Хелатирующие смолы - это класс ионообменных смол . Они почти всегда используются для связывания катионов и используют хелатирующие агенты, ковалентно связанные с полимерной матрицей. Хелатирующие смолы имеют такую же форму шариков и полимерную матрицу, что и обычные ионообменники. Их основное применение - предварительное концентрирование ионов металлов в разбавленном растворе. Хелатирующие ионообменные смолы используются для декальцинации рассола в хлорщелочной промышленности, удаления бора из питьевой воды и восстановления драгоценных металлов в растворах. [1] [2] [3]
Свойства и структура
Хелатирующие смолы действуют аналогично обычным ионообменным смолам.
Большинство хелатирующих смол представляют собой полимеры (точнее, сополимеры) с реакционноспособными функциональными группами, которые образуют хелат с ионами металлов. [4] Различия в хелатирующих смолах обусловлены природой хелатирующих агентов, находящихся в основной цепи полимера. Хелатирующая смола Dowex A-1, также известная как Chelex 100, основана на иминодиуксусной кислоте в стирол-дивинилбензольной матрице. Dowex А-1 является коммерчески доступным и широко используется для определения общих свойств хелатирующих смол , таких как скорость и этап определения рН зависимости, и т.д. Dowex А-1 получают из хлорметилированию сополимера стирол-дивинилбензола с помощью аминирования с aminodiacetic кислотой .
Полиметаллическая хелатирующая смола имеет почти незначительное сродство как к щелочным, так и к щелочноземельным металлам; небольшие количества смолы могут быть использованы для концентрирования следов металлов в природных водных системах или биологических жидкостях, в которых концентрация щелочных и щелочноземельных металлов на три или четыре порядка выше, чем концентрация следов металлов. [5]
Другие функциональные группы, связанные с хелатирующими смолами, представляют собой аминофосфоновые кислоты, тиомочевину и 2-пиколиламин .
Применение в восстановлении тяжелых металлов
Загрязнение почвы тяжелыми металлами, включая радионуклиды, смягчается в первую очередь с помощью хелатирующих смол. [6] [7]
Хелатирующие полимеры ( ионообменные смолы ) были предложены для поддерживающей терапии патологий, сопровождающихся накоплением железа, таких как наследственный гемохроматоз ( перегрузка железом ) [8] [9] [10] [11] или болезнь Вильсона ( перегрузка медью ), [12] ] за счет хелатирования ионов металлов в ЖКТ и, таким образом, ограничения его биологической доступности.
Рекомендации
- ^ Апте, Южная Каролина; Batley, GE, "Определение следов металлов лабильных химических соединений в природных водах и отложениях: неэлектрохимические подходы", IUPAC Ser. Анальный. Phys. Chem. Environ. Syst. 1995, 3, 259-306.
- ^ Гарг, BS; Шарма, РК; Bhojak, N .; Миттал, С., "Хелатирующие смолы и их применение в анализе ионов следов металлов", Microchem. J. 1999, 61, 94-114. DOI : 10,1006 / mchj.1998.1681
- ^ Шарма, РК; Mittal, S .; Коэль, М., «Анализ следовых количеств ионов металлов с использованием хелатирующих смол на основе диоксида кремния: зеленый аналитический метод», Crit. Rev. Anal. Chem. 2003, 33, 183–197. DOI : 10,1080 / 713609163
- ^ Сахни, СК; Reedijk, J., "Координационная химия хелатных смол и ионообменников", Coord. Chem. Rev.1984, 59, 1–139. DOI : 10,1016 / 0010-8545 (84) 85053-5
- ^ Колелла, МБ; Siggia, S .; Барнс, Р.М. (1980). «Синтез и характеристика поли (акриламидоксим) металл-хелатирующей смолы». Аналитическая химия . 52 (6): 967–972. DOI : 10.1021 / ac50056a044 .
- ^ Питерс, Роберт В. (1999-04-23). «Хелатное извлечение тяжелых металлов из загрязненных почв». Журнал опасных материалов . 66 (1–2): 151–210. DOI : 10.1016 / S0304-3894 (99) 00010-2 . PMID 10379036 .
