JP2015174976A - Fluorescent material and method of producing the same - Google Patents

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岩崎 秀治
Hideji Iwasaki
秀治 岩崎
隆文 伊澤
Takafumi Izawa
隆文 伊澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescent material excellent in supply performance and fluorescence quantum efficiency.SOLUTION: There is provided a fluorescent material containing a citric acid analog represented by the general formula (1) defined by HOC(CHCOX)(CHCOX)COX, where X, Xand Xeach independently represent a hydroxy group, an amino group or a monoalkylamino group. Also provided is a method of producing the fluorescent material, comprising the step of heating the citric acid analog.

Description

本発明は蛍光体およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、生化学反応を検出するためのプローブ、発光素子、LED、ディスプレイ、蛍光タグなどに用いることができる蛍光体に関する。   The present invention relates to a phosphor and a method for producing the same, and more particularly to a phosphor that can be used for a probe, a light emitting element, an LED, a display, a fluorescent tag, and the like for detecting a biochemical reaction.

蛍光体とは、特定の波長の光を吸収することで励起された電子が基底状態に戻る際に蛍光を呈する物質をいう。
例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物などからなる母体に、発光中心となるユーロピウムやセリウムなどの金属がドープされた蛍光体が知られているが、発光中心となる金属の希少性が高いため、蛍光体の供給性に課題がある。
A phosphor refers to a substance that exhibits fluorescence when electrons excited by absorbing light of a specific wavelength return to the ground state.
For example, a phosphor in which a matrix made of metal oxide, metal nitride, metal sulfide or the like is doped with a metal such as europium or cerium that is the emission center is known, but the rareness of the metal that becomes the emission center is known Therefore, there is a problem in the supply property of the phosphor.

金属を含有しない蛍光体としては、例えば窒素含有グラフェンナノシートからなるカーボン蛍光体が知られている(特許文献1参照)。かかる窒素含有グラフェンナノシートは、尿素などの窒素含有化合物を溶解させた水溶液に酸化グラファイトおよび/またはグラフェン酸化物を分散させ、60℃以上で加熱することにより得られる。しかしながら、かかるカーボン蛍光体は蛍光量子効率が低いという課題がある。   As a phosphor containing no metal, for example, a carbon phosphor made of a nitrogen-containing graphene nanosheet is known (see Patent Document 1). Such a nitrogen-containing graphene nanosheet can be obtained by dispersing graphite oxide and / or graphene oxide in an aqueous solution in which a nitrogen-containing compound such as urea is dissolved and heating at 60 ° C. or higher. However, such a carbon phosphor has a problem of low fluorescence quantum efficiency.

特開2012−136566号公報JP 2012-136666 A

本発明の目的は、供給性および蛍光量子効率に優れる蛍光体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a phosphor excellent in supply ability and fluorescence quantum efficiency.

本発明は、上記目的を達成するため、
[1]下記一般式(1)で示されるクエン酸類縁体(以下「クエン酸類縁体(1)」と称する)を含有する蛍光体;
HOC(CHCOX)(CHCOX)COX (1)
(式中、X、XおよびXは、それぞれ独立に水酸基、アミノ基またはモノアルキルアミノ基を表す。)
[2]400〜500nmの蛍光波長を示す上記[1]の蛍光体;
[3]クエン酸類縁体(1)を加熱してなる、上記[1]または[2]の蛍光体;
[4]クエン酸類縁体(1)を加熱する工程を含む、上記[1]〜[3]のいずれかの蛍光体の製造方法;
[5]上記一般式(1)中のX、XおよびXがいずれも水酸基であり、かつ加熱温度が120〜170℃の範囲である、上記[4]の蛍光体の製造方法;および
[6]上記一般式(1)中のX、XおよびXの少なくともいずれか1つ以上がアミノ基またはモノアルキルアミノ基であり、かつ加熱温度が120〜150℃の範囲である、上記[5]の蛍光体の製造方法;
を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention
[1] A phosphor containing a citric acid analog represented by the following general formula (1) (hereinafter referred to as “citric acid analog (1)”);
HOC (CH 2 COX 1 ) (CH 2 COX 2 ) COX 3 (1)
(In the formula, X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydroxyl group, an amino group or a monoalkylamino group.)
[2] The phosphor according to the above [1], which exhibits a fluorescence wavelength of 400 to 500 nm;
[3] The phosphor of the above [1] or [2] obtained by heating the citric acid analog (1);
[4] The method for producing a phosphor according to any one of the above [1] to [3], comprising a step of heating the citric acid analog (1);
[5] The method for producing a phosphor according to the above [4], wherein X 1 , X 2 and X 3 in the general formula (1) are all hydroxyl groups and the heating temperature is in the range of 120 to 170 ° C .; And [6] At least any one of X 1 , X 2 and X 3 in the general formula (1) is an amino group or a monoalkylamino group, and the heating temperature is in the range of 120 to 150 ° C. The method for producing the phosphor according to [5] above;
I will provide a.

