリメチロールプロパンジァリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテ ルなどは、架橋性の性質も併せ持つモノマーである。
[0013] (B)活性水素と反応する基またはその前駆体を有する特定のモノマーの具体例と しては、グリシジル(メタ)アタリレート、 o—、 m—、 p— (クロルメチル)スチレン、無水マレ イン酸などをあげることができる。これらを単独または 2種以上を組み合わせて使用す る。
(C)架橋性ビュル系モノマーの具体例としては、ジビュルベンゼン、ジビュルキシレ ン、ジビ-ルナフタレン、トリビュルベンゼン、ジビユルフェノールのようなポリビュル芳 香族系単量体;エチレングリコールジ (メタ)アタリレート、ジエチレングリコールジ (メタ )アタリレート、トリエチレングリコールジ (メタ)アタリレート、ポリエチレングリコールジ( メタ)アタリレート、プロピレングリコールジ (メタ)アタリレート、ポリプロピレングリコール ジ (メタ)アタリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アタリレート、テトラメチロールメ タントリ(メタ)アタリレート、テトラメチロールメタンテトラ (メタ)アタリレートのような多価 アルコールポリ(メタ)アクリル酸エステル系単量体;ジァリルエーテル、テトラァリロキ シェタンのようなポリアリルエーテル; N, N'-l, 3—プロピレンビス(N—ビュルァセトァ ミド)、 N, N'-l, 2—メチレンビス(N—ビュルァセトアミド)のような N, N'—低級アルキ レンビス(N-ビュルカルボン酸アミド)などが挙げられる。これらの単量体は、単独ま たは 2種以上を組み合わせて使用することができる。また、上記の様に (A)、 (B)とし て架橋性を有するモノマーを用いた場合には使用しなくともよい。
本発明では、(A)または(B)のモノマーを、架橋ポリマーの製造に使用するモノマ 一全量に対して、それぞれ 5質量%— 100質量%使用するのが好ましい。特に好ま しくは、 10質量%—100質量%であり、より好ましくは 15質量%— 100質量%である [0014] 本発明の架橋度は、
(架橋形成性ビュル系モノマーの合計質量 Z全モノマーの合計 100質量) X 100
= 架橋度(%)
で表す。ここに架橋形成性ビュル系モノマーとは、上記のように重合性炭素炭素二 重結合 (すなわち、エチレン性の二重結合)を二つ以上有するモノマーであり、架橋 形成性ビュル系モノマーの合計質量とは、(A)、(B)で架橋性を有するモノマーと架 橋性ビュル系モノマー(C)のモノマーの合計量である。本発明では、架橋度が 1%以 上であることが好ましい。より好ましくは、 20%以上。殊更好ましくは 30%以上である 。上限は、 100%であっても構わない。架橋度が 1%より低いと架橋ポリマーの強度 が弱くなり好ましくない。
[0015] 本発明では、 (A)、 (B)、 (C)以外にそれらと共重合可能な (D)非架橋性のビニル 系モノマーを使用することもできる。
(D)非架橋性ビュル系モノマーの具体例としてはスチレン、 0—, m—, p—メチルスチ レン、ビュルナフタレン、 4 ビュルピリジンのようなビュル芳香族系単量体;メチル (メ タ)アタリレート、ェチル (メタ)アタリレート、ォクタデシル (メタ)アタリレート、ポリエチレ ングリコール (メタ)アタリレートのような (メタ)アクリル酸エステル系単量体;ェチルビ ニルエーテルのような不飽和エーテル系単量体などが挙げられる。これらを単独、ま たは 2種以上を組み合わせて使用する。
[0016] 本明細書にぉ 、て、「 (メタ)アタリ」は、「アタリ」または「メタタリ」を意味する。
本発明における重合法としては、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、乳化重合など の通常のラジカル重合により実施することができる。以下に代表例として水性懸濁重 合で球状粒子を作る場合について説明するが、この方法に限定されるものではない
[0017] 水性懸濁重合に用いる油層の調製は、モノマーと溶媒または分散媒との混合物に 、重合開始剤を添加して行う。
溶媒または分散媒は、生成する架橋共重合体粒子を多孔性にする目的でモノマー 混合物に添加される。その種類は、塊状重合などのように水を媒体に用いない場合 には特に限定されないが、水性懸濁重合などのように水を媒体に用いる場合には、 水に難溶性の有機化合物が好ましい。その具体例として、トルエン、キシレン、ジェ チルベンゼン、ヘプタン、オクタン、ドデカン、酢酸ブチル、フタル酸ジブチル、イソァ ミノレアノレコーノレ、 1一へキサノーノレ、シクロへキサノーノレ、 2—ェチノレへキサノーノレ、 1 ドデカノール、非架橋ポリスチレンなどが挙げられる。これらの溶媒または分散媒は、 単独でまたは 2種以上組み合わせたそれらの混合物として使用することができる。
[0018] これらの組み合わせを、特に選択したモノマーとの親和性によって決定することによ り、架橋ポリマーの BET比表面積を制御することができる。すなわち選択した単量体 と親和性の高いものを組みあわせることにより、 BET比表面積を高めることができる。 吸着速度を考えた場合には、得られた架橋ポリマーの BET比表面積が 10m2/g以 上あることが望ましぐ好ましくは 100m2/g以上、より好ましくは 200m2/g以上ある ことが望ましい。このように本発明の架橋ポリマーは、その BET比表面積が高ぐ多 孔質のポリマーとなって 、ることの現れである。
