Las resinas quelantes son una clase de resinas de intercambio iónico . Casi siempre se utilizan para unir cationes y utilizan agentes quelantes unidos covalentemente a una matriz de polímero. Las resinas quelantes tienen la misma forma de perlas y matriz polimérica que los intercambiadores de iones habituales. Su uso principal es la preconcentración de iones metálicos en una solución diluida. Las resinas de intercambio iónico quelantes se utilizan para la descalcificación de la salmuera en la industria cloroalcalina, la eliminación de boro del agua potable y la recuperación de metales preciosos en soluciones. [1] [2] [3]
Propiedades y estructura
Las resinas quelantes funcionan de manera similar a las resinas de intercambio iónico ordinarias.
La mayoría de las resinas quelantes son polímeros (copolímeros para ser precisos) con grupos funcionales reactivos que se quelan en iones metálicos. [4] La variación en las resinas quelantes surge de la naturaleza de los agentes quelantes que cuelgan del esqueleto del polímero. La resina quelante Dowex A-1, también conocida como Chelex 100, se basa en ácido iminodiacético en una matriz de estireno-divinilbenceno. Dowex A-1 está disponible comercialmente y se usa ampliamente para determinar las propiedades generales de las resinas quelantes tales como el paso de determinación de la velocidad y la dependencia del pH, etc. Dowex A-1 se produce a partir de un copolímero de estireno-divinilbenceno clorometilado mediante aminación con ácido aminodiacético .
La resina quelante polimetálica tiene una afinidad casi insignificante por los metales alcalinos y alcalinotérreos; Se pueden utilizar pequeñas cantidades de resina para concentrar trazas de metales en sistemas de agua natural o fluidos biológicos, en los que hay tres o cuatro órdenes de magnitud mayor de concentración de metales alcalinos y alcalinotérreos que las concentraciones de trazas de metales. [5]
Otros grupos funcionales unidos a resinas quelantes son los ácidos aminofosfónicos, tiourea y 2-picolilamina .
Aplicación en la remediación de metales pesados
El suelo contaminado con metales pesados, incluidos radionucleidos, se mitiga principalmente con resinas quelantes. [6] [7]
Se propusieron polímeros quelantes ( resinas de intercambio iónico ) para la terapia de mantenimiento de patologías acompañadas de acumulación de hierro, como la hemocromatosis hereditaria ( sobrecarga de hierro ) [8] [9] [10] [11] o la enfermedad de Wilson ( sobrecarga de cobre ), [12 ] al quelar los iones metálicos en GIT y así limitar su disponibilidad biológica.
Referencias
- ^ Apte, SC; Batley, GE, "Especiación de metales traza de especies químicas lábiles en aguas naturales y sedimentos: enfoques no electroquímicos", IUPAC Ser. Anal. Phys. Chem. Reinar. Syst. 1995, 3, 259-306.
- ^ Garg, BS; Sharma, RK; Bhojak, N .; Mittal, S., "Resinas quelantes y sus aplicaciones en el análisis de iones de metales traza", Microchem. J. 1999, 61, 94-114. doi : 10.1006 / mchj.1998.1681
- ^ Sharma, RK; Mittal, S .; Koel, M., "Análisis de trazas de iones metálicos utilizando resinas quelantes a base de sílice: un método analítico ecológico", Crit. Rev. Anal. Chem. 2003, 33, 183-197. doi : 10.1080 / 713609163
- ^ Sahni, SK; Reedijk, J., "Química de coordinación de resinas quelantes e intercambiadores de iones", Coord. Chem. Rev. 1984, 59, 1-139. doi : 10.1016 / 0010-8545 (84) 85053-5
- ^ Colella, MB; Siggia, S .; Barnes, RM (1980). "Síntesis y caracterización de una resina quelante de poli (acrilamidoxima) metal". Química analítica . 52 (6): 967–972. doi : 10.1021 / ac50056a044 .
- ^ Peters, Robert W. (23 de abril de 1999). "Extracción quelante de metales pesados de suelos contaminados". Revista de materiales peligrosos . 66 (1–2): 151–210. doi : 10.1016 / S0304-3894 (99) 00010-2 . PMID 10379036 .