本発明の蛍光体は供給性の低下につながる金属を含まず、且つ高い蛍光量子効率を示す。また、かかる蛍光体は本発明の製造方法によって簡便に製造できる。   The phosphor of the present invention does not contain a metal that leads to a decrease in supply performance, and exhibits high fluorescence quantum efficiency. Such a phosphor can be easily produced by the production method of the present invention.

実施例1で得られた本発明の蛍光体の蛍光スペクトルである。2 is a fluorescence spectrum of the phosphor of the present invention obtained in Example 1. 実施例1で得られた本発明の蛍光体のH−NMRチャートである。2 is a 1 H-NMR chart of the phosphor of the present invention obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られた本発明の蛍光体の蛍光スペクトルである。3 is a fluorescence spectrum of the phosphor of the present invention obtained in Example 2. 実施例3で得られた本発明の蛍光体の蛍光スペクトルである。4 is a fluorescence spectrum of the phosphor of the present invention obtained in Example 3. 実施例4で得られた本発明の蛍光体の蛍光スペクトルである。4 is a fluorescence spectrum of the phosphor of the present invention obtained in Example 4.

<蛍光体>
本発明の蛍光体はクエン酸類縁体(1)を含有し、光の照射によって励起され蛍光を呈する。かかる蛍光体の蛍光量子効率は25%以上であることが好ましい。かかる蛍光体中において、上記クエン酸類縁体(1)の分子同士が特異な会合状態を取ることで蛍光を呈すると考えている。
<Phosphor>
The phosphor of the present invention contains a citric acid analog (1) and is excited by light irradiation to exhibit fluorescence. The fluorescent quantum efficiency of such a phosphor is preferably 25% or more. In such a phosphor, it is thought that the molecules of the citric acid analog (1) exhibit fluorescence by taking a specific association state.

クエン酸類縁体(1)の一次構造は下記一般式(1)で示される。
HOC(CHCOX)(CHCOX)COX (1)
(式中、X、XおよびXは、それぞれ独立に水酸基、アミノ基またはモノアルキルアミノ基を表す。)
The primary structure of the citric acid analog (1) is represented by the following general formula (1).
HOC (CH 2 COX 1 ) (CH 2 COX 2 ) COX 3 (1)
(In the formula, X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydroxyl group, an amino group or a monoalkylamino group.)

上記一般式(1)中のX、XおよびXがそれぞれ表すモノアルキルアミノ基は、アミノ基の水素原子の1つがアルキル基で置換された構造を意味する。かかるアルキル基はハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子など)、水酸基などの置換基を有していてもよい。
モノアルキルアミノ基の具体例としては、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N−n−プロピルアミノ基、N−イソプロピルアミノ基、N−n−ブチルアミノ基、N−イソブチルアミノ基、N−ヒドロキシメチルアミノ基、N−ヒドロキシエチルアミノ基、N−ヒドロキシプロピルアミノ基、N−クロロメチルアミノ基、N−クロロエチルアミノ基、N−クロロプロピルアミノ基、N−ブロモメチルアミノ基、N−ブロモエチルアミノ基、N−ブロモプロピルアミノ基などが挙げられる。
The monoalkylamino group represented by X 1 , X 2 and X 3 in the general formula (1) means a structure in which one hydrogen atom of the amino group is substituted with an alkyl group. Such an alkyl group may have a substituent such as a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc.) or a hydroxyl group.
Specific examples of the monoalkylamino group include N-methylamino group, N-ethylamino group, Nn-propylamino group, N-isopropylamino group, Nn-butylamino group, N-isobutylamino group, N-hydroxymethylamino group, N-hydroxyethylamino group, N-hydroxypropylamino group, N-chloromethylamino group, N-chloroethylamino group, N-chloropropylamino group, N-bromomethylamino group, N -Bromoethylamino group, N-bromopropylamino group, etc. are mentioned.