[0019] また、これらの溶媒または分散媒の添カ卩量は、単量体の総量に対して 10— 300質 量0 /0、好ましくは 30— 200質量0 /0、より好ましくは 40— 150質量0 /0である。添加量が 10質量%未満だと、多孔共重合体粒子の多孔性が不十分になるため好ましくなぐ 300質量%を超えた場合は、多孔共重合体粒子の物理的強度が不十分になるため 好ましくない。
[0020] 重合開始剤の例としては、 2, 2'—ァゾビス (イソブチ口-トリル)、 2, 2'—ァゾビス (2 , 4ージメチルバレ口-トリル)のようなァゾ系化合物;過酸化べンゾィル、過酸化ジクミ ル、過酸化ジー tーブチル、過安息香酸 tーブチル、メチルェチルケトンペルォキシド のような有機過酸ィ匕物など一般に使用される重合開始剤が挙げられる。これらは単 独でまたは 2種以上を組み合わせて使用する。用いる重合開始剤の濃度は、単量体 の種類などにより適宜決められるものであり一概に規定できないが、単量体の総量に 対して 0. 1— 5質量%が好ましく用いられる。
[0021] 水相の調整には分散安定剤を添加する。用いる分散安定剤として、ポリビュルアル コーノレ、ァノレキノレセノレロース、ヒドロキシァノレキノレセノレロース、カノレボキシァノレキノレセ ルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ゼラチンなどの水溶性高分子化合物が挙げられ る。分散安定剤の濃度は、特に限定はないが、水に対して 0. 1— 5質量%が好まし い。また単量体の一部が水相へ溶解するのを防ぐため、水相に塩類を添加するのが 好ましい。添加する塩類の例としては、塩ィ匕ナトリウム、塩ィ匕カルシウム、硫酸ナトリウ ムなどが挙げられ、これら塩類は単独でまたは 2種以上組み合わせて使用する。用い る塩類の濃度に特に限定はないが、溶解度の許す範囲で、可能な限り高い濃度が 好ましい。たとえば、水に対して、塩ィ匕ナトリウムであれば 1一 15質量%、塩化カルシ ゥムであれば 1一 40質量0 /0である。
[0022] 油相に対する水相の比率が大きすぎると、単量体の一部が水相へ溶解する量が増 えてしまい、小さすぎると油滴の合一が起こりやすくなる。そのため、使用する水の質 量は、単量体および、溶媒または分散媒の総量に対して 200— 1000質量%が好ま しい。
水性懸濁重合を始める前に油相と水相を混合し、油滴が目的とする粒子径 (粒子の 直径)になるように分散させる。分散には、微粒子化用の攪拌翼を付けた攪拌装置、 または高速分散機 (ホモジナイザー)などを用いることができる。比較的粒子径の大き い吸着剤 (たとえば固相抽出用)を作るには微粒子化用の攪拌翼を付けた攪拌装置 を用い、比較的粒子径の小さい吸着剤(たとえば、液体クロマトグラフィー用の吸着剤 )を作るには高速分散機 (ホモジナイザー)を用いるのがよ!/、。
[0023] 重合反応は、通常の攪拌下において 40— 100°Cの温度範囲で 5— 16時間行なわ れる。
以上のようにして得られた共重合体粒子は平均粒子径 0. 1— 2000 μ mの多孔性 粒子である。多孔性共重合体粒子の平均粒子径は 1一 500 mが好ましぐ 2— 200 /z mがより好ましい。平均粒子径が 0.: L mより小さい場合は強度が十分でなぐ 20 00 mを超えると一定重量あたりの吸着速度が下がり、吸着剤としての性能が低下 するため好ましくない。
[0024] このように本発明のフタロシアニン骨格が結合した架橋ポリマーは、 1種以上の架橋 性モノマーを重合させて架橋ポリマーを製造し、その後にフタロシアニン骨格を結合 させる。このため、モノマーの種類、組成、重合様式などを適宜調整することにより、 多孔性、架橋度も含め、所望する特性のフタロシアニン結合架橋ポリマーを製造する ことができる。従来の天然高分子、有機ポリマーにフタロシアニンを結合させる場合に は、そのような結合様式、結合量、多孔性などの調整には限界があった。
次に上記架橋ポリマーとフタロシアニン骨格とを互いに結合させてフタロシアニン結 合架橋ポリマーを製造する。フタロシアニン骨格を有する化合物と架橋ポリマーとの 間の反応として、活性水素をもつ基と活性水素と反応する基との反応を利用する。具 体的には架橋ポリマーの持っている活性水素をもつ基に対して、フタロシアニン骨格 を有しかつ活性水素と反応する基を有する化合物と反応させることにより行うことがで きる。あるいは、架橋ポリマーの持っている活性水素と反応する基に対して、フタロシ ァニン骨格を有しかつ活性水素をもつ基を有する化合物と反応させることにより行うこ とちでさる。
[0025] 本発明にお 、て「フタロシアニン骨格」とは、次式を核に有する構造を 、う。
[0026] [化 1]
Figure imgf000011_0001
そのようなフタロシアニン骨格としては、無金属フタロシアニンの他、銅、鉄、ニッケル 、コノ レト、亜鉛、アルミニウム、バナジウム、マンガン、モリブデンなどの金属を含有 するフタロシアニンが挙げられる。
[0027] フタロシアニン骨格を有し、かつ活性水素と反応する基を有する化合物の例として はジノヽロゲノトリアジン基を導入したフタロシアニンなどが挙げられ、これは、ァミノフタ ロシアニン化合物とハロゲノトリアジンの反応、またはフタロシア-ンスルホン酸クロラ イド力フタロシアニンカルボン酸クロライドとアミノトリアジンの反応によって得ることが できる。具体的にはフタロシア-ンスルホン酸クロライドとして、英国特許 515637号 に記載の方法で製造できる銅フタロシア-ンテトラスルホンクロライドと、 2—ァミノまた は 2—メチルアミノー 4, 6—ジクロ口— 1, 3, 5—トリアジンを特公昭 34— 5436号に記載 の方法に従って反応させることにより、ジクロル一 1, 3, 5—トリアジ二ル基を導入した フタロシアニンが得られる。