- ^ Energía, Departamento de EE. UU. (nosotros), Consejo Nacional de Investigación (1998-01-01). "Restauración del medio ambiente a través de la biorremediación y las ciencias moleculares: perspectivas para una mejor comprensión y nuevas soluciones basadas en la ciencia" . Prensa de Academias Nacionales (EE. UU.). Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Groborz, Ondřej; Poláková, Lenka; Kolouchová, Kristýna; Švec, Pavel; Loukotová, Lenka; Miriyala, Vijay Madhav; Francová, Pavla; Kučka, Jan; Krijt, Jan; Páral, Petr; Báječný, Martin; Heizer, Tomáš; Pohl, Radek; Dunlop, David; Czernek, Jiří; Šefc, Luděk; Beneš, Jiří; Štěpánek, Petr; Hobza, Pavel; Hrubý, Martin (2020). "Polímeros quelantes para el tratamiento de la hemocromatosis hereditaria". Macromolecular Bioscience : 2000254. doi : 10.1002 / mabi.202000254 . ISSN 1616-5187 . PMID 32954629 .
- ^ Hamilton, Jasmine L; Kizhakkedathu, Jayachandran N (2015). "Nanoportadores poliméricos para el tratamiento de la sobrecarga sistémica de hierro" . Terapias moleculares y celulares . 3 (1). doi : 10.1186 / s40591-015-0039-1 . ISSN 2052-8426 . PMC 4451967 .
- ^ Polomoscanik, Steven C .; Cannon, C. Pat; Neenan, Thomas X .; Holmes-Farley, S. Randall; Mandeville, W. Harry; Dhal, Pradeep K. (2005). "Hidrogeles que contienen ácido hidroxámico para la terapia de quelación de hierro no absorbido: síntesis, caracterización y evaluación biológica". Biomacromoléculas . 6 (6): 2946–2953. doi : 10.1021 / bm050036p . ISSN 1525-7797 . PMID 16283713 .
- ^ Qian, Jian; Sullivan, Bradley P .; Peterson, Samuel J .; Berkland, Cory (2017). "Los polímeros de unión de hierro no absorbible previenen la absorción de hierro en la dieta para el tratamiento de la sobrecarga de hierro". Cartas de macro ACS . 6 (4): 350–353. doi : 10.1021 / acsmacrolett.6b00945 . ISSN 2161-1653 .
- ^ Mattová, Jana; Poučková, Pavla; Kučka, Jan; Škodová, Michaela; Vetrík, Miroslav; Štěpánek, Petr; Urbánek, Petr; Petřík, Miloš; Nový, Zbyněk; Hrubý, Martin (2014). "Perlas poliméricas quelantes como posibles terapias para la enfermedad de Wilson". Revista europea de ciencias farmacéuticas . 62 : 1-7. doi : 10.1016 / j.ejps.2014.05.002 . ISSN 0928-0987 .
Recursos adicionales
- Yang, Dong, Xijun Chang, Yongwen Liu y Sui Wang. "Síntesis y eficacia de una resina quelante de epoxi-poliamida macroporosa esférica para preconcentrar y separar trazas de iones de metales nobles". Annali di Chimica 95.1-2 (2005): 111-14.
- Zougagh, Mohammed, JM Cano Pav N y A. García De Torres. "Sorbentes quelantes basados en gel de sílice y su aplicación en espectrometría atómica". Química analítica y bioanalítica de Anal Bioanal Chem 381.6 (2005): 1103-113.
- RR Greenberg "y HM Kingston." Análisis de elementos traza de muestras de agua natural mediante análisis de activación de neutrones con resina quelante ". Centro de Química Analítica, Oficina Nacional de Estándares, Washington, DC 20234.
- Roy, PK; Rawat, AS; Choudhary, V .; Rai, PK (15 de noviembre de 2004). "Síntesis y aplicación analítica de una resina quelante basada en un copolímero de estireno / ácido maleico reticulado para la extracción de iones de trazas de metales". Revista de ciencia aplicada de polímeros . 94 (4): 1771-1779. doi : 10.1002 / app.21109 . ISSN 1097-4628 ..