クエン酸類縁体(1)の具体例としては、クエン酸、クエン酸モノアミド、クエン酸ジアミド、クエン酸トリアミド、N−メチルクエン酸モノアミド、N,N’−ジメチルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリメチルクエン酸トリアミド、N−エチルクエン酸モノアミド、N,N’−ジエチルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリエチルクエン酸トリアミド、N−プロピルクエン酸モノアミド、N,N’−ジプロピルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリプロピルクエン酸トリアミド、N−イソプロピルクエン酸モノアミド、N,N’−ジイソプロピルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリイソプロピルクエン酸トリアミド、N−ブチルクエン酸モノアミド、N,N’−ジブチルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリブチルクエン酸トリアミド、N−ヒドロキシメチルクエン酸モノアミド、N,N’−ジヒドロキシメチルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリヒドロキシメチルクエン酸トリアミド、N−ヒドロキシエチルクエン酸モノアミド、N,N’−ジヒドロキシエチルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリヒドロキシエチルクエン酸トリアミド、N−クロロメチルクエン酸モノアミド、N,N’−ジクロロメチルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリクロロメチルクエン酸トリアミド、N−クロロエチルクエン酸モノアミド、N,N’−ジクロロエチルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリクロロエチルクエン酸トリアミド、N−ブロモメチルクエン酸モノアミド、N,N’−ジブロモメチルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリブロモメチルクエン酸トリアミド、N−ブロモエチルクエン酸モノアミド、N,N’−ジブロモエチルクエン酸ジアミド、N,N’,N’’−トリブロモエチルクエン酸トリアミドなどが挙げられる。   Specific examples of the citric acid analog (1) include citric acid, citric acid monoamide, citric acid diamide, citric acid triamide, N-methylcitric acid monoamide, N, N′-dimethylcitric acid diamide, N, N ′, N ″ -trimethyl citrate triamide, N-ethyl citrate monoamide, N, N′-diethyl citrate diamide, N, N ′, N ″ -triethyl citrate triamide, N-propyl citrate monoamide, N, N '-Dipropylcitric acid diamide, N, N', N ″ -tripropylcitric acid triamide, N-isopropylcitric acid monoamide, N, N′-diisopropylcitric acid diamide, N, N ′, N ″ -tri Isopropyl citrate triamide, N-butyl citrate monoamide, N, N′-dibutyl citrate diamide, N, N ′, N ′ -Tributyl citrate triamide, N-hydroxymethyl citrate monoamide, N, N'-dihydroxymethyl citrate diamide, N, N ', N' '-trihydroxymethyl citrate triamide, N-hydroxyethyl citrate monoamide, N , N′-dihydroxyethyl citrate diamide, N, N ′, N ″ -trihydroxyethyl citrate triamide, N-chloromethyl citrate monoamide, N, N′-dichloromethyl citrate diamide, N, N ′, N ″ -trichloromethyl citrate triamide, N-chloroethyl citrate monoamide, N, N′-dichloroethyl citrate diamide, N, N ′, N ″ -trichloroethyl citrate triamide, N-bromomethyl citrate Monoamide, N, N′-dibromomethylcitric acid diamide, N N ′, N ″ -tribromomethyl citrate triamide, N-bromoethyl citrate monoamide, N, N′-dibromoethyl citrate diamide, N, N ′, N ″ -tribromoethyl citrate triamide, etc. Can be mentioned.