[0028] その他の例として、好ましく用いられるフタロシアニン骨格を有する化合物は、染料 工業において反応染料として良く知られているものがある。たとえば、ジハロゲノトリア ジン、モノハロゲノトリアジン、トリノ、ロゲノピリミジン、スルファトェチルスルホン、ジハロ ゲノキノキサリン、ジハロゲノピリダジノン、ジハロフタラジン、スルファトェチルスルホン アミド、モノまたはジハロゲノピリミジン、アクリルアミド、ビュルスルホン、ジハロゲノべ ンゾチアゾールなどの反応基、またはそれらを部分構造として有する反応基が直接ま たは共有結合のスぺーサーを介してフタロシアニン核と結合している染料である。
[0029] 具体的には次のような反応基を挙げることができる。
ジハロゲノトリアジン:(ジクロル 1, 3, 5—トリアジ-ル)
[0030] [化 2]
Figure imgf000012_0001
モノハロゲノトリアジン:(モノクロルー 1, 3, 5—トリアジ-ル)
[0031] [化 3]
Figure imgf000012_0002
R:種々の置換基 トリハロゲノビリミジン:(2, 4, 5—トリクロルピリミジ -ル)
[0032] [化 4]
Figure imgf000012_0003
スルファトェチルスルホン:
SO CH CH OSO H ( j8—スルファトェチルスルホ -ル) SO CH CH CI ( β クロルェチルスルホ -ル)
2 2 2
ジハロゲノキノキサリン:(2, 3—ジクロルキノキサリン— 6 カルボ-ル)
[0033] [化 5]
Figure imgf000013_0001
スルファトェチルスルホンアミド:
SO NHC H OSO H ( βースルファトェチルアミノスルホ -ル)
2 2 4 3
モノまたはジハロゲノピリミジン:
( 2—メチルスルホ-ルー 4ーメチルー 5—クロルピリミジ -ル)
[0034] [化 6]
Figure imgf000013_0002
(2, 4—ジクロルピリミジ
[0035] [化 7]
Figure imgf000013_0003
ジハロフタラジン:(1, 4ージクロルフタラジン 6 カルボニル) [0036] [化 8]
Figure imgf000014_0001
ジハロゲノピリダジノン:(4, 5—ジクロノレー 2, 3—ジヒドロー 6 ピリダジノン 2 プロピオ
[0037] [化 9]
Figure imgf000014_0002
アクリルアミド:
-NHCOCH CH OSO H ( j8—スルファ卜プロピオ-ルアミド、)
2 2 3
-NHCOCH CH CI ( j8—クロルプロピオ-ルアミド)
2 2
ビニノレスノレホン:
SO CH = CH (ビュルスルホ -ル)
2 2
メチロールアミド:
-NHCH OH
2
ハロゲノベンゾチアゾーノレ: (クロノレべンゾチアゾリル)
[0038] [化 10]
Figure imgf000014_0003
また、スルホン酸クロライド、カルボン酸クロライド、イソシァネートなどの反応基を有 し、フタロシアニン骨格を有する化合物もまた活性水素と反応する基を有する化合物 に含めることができる。 [0039] このような反応基を有する反応染料を記載した文献としては、特公昭 34— 5436号、 特公昭 35— 12780号、特公昭 38— 5033号、特公昭 39— 17676号、特公昭 40— 77 82号、特公昭 47— 1027号などの公報を例示することができる。
他方、フタロシアニン骨格を有し、かつ、活性水素をもつ基を有する化合物としては 、水酸基、アミノ基、チオール基が導入されたフタロシアニンなどが挙げられ、例とし てはメチロールアミノ基などの反応基を導入したフタロシアニンなどが挙げられる。
[0040] フタロシアニン骨格を有する化合物と架橋ポリマーとの反応は、架橋ポリマーが活 性水素をもつ基を有する場合は、フタロシアニン骨格を有する化合物として、活性水 素をもつ基と反応する基を有する化合物を使用する。なお、この架橋ポリマーは、活 性水素をもつ基もしくはその前駆体を有するモノマーを 1種類以上用いるか、組み合 わせて重合して得たものでもよぐまた、(C)架橋性ビニル系モノマー、 (D)非架橋性 ビニノレ系モノマーは用いて ヽな 、ものでもよ 、。
[0041] 架橋ポリマーが、活性水素と反応する基を有する場合は、フタロシアニン骨格を 有する化合物として、活性水素をもつ基を有する化合物を使用する。なお、この架橋 ポリマーは、活性水素をもつ基と反応する基もしくはその前駆体を有するモノマーを 1 種類以上用いるか、組み合わせて重合して製造したものでもよぐまた、(C)架橋性 ビュル系モノマー、 (D)非架橋性ビュルモノマーは用いて ヽな 、ものでもよ!/、。
[0042] 本発明の架橋ポリマーを製造する際の反応条件としては、一方の活性水素をもつ 基と、他方の活性水素をもつ基と反応する基とが反応する条件であれば特に限定さ れるものではない。一例として以下に示すような、反応染料で繊維材料を染色する公 知方法に準じて行なうことができる。
反応染料の具体例としては以下のものが挙げられる。
日本化薬製; KAYACELON REACT TURQUOISE CN— 2G、 KAYACIO N TURQUOISE E— NA、 KAYACION TURQUOISE P— 3GF、 クラリア ントジャパン製; DRIMARENE BRILLIANT GREEN K— 5BL CDG、 DRIM ARENE TURQUOISE K— 2B CDG、 DRIMARENE TURQUOISE CL— B GRAN, ダイスタージャパン製; Remazol Brilliant Green 6B 175%、 Re mazol Turquoise Blue G 133、 住友ィ匕学製; Sumifix Supra Turquoise Blue BGF (N) Sumifix Turquoise G (N) cone.