- ^ Министерство энергетики США; (США), Национальный исследовательский совет (1998-01-01). «Восстановление окружающей среды с помощью биоремедиации и молекулярных наук: перспективы для лучшего понимания и новых научных решений» . Национальная академия прессы (США). Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Гроборз, Ондржей; Полакова, Ленка; Колоухова, Кристина; Швец, Павел; Лукотова, Ленка; Мирияла, Виджай Мадхав; Франкова, Павла; Кучка, Ян; Крайт, Ян; Парал, Петр; Байечны, Мартин; Хейзер, Томаш; Поль, Радек; Данлоп, Дэвид; Чернек, Иржи; Шефц, Лудек; Бенеш, Иржи; Штепанек, Петр; Хобза, Павел; Грубый, Мартин (2020). «Хелатирующие полимеры для лечения наследственного гемохроматоза». Высокомолекулярные Bioscience : 2000254. дои : 10.1002 / mabi.202000254 . ISSN 1616-5187 . PMID 32954629 .
- ^ Гамильтон, Жасмин L; Кижаккедату, Джаячандран Н. (2015). «Полимерные наноносители для лечения системной перегрузки железом» . Молекулярная и клеточная терапия . 3 (1). DOI : 10,1186 / s40591-015-0039-1 . ISSN 2052-8426 . PMC 4451967 .
- ^ Поломосканик, Стивен С .; Кэннон, С. Пэт; Neenan, Thomas X .; Холмс-Фарли, С. Рэндалл; Мандевиль, У. Гарри; Дхал, Прадип К. (2005). «Гидрогели, содержащие гидроксамовую кислоту, для терапии хелатированием неабсорбированного железа: синтез, характеристика и биологическая оценка». Биомакромолекулы . 6 (6): 2946–2953. DOI : 10.1021 / bm050036p . ISSN 1525-7797 . PMID 16283713 .
- ^ Цянь, Цзянь; Салливан, Брэдли П.; Петерсон, Сэмюэл Дж .; Беркланд, Кори (2017). «Неабсорбируемые железосвязывающие полимеры предотвращают абсорбцию пищевого железа для лечения перегрузки железом». Буквы макросов ACS . 6 (4): 350–353. DOI : 10.1021 / acsmacrolett.6b00945 . ISSN 2161-1653 .
- ^ Маттова, Яна; Поучкова, Павла; Кучка, Ян; Шкодова, Михаэла; Ветрик, Мирослав; Штепанек, Петр; Урбанек, Петр; Петржик, Милош; Nový, Zbyněk; Hrubý, Мартин (2014). «Хелатирующие полимерные шарики как потенциальное лекарство от болезни Вильсона». Европейский журнал фармацевтических наук . 62 : 1–7. DOI : 10.1016 / j.ejps.2014.05.002 . ISSN 0928-0987 .
Дополнительные ресурсы
- Ян, Донг, Сицзюнь Чанг, Юнвэнь Лю и Суй Ван. «Синтез и эффективность сферической макропористой эпоксидно-полиамидной хелатирующей смолы для предварительного концентрирования и разделения ионов благородных металлов в следовых количествах». Annali di Chimica 95.1-2 (2005): 111-14.
- Зуга, Мохаммед, Дж. М. Кано Пав Н. и А. Гарсия Де Торрес. «Хелатирующие сорбенты на основе силикагеля и их применение в атомной спектрометрии». Аналитическая биохимическая аналитическая и биоаналитическая химия 381.6 (2005): 1103-113.
- Р. Р. Гринберг "и Х. М. Кингстон." Анализ микроэлементов в пробах природной воды путем нейтронно-активационного анализа с хелатирующей смолой ". Центр аналитической химии, Национальное бюро стандартов, Вашингтон, округ Колумбия 20234.
- Рой, ПК; Rawat, AS; Choudhary, V .; Рай, ПК (2004-11-15). «Синтез и аналитическое применение хелатирующей смолы на основе сшитого сополимера стирола / малеиновой кислоты для экстракции ионов следов металлов». Журнал прикладной науки о полимерах . 94 (4): 1771–1779. DOI : 10.1002 / app.21109 . ISSN 1097-4628 ..