本発明の蛍光体は400〜500nmの蛍光波長を示すことが好ましい。なお、本明細書において蛍光波長とは、蛍光スペクトルの最大ピークのピークトップ波長を意味する。すなわち、本発明の蛍光体における蛍光スペクトルの最大ピークのピークトップ波長は400〜500nmの範囲であることが好ましい。   The phosphor of the present invention preferably exhibits a fluorescence wavelength of 400 to 500 nm. In the present specification, the fluorescence wavelength means the peak top wavelength of the maximum peak of the fluorescence spectrum. That is, the peak top wavelength of the maximum peak of the fluorescence spectrum in the phosphor of the present invention is preferably in the range of 400 to 500 nm.

本発明の蛍光体が含有するクエン酸類縁体(1)は1種のみであっても、複数種であってもよい。   The phosphor of the present invention may contain only one type of citric acid analog (1) or a plurality of types.

またかかる蛍光体は、本発明の目的を損なわない範囲で他の蛍光体、バインダーなどを含有してもよい。   Such phosphors may contain other phosphors, binders and the like as long as the object of the present invention is not impaired.

<蛍光体の製造方法>
本発明の蛍光体の原料であるクエン酸類縁体(1)として、上記一般式(1)中のX、XおよびXの少なくともいずれか1つ以上がアミノ基であるクエン酸アミド(以下「クエン酸アミド(A)」と称する)を用いる場合、かかるクエン酸アミド(A)はクエン酸と尿素を好ましくは水中で反応させることで製造できる。この場合、尿素の使用量は通常クエン酸の1〜4モル倍の範囲とする。
使用する尿素の使用量がクエン酸の3モル倍未満である場合、生成物は、通常X、XおよびXのうちの1つがアミノ基であるもの(モノアミド)、2つがアミノ基であるもの(ジアミド)、3つがアミノ基であるもの(トリアミド)並びに未反応のクエン酸の混合物となる。一方、尿素の使用量をクエン酸の3モル倍以上とすればトリアミドが選択的に得られる。
クエン酸と尿素の反応に際して、水をクエン酸の0.1〜20質量倍で共存させるのが好ましく、2〜10質量倍で共存させるのがより好ましい。また、精製水、イオン交換水、蒸留水などの金属イオンを含まない水が好ましい。
クエン酸と尿素の反応における気相部の雰囲気は窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下であることが好ましい。反応温度は10〜80℃が好ましく、20〜60℃がより好ましい。
<Method for producing phosphor>
As citric acid analog (1) which is a raw material of the phosphor of the present invention, citric acid amide (wherein at least one of X 1 , X 2 and X 3 in the general formula (1) is an amino group ( In the case of using “citric acid amide (A)” hereinafter, the citric acid amide (A) can be produced by reacting citric acid and urea, preferably in water. In this case, the amount of urea used is usually in the range of 1 to 4 moles of citric acid.
If the amount of urea used is less than 3 moles of citric acid, the product is usually one in which X 1 , X 2 and X 3 are amino groups (monoamide), two are amino groups Some (diamide), three are amino groups (triamide), and a mixture of unreacted citric acid. On the other hand, if the amount of urea used is 3 mol times or more of citric acid, triamide can be selectively obtained.
In the reaction of citric acid and urea, water is preferably present at 0.1 to 20 times by mass of citric acid, more preferably 2 to 10 times by mass. Moreover, the water which does not contain metal ions, such as purified water, ion-exchange water, and distilled water, is preferable.
The gas phase atmosphere in the reaction of citric acid and urea is preferably an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The reaction temperature is preferably 10 to 80 ° C, more preferably 20 to 60 ° C.