反応方法としては浸染法や捺染法を用いることができる。
浸染法とは、反応染料の溶液 (染液)に被染物を浸し次に弱アルカリ性の溶液に浸し て反応を完結させて染色する方法である。染液は水が主な溶媒として用いられる場 合が多いが、有機溶媒単独または水一有機溶媒混合系でもよい。また被染物を染液 にパッドして乾燥、アルカリ処理、加熱処理して反応を完結させる、またはアルカリを 含んだ染液にパッド、乾燥、加熱処理して反応を完結させるパッド染色法も浸染法の 一つとして挙げられる。さらに捺染法とは、浸染法では媒体が溶媒であるのに対し、 捺染糊 (粘度の大き!、コロイド液)を使用して染色を行う方法である。反応染料を用い る場合の捺染糊としては、重曹、尿素などを含むアルギン酸ナトリウム水溶液が使用 される場合が多いが、これらは被染物ゃ反応染料の種類によりその処方は異なるた めこの組成に限定されるものではない。
[0043] 上記の方法により得られる本発明のフタロシアニン骨格が結合した架橋ポリマーに おいて、 フタロシアニン骨格と架橋ポリマーの間との結合は、共有結合に加えて他 の化学結合を含んでもよいが、好ましくは共有結合のみを介した結合である。フタ口 シァニンの結合量は、架橋ポリマーの乾燥重量 lgに対し、通常、 5— 1000 モルで あればよぐ製造コストおよび吸着効率力 好ましくは架橋ポリマーの乾燥重量 lgあ たり 10— 500 μモル、さらに好ましくは、架橋ポリマーの乾燥重量 lgあたり 20— 200 μ モルである。このフタロシアニンの結合量が 5 モル/ g乾燥重量未満であると、多環 系有機物質に対する吸着量が少なくその効果を発揮することができない。また結合 量は多いほどその多環系有機物質に対する吸着量は増加させることができると思わ れるが、実際に安定的に化学結合できる量は限られる。し力しながら本発明では多 孔質ポリマーゲルにフタロシア-ンを担持させるため、フタロシアニンの結合量は、増 大している。
本発明のフタロシアニン結合架橋ポリマーを使用することにより、多環系有機物質 をフタロシアニンが結合した架橋ポリマーに選択的に吸着させることができる。特に、 多環系有機物質の中でも、 3環以上のものに効果的である。
[0044] 従ってこのフタロシアニンが結合した架橋ポリマ 多環系有機物質を吸着したあ と吸着した多環系有機物質を脱着することにより、多環系有機物質を好適に濃縮もし くは分離することができる。たとえば、多環系有機物質を含む気体または液体中でこ のフタロシアニンが結合した架橋ポリマーへ多環系有機物質を吸着した後、吸着した 多環系有機物質を溶媒で溶出して脱着することにより、短い溶出時間で、多量の溶 媒を用いることなく濃縮もしくは分離を行うことが可能である。
[0045] 具体的には、多環系有機物質を、フタロシアニン骨格が結合した架橋ポリマーに吸 着させるには、たとえば多環系有機物質を含有する溶液、特に水溶液にフタロシア- ンが結合した架橋ポリマーをカ卩えた後、通常 0— 100°C、好ましくは 15— 30°Cで撹 拌、振とうなどを行うことにより行われる。またフタロシアニンが結合した架橋ポリマー をカラムに充填しておき、多環系有機物質を含む溶液を通すことにより行うこともでき る。
[0046] さらにフタロシアニン骨格が結合した架橋ポリマーに吸着した多環系有機物質を脱 着させるには、溶剤、たとえばメタノール、メタノール塩酸溶液、メタノールアンモニア 水溶液などの中性、弱アルカリ性または弱酸性のものを用い、溶剤の沸点以下の温 度で撹拌、振とうすることにより行うことができる。またフタロシアニンが結合した架橋 ポリマーをカラムに充填した場合、これらの溶剤を通すことにより行うこともできる。
[0047] 本発明の架橋ポリマーを用いて好適に濃縮もしくは分離することができる多環系有 機物質としては、たとえば、 2個以上の環を有する芳香族化合物または複素環化合 物であり、具体的に下記の化合物が例として挙げられる。ダイォキシン類、ポリ塩化ビ フエニル類、ポリ臭化ビフエ-ル類、多環芳香族炭化水素類 (PAHs、ベンゾ (a)ピレ ンを含む)、 Trp— P— 1 (3—ァミノ— 1 , 4—ジメチルー 5H—ピリド〔4, 3— b〕インドール)、 Trp—P— 2 (3—ァミノ—1ーメチルー511—ピリド〔4, 3— b〕インドール)、 Glu—P— 1 (2 アミ ノ— 6—メチルージピリド〔 1 , 2— a: 3' , 2' — d〕イミダゾール)、 Glu— P— 2 ( 2 アミノ―ジ ピリド〔 1 , 2 a: 3' , 2' d〕イミダゾール)、ァミノ— (X カルボリン(2—ァミノ— 9H—ピ リド〔2, 3— b〕インドール)、アミノメチルー a カルボリン(2—ァミノ— 3—メチルー 9H—ピ リド〔2, 3— b〕インドール)、 IQ (2—ァミノ— 3—メチルイミダゾ〔4, 5— f〕キノリン)、 2— AA F (2—ァセチルァミノフルオレン)、ェチジゥムブロマイド、 MeIQX (2 アミノー 3, 8—ジ メチルイミダゾー〔4, 5— f〕キノキサリン)、 9 アミノアクリジン、キナクリン、 8—メトキシソ ラレン、クロルプロマジン、 Norharman ( j8—カルボリン)などが挙げられる力 特にこ れらに限定されるものではない。なお、これらの多環系有機物質のいくつかは、ヒト、 動物にとり変異原性となる物質または発ガン物質であることは、多数の研究の積み重 ねで明らかにされてきたことである。ここに「変異原性物質」とは、自然突然変異よりも 高頻度で変異を誘発する性質を有する物質を 、う。
