アミド基含有環状抽出剤の新規合成による白金族リサイクル技術の革新的開発

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本研究の目的は、導入する官能基によって多様な金属に配位できる新たな抽出剤を開発することである。特に、官能基の種類によって選択性を持たせることが可能なカリックスアレーンの優れた性質を最大限に生かし、白金族金属のパラジウムや白金、ロジウム等を選択抽出する新規抽出剤の開発を目指す。平成２９年度に関しては主に以下の研究成果を得ることができた。まず、チオアミド基をカリックスアレーンの水酸基側（－OH基）に導入するための合成実験を検討した。合成手順は次の通りである。カリックス[4]アレーンの－OH基にブロモ酢酸エチル（BrCH2COOC2H5）を作用させ、エステル基（－COOC2H5基）を導入した。その後、1級アミンのn-オクチルアミン（C8H17NH2）を－COOC2H5基と反応させることで、アミド基（－NH-C(=O)－基）へと変換した。さらに、ローソン試薬を用いて、－NH-C(=O)－基の酸素元素（O）を硫黄元素（S）へと硫化することで、目的物として定めたチオアミド基含有カリックス［4］アレーンを高収量・高収率で合成することに成功した。次いで、合成したチオアミド化体の白金族親和性および抽出能力を評価するために、パラジウムや白金、ロジウムの各単独あるいは混合塩酸溶液からの抽出実験を行った。その結果、今回合成した抽出剤は、パラジウムに高い選択性と親和性を有することがわかった。さらにスロープ解析を使った考察により抽出モデルを検討した結果、抽出剤とパラジウムの化学量論比が抽出剤：金属＝1：1で抽出していることを確認した。また、抽出剤と金属イオンがキレート錯体を形成してパラジウムを捕捉するという抽出メカニズムについても、赤外吸収スペクトルを使って解明することができた。