[0048] 上記の多環系有機物質を含む液体または気体としては、雨水、河川水、湖沼水、 上水、下水、工場廃水、海水のような環境水;尿、血液などの体液またはそれらから の分離液や抽出液;植物または動物の組織からの抽出液;焼却炉排気ガス、各種製 造設備排気ガス、幹線道路上空捕集大気のような環境大気、あるいは室内大気また はそれらを通気させて得られる吸収液;農産物、水産物、畜産物、加工品などの食品 類や嗜好品、またはそれらを溶媒などで抽出した抽出液など力も選ばれる 1種または 2種以上が挙げられる力 特にこれらに限定されるものではない。
[0049] なお、本発明の架橋ポリマーで、フタロシアニン骨格が金属原子を有しない場合に は、重金属またはそのイオン、たとえば銅、鉄、ニッケル、コバルト、亜鉛、アルミ-ゥ ム、バナジウム、マンガン、モリブデンの捕捉にも効果がある。
<用途 >
上述したように、本発明のフタロシアニン骨格が結合した架橋ポリマーは、多孔性と なるように重合されて表面積が大きくなり、その結果、吸着容量が増大するほか、細 孔内に配置されるフタロシアニン骨格による π電子相互作用のために特に多環系有 機物質の捕捉能が増強される効果が期待できる。さらに架橋構造により、ポリマーの 強度が高められ、フタロシアニンの脱離が起こりにくくなることも期待できる。このよう に、本発明のフタロシアニン骨格が結合した架橋ポリマーは、微量に混在する物質、 重金属の吸着性能に優れる。
[0050] 本発明のフタロシアニン骨格が結合した架橋ポリマー、これを使用する吸着剤もしく は分離剤または分離用器材、化合物分離用具、可逆的な吸着 ·脱着の方法は、医 薬品'飲食物の研究開発または品質管理、環境保全の分野において極めて有用で ある。すなわち環境、食品、嗜好品、生体サンプルなどの中に微量に存在する多環 系有機物質、たとえば変異原性物質の選択的な吸着、脱着濃縮、分離に特に有用 である。とりわけ各種の変異原性物質の定性、定量などの微量分析あるいはその除 去に広く利用することができる。たとえば河川水中の変異原性分質の定量分析、ビー フエタストラタトからの変異原性物質の除去、尿中の変異原性物質の定量、農産物、 水産物、畜産物、加工品といった食品類中の変異原性物質の定量に有用である。ま た、たばこの煙中に含まれる変異原性物質の除去のための用具、すなわち喫煙フィ ルター、さらには空気清浄用フィルターなどとして環境衛生分野の公害性物質または 汚染物質の除去器材にも利用できる。
[0051] 本発明の架橋ポリマーを吸着剤として利用する一つの形態に、上記架橋ポリマー の 1種類以上をバインダーに保持させて作製する吸着成型体がある。本発明の吸着 体として使用する化合物分離用具について以下、説明する。これは本発明の一態様 であり、本発明はこれに限定されるものではない。
化合物分離用具は、本発明の上記吸着成型体または本発明の架橋ポリマーの 1種 類以上を、バインダーなしでまたはバインダーとともに支持体に塗布、散布、充填、設 置、挿入、または密閉して作ることができる。「吸着剤をバインダーとともに」とは、支持 体の中または表面に直接、吸着成型体を作り上げることを示す。以下に各々の作成 操作を例示するが、これによつて各操作が限定されるものではない。「塗布」とは主に 、刷毛のようなもので塗り込めたり、懸濁液に浸した後に引き上げたりする操作をいい 、「散布」とは主に、気体、液体または固体に分散させたり、それを吹き付けたりする 操作をいう。「充填」とは主に、中空の容器や管にできるだけ隙間なく詰めていく操作 、「設置」とは主に、置いたり、留めたり、挟んだり、圧着したり、電着したり、化学結合 したりする操作、「挿入」とは主に、差し込んだり、埋め込んだりする操作、「密閉」とは 主に、封じ込めたり、閉じ込めたり、覆ったりする操作を意味する。
[0052] これら化合物分離用具の使用形態に特に限定はないが、たとえばィ匕合物分離用具 を用いて溶液中に混在する多環系有機物質を吸着、脱着または分離することを特徴 とする多環系有機物質の処理方法がある。あるいは、化合物分離用具の他の使用態 様として、固相抽出用または液体クロマトグラフィー用のカラム、カートリッジ、フィルタ 一、プレート、キヤビラリ一などが挙げられる。また支持体の形態を変え、必要に応じ てノインダーを併用することにより、たとえば、ガスクロマトグラフィー用のカラムやキヤ ピラリー、薄層クロマトグラフィー用のプレート、固相抽出用のゥエルプレートやフィル ターなども作ることがでさる。
[0053] 具体例としては、上下一組のフィルターを有するポリエチレン製などの注射筒型容 器 (リザーバーと称する)に吸着体を充填して用いることができる。その榭脂製のリザ 一バーは、有機溶媒に不溶性で、吸着体が試料の濃縮作業中に榭脂製のリザーバ 一から流れ出たりしなければよぐその材質、形は特に制限されない。そのようなもの としてたとえば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの容積 1一 20mL、好ましくは 3— 6 mLのリザーバーに榭脂性のフィルターがセットされたものを挙げることができる。吸 着体のリザーバーへの充填量は通常、リザーバーの容積 6mLに対して 50— 600mg 、好ましくは、 200— 500mgとなるように充填する。
[0054] 本発明の架橋ポリマーを適当な支持体に充填することにより、液体クロマトグラフィ 一用カラムを作製することができる。支持体は有機溶媒に不溶性であり、試料濃縮作 業中に吸着剤が漏れ出たりしないものであればよぐその材質と形は特に限定されな い。そうした支持体の例として、材質がステンレス、ポリエーテルエーテルケトンなどで 、内径 1一 20mm、長さ 5— 500mmの円筒状空カラムであって、フィルターと配管接 続部を備えたエンドフィッティングがカラム両端に接続できるものなど一般に用いられ ているものを挙げることができる。吸着剤のカラムへの充填は通常の方法に従い、空 カラムの両端に隙間ができないように吸着剤の量と充填条件を調節する。
〔実施例〕
次に本発明を実施例によってさらに詳しく説明するが、本発明はその要旨を越えな V、限りこれらに限定されるものではな!/、。
<比表面積の測定 >
BET法により、マイクロメリテックス社の ASAP2010Cを用いて、比表面積を測定し た。
<金属含有量の測定 >
試料を硫酸 +硝酸により加熱分解した後に、島津製作所製 ICPS— 200を用いた I CP法により、金属の含有量を定量した。 実施例 1
[0055] 銅フタロシアニンが結合した架橋ポリマー 1の製造
<反応工程 >
1L容量のセパラブルフラスコにイオン交換水 500mLを入れ、水温力 0°Cになるよ うにオイルバスに入れて加温した。そこに無水硫酸ナトリウム 25gをカ卩えて溶解させた 後、 DRIMARENE TURQUISE K 2B CDG (クラリアントジャパン社製の反応 性銅フタロシアニン染料) 10gを加えて 40°Cにて 15分間攪拌した。
[0056] この溶液に、エチレングリコールジメタタリレート、グリセリンジメタタリレートをそれぞ れ 30質量%、 70質量%の割合で重合した架橋ポリマー 30gをカ卩え、 40°Cにて 20分 間攪拌した。さらにそのスラリー液に、無水炭酸ナトリウム 10gを加えた。このスラリー 液を 40°Cにて 15分間保持した後、 80°Cまで 1分間に 1°Cの速度で上昇させ、さらに 80°Cを 120分間保持した後、室温まで放冷した。
<洗浄工程 >
室温まで冷却した上記のスラリー液を吸引ろ過して濃青色の粒状物を得た。この濃 青色の粒状物をイオン交換水 200mLに入れて 5分間攪拌した後、吸引ろ過した。こ の操作を合計 5回繰り返した。次にこの濃青色の粒状物をジメチルスルホキシド 100 mLに入れて 5分間攪拌した後、吸引ろ過した。この操作を合計 5回繰り返した。次い でこの濃青色の粒状物をメタノール 200mLに入れて 5分間攪拌した後、吸引ろ過し た。この操作を合計 3回繰り返した。次にこの濃青色の粒状物をメタノール + 30質量 %アンモニア水の混合溶液 (メタノール 50容量0 /0対アンモニア水 1容量0 /0) 200mL に入れて 5分間攪拌した後、吸引ろ過した。さらにこの濃青色の粒状物をメタノール 2 OOmLに入れて 5分間攪拌した後、吸引ろ過した。
く乾燥工程〉
洗浄工程を終えた濃青色の粒状物を 70°Cにて 10時間減圧下にして乾燥させ、淡 青色の粒状物を 28g得た。
[0057] この粒状物は、銅フタロシアニンを粒状物 lgあたり 28 μモル含有しており、 BET表 面積は、 40m2Zgであった。
実施例 2 [0058] 銅フタロシアニンが結合した架橋ポリマー 2の製造
<反応工程 >
架橋ポリマーとしてジビュルベンゼン、グリセリンジメタタリレート、 N-ビュルァセトァ ミドをそれぞれ 55質量%、 20質量%、 25質量%の割合で重合したもの 30gを使用し た以外は、実施例 1と同様な方法で DRIMARENE TURQUISE K 2B CDG ( クラリアントジャパン社製の反応性銅フタロシアニン染料)と反応させた。
<洗浄工程 >
洗浄工程は実施例 1と同様に行った。
く乾燥工程〉
洗浄工程を終えた濃青色の粒状物を 70°Cにて 10時間減圧下にして乾燥させ、濃 青色の粒状物を 28. 5g得た。
[0059] この粒状物は、銅フタロシアニンを粒状物 lgあたり 19 μモル含有しており、 BET表 面積は、 504m2Zgであった。
実施例 3
[0060] ニッケルフタロシアニンが結合した架橋ポリマー 3の製造
<反応工程 >
DRIMARENE BRILLIANT GREEN K— 5BL CDG (クラリアントジャパン 社製の反応性ニッケルフタロシア-ン染料)を DRIMARENE TURQUISE K 2 B CDG (クラリアントジャパン社製の反応性銅フタロシアニン染料)のかわりに使用し た以外は、実施例 1と同様な方法で、エチレングリコールジメタタリレート、グリセリンジ メタタリレートをそれぞれ 30質量%、 70質量%の割合で重合した架橋ポリマー 30gと 反応させた。
<洗浄工程 >
室温まで冷却した上記のスラリー液を吸引ろ過して濃緑色の粒状物を得た。その後 の洗浄工程は実施例 1と同様に行った。
く乾燥工程〉
洗浄工程を終えた濃緑色の粒状物を 70°Cにて 10時間減圧下にして乾燥させ、濃 緑色の粒状物 28. 7gを得た。 [0061] この粒状物はニッケルフタロシアニンを粒状物 lgあたり 13 μモル含有しており、 BE T表面積は、 42m2/gであった。
実施例 4
[0062] ニッケルフタロシアニンが結合した架橋ポリマー 4の製造
<反応工程 >
DRIMARENE BRILLIANT GREEN K— 5BL CDG (クラリアントジャパン 社製の反応性ニッケルフタロシア-ン染料)を DRIMARENE TURQUISE K 2 B CDG (クラリアントジャパン社製の反応性銅フタロシアニン染料)のかわりに使用し た以外は、実施例 1と同様な方法で、ジビニルベンゼン、グリセリンジメタタリレート、 N-ビュルァセトアミドをそれぞれ 55質量%、 20質量%、 25質量%の割合で重合した 架橋ポリマー 30gと反応させた。
<洗浄工程 >
室温まで冷却した上記のスラリー液を吸引ろ過して濃緑色の粒状物を得た。その後 の洗浄は、実施例 1の洗浄工程と同様に行った。
く乾燥工程〉
洗浄工程を終えた濃緑色の粒状物を 70°Cにて 10時間減圧下にして乾燥させ、濃 緑色の粒状物を 28. 7g得た。
[0063] この粒状物は、ニッケルフタロシアニンを粒状物 lgあたり 13 μモル含有しており、 の BET表面積は、 508m2Zgであった。
実施例 5
[0064] 容量比(キャパシティーファクター) K'の測定
液体クロマトグラフィーにおいて、充填剤への保持の大きさを表す指標として、容量 比(キャパシティーファクター) K'が知られている。この K'は、カラムサイズ、流速など に無関係な値である。すなわち、
K' = (Tr-To) /To
K':キャパシティーファクター(容量比)
Tr:目的成分の保持時間
To:充填剤に全く保持されな!ヽ成分の溶出時間 実施例 1一 4にて製造した金属フタロシアニンが結合した架橋ポリマー 1一 4につい て、 K'を測定した。
[0065] 実施例 1一 4にて製造した金属フタロシアニンが結合した架橋ポリマーをスラリー法 により Peek (ポリエーテルエーテルケトン)カラム(内径 4. 6mm、長さ 10mm)に充填 した。被検物質として、ベンゼン(50ppm)、アントラセン(0. 5ppm)、およびトリフエ 二レン (0. 5ppm)を、ァセトニトリル一水混合液 (ァセトニトリル Z水 = 7Z3 (容量比)) に溶解して、前記括弧内の濃度に調整した液について、以下の条件で HPLC分析 を行った。なお、それぞれの濃度は重量で表した ppmである。
HPLC分析条件:
カラム; Peek (ポリエーテルエーテルケトン)カラム(内径 4. 6mm、長さ 10mm) 1本 、サンプルループ; 5 L、移動相;ァセトニトリル Z水 = 7/3 (容量比)、流速 ;0. 3 mL/min,カラムオーブン温度; 40°C、検出波長; 254nm。なお、本来、上記 K'式 の Toとして充填剤に全く保持されない成分を選択すべきである力 今回はベンゼン を指標とした。
HPLCにて得られたリテンションタイムより、それぞれの化合物について K,を計算し た。その結果を表 1一 4に示した。
[0066] また、比較例として、フタロシアニンを結合して ヽな 、架橋ポリマーを用い、これを上 記と同様の Peekカラムに充填し、上記と同様に HPLC分析を行った。得られたリテン シヨンタイムより、それぞれの化合物について K'を計算した。その結果を併せて表 1 一 4に示した。
表 1一 4より、金属フタロシアニンが結合した架橋ポリマーは、フタロシアニンを結合 して ヽな 、架橋ポリマーに比してアントラセンおよびトリフエ-レンの K,が大き!/、こと がわかる。このように、本発明のフタロシアニンが結合した架橋ポリマーは、固相抽出 に用いた場合には、環境中に含まれる上記多環系有機物質をより選択的、迅速に脱 着することができる。また HPLCなどのクロマトグラフィーに用いた場合には、より迅速 に分析を行うことができる。
[0067] [表 1] 4019235
Figure imgf000025_0001
[0068] [表 2]
Figure imgf000025_0002
[0069] [表 3]
Figure imgf000025_0003
[0070] [表 4] フタ口シァニンが結合した架
H P L C 架襦ポリマ一 4 橋ポリマー 4 (実尨例 4 ) 被検物質 Rt. (保持時間) 分 K ' Rt. (保持時間) 分 K ' ベンゼン 2 . 0 0 0.00 1 . 9 3 0.00 アン ト ラセン 6 - 1 2.07 6 - 2 3 2.23 トリフ : ϋ二レン 1 1 - 0 0 4.50 2 1 . 1 6 9.96

Claims

請求の範囲
[1] 架橋性モノマーを 1種以上用いて重合させた後にフタロシアニン骨格を結合させてな る架橋ポリマー。
[2] 架橋ポリマーの架橋度が、 1%以上であることを特徴とする請求項 1に記載の架橋ポ リマー。
[3] フタロシアニン骨格を架橋ポリマー内に、 5— 1000 μモル/ g乾燥重量の割合で結合 していることを特徴とする請求項 1または 2記載の架橋ポリマー。
[4] フタロシアニン骨格と架橋ポリマーの間との結合が、共有結合のみを介した結合であ ることを特徴とする請求項 1一 3のいずれかにに記載の架橋ポリマー。
[5] フタロシアニン骨格と架橋ポリマーとを結合させる際、フタロシアニン骨格を有するィ匕 合物と架橋ポリマーとの間の反応として、活性水素をもつ基と活性水素と反応する基 との反応を利用して互いに結合させることを特徴とする請求項 1一 4に記載の架橋ポ リマー。
[6] フタロシアニン骨格を有する化合物が活性水素と反応する基を有しており、架橋ポリ マーが活性水素をもつ基を有していることを特徴とする請求項 5に記載の架橋ポリマ
[7] フタロシアニン骨格を有する化合物が活性水素をもつ基を有しており、架橋ポリマー が活性水素と反応する基を有していることを特徴とする請求項 5に記載の架橋ポリマ
[8] 活性水素をもつ基が水酸基、アミノ基、チオール基であることを特徴とする請求項 5 一 7のいずれかに記載の架橋ポリマー。
[9] 活性水素と反応する基が、ジハロゲノトリアジン、モノハロゲノトリアジン、トリノ、口ゲノピ リミジン、スルファトェチルスルホン、ジハロゲノキノキサリン、ジハロゲノピリダジノン、 ジハロフタラジン、スルファトェチルスルホンアミド、モノまたはジハロゲノピリミジン、ジ ハロゲノベンゾチアゾール、アルデヒド、エチレン系二重結合、ォキシラン環、酸クロラ イド、イソシァネートから選ばれる基の少なくとも一つであることを特徴とする請求項 5 一 8の 、ずれかに記載の架橋ポリマー。
[10] 架橋ポリマーの BET比表面積が 10m2/g以上であることを特徴とする請求項 1一 9 の!、ずれかに記載の架橋ポリマー。
[11] 架橋ポリマーが、活性水素をもつ基もしくはその前駆体、あるいは活性水素と反応す る基もしくはその前駆体を有するモノマーを 1種類以上用いて重合させて製造した架 橋ポリマーであることを特徴とする請求項 1一 10のいずれかに記載の架橋ポリマー。
[12] フタロシアニン骨格力 無金属フタロシアニン、または銅、鉄、ニッケル、コバルト、亜 鉛もしくはアルミニウムの金属を含有するフタロシア-ンカも選ばれる基の少なくとも 一つであることを特徴とする請求項 1一 11のいずれかに記載の架橋ポリマー。
[13] 活性水素をもつ基と活性水素と反応する基とを反応させることを特徴とする請求項 1 一 12のいずれかに記載の架橋ポリマーの製造方法。
[14] 請求項 1一 12のいずれかに記載の架橋ポリマーをバインダーに保持させてなる吸着 成型体。
[15] 請求項 1一 12のいずれかに記載の架橋ポリマーの 1種類以上を、ノインダーなしで、 またはバインダーとともに支持体に塗布、散布、充填、設置、挿入、または密閉してな る化合物分離用具。
[16] 請求項 14に記載の吸着成型体をバインダーなしで、またはバインダーとともに支持 体に塗布、散布、充填、設置、挿入、または密閉してなる化合物分離用具。
[17] 化合物分離用具が、固相抽出用または液体クロマトグラフィーまたはガスクロマトダラ フィー用のカラム、カートリッジ、フィルター、プレート、もしくはキヤビラリ一、あるいは 薄層クロマトグラフィー用プレートである請求項 15または 16に記載の化合物分離用 具。
[18] 請求項 15— 17に記載の化合物分離用具を用いて溶液中または気体中に混在する 多環系有機物質を吸着、脱着あるいは分離することを特徴とする多環系有機物質の 処理法。
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