本発明の蛍光体の原料となるクエン酸類縁体(1)として、上記一般式(1)中のX、XおよびXの少なくともいずれかがモノアルキルアミノ基であるクエン酸アミド(以下「クエン酸アミド(B)」と称する)を用いる場合、かかるクエン酸アミド(B)はクエン酸とモノアルキルアミンを水中で反応させることで製造できる。この場合、モノアルキルアミンの使用量は通常クエン酸の1〜4モル倍の範囲とする。
使用するモノアルキルアミンの使用量がクエン酸の3モル倍未満である場合、通常生成物は、X、XおよびXのうちの1つがモノアルキルアミノ基であるもの(モノアミド)、2つがモノアルキルアミノ基であるもの(ジアミド)、3つがモノアルキルアミノ基であるもの(トリアミド)並びに未反応のクエン酸の混合物となり、モノアルキルアミンの使用量をクエン酸の3モル倍以上とすればトリアミドが選択的に得られる。
クエン酸とモノアルキルアミンの反応に際して、水をクエン酸の0.1〜20質量倍で共存させるのが好ましく、2〜10質量倍で共存させるのがより好ましい。また、精製水、イオン交換水、蒸留水などの金属イオンを含まない水が好ましい。
反応は窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。反応温度は10〜80℃が好ましく、20〜60℃がより好ましい。
As the citric acid analog (1) used as the raw material of the phosphor of the present invention, citric acid amide (hereinafter referred to as at least one of X 1 , X 2 and X 3 in the general formula (1) is a monoalkylamino group) When "citric acid amide (B)" is used, the citric acid amide (B) can be produced by reacting citric acid with a monoalkylamine in water. In this case, the amount of monoalkylamine used is usually in the range of 1 to 4 moles of citric acid.
When the amount of monoalkylamine used is less than 3 moles of citric acid, the product is usually one in which one of X 1 , X 2 and X 3 is a monoalkylamino group (monoamide), 2 One is a monoalkylamino group (diamide), the other is a monoalkylamino group (triamide) and a mixture of unreacted citric acid, and the amount of monoalkylamine used is 3 moles or more of citric acid. Triamide is selectively obtained.
In the reaction of citric acid and monoalkylamine, water is preferably present at 0.1 to 20 times by mass of citric acid, more preferably 2 to 10 times by mass. Moreover, the water which does not contain metal ions, such as purified water, ion-exchange water, and distilled water, is preferable.
The reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The reaction temperature is preferably 10 to 80 ° C, more preferably 20 to 60 ° C.

上記してきた方法で得られるクエン酸アミド(A)およびクエン酸アミド(B)は製造後、単離することなく、後述するように水を除去しながら加熱することで蛍光体の製造に供することができる。   The citric acid amide (A) and citric acid amide (B) obtained by the above-described method should be used for the production of phosphors by heating while removing water, as will be described later, without isolation after production. Can do.

本発明の蛍光体は、クエン酸類縁体(1)を加熱することで得られる。加熱は窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。加熱温度はクエン酸類縁体の熱安定性に応じて選択でき、通常120〜170℃の範囲である。加熱時間は、通常10〜500分であり、20〜300分の範囲とするのが好ましい。   The phosphor of the present invention can be obtained by heating the citric acid analog (1). Heating is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The heating temperature can be selected according to the thermal stability of the citric acid analog and is usually in the range of 120 to 170 ° C. The heating time is usually 10 to 500 minutes, preferably 20 to 300 minutes.

上記一般式(1)中のX、X、Xがいずれも水酸基である場合、すなわち該クエン酸類縁体(1)としてクエン酸を用いる場合、加熱温度は120〜170℃の範囲が好ましく、130〜165℃の範囲がより好ましい。 When X 1 , X 2 and X 3 in the general formula (1) are all hydroxyl groups, that is, when citric acid is used as the citric acid analog (1), the heating temperature is in the range of 120 to 170 ° C. Preferably, the range of 130-165 degreeC is more preferable.

上記一般式(1)中のX、X、Xの少なくともいずれか1つ以上がアミノ基またはモノアルキルアミノ基であるクエン酸類縁体(1)を用いる場合、加熱温度は120〜150℃の範囲が好ましく、130〜145℃の範囲がより好ましい。 When the citric acid analog (1) in which at least one of X 1 , X 2 and X 3 in the general formula (1) is an amino group or a monoalkylamino group is used, the heating temperature is 120 to 150. The range of ° C is preferred, and the range of 130 to 145 ° C is more preferred.

クエン酸類縁体(1)の加熱は無溶媒下で行っても溶媒存在下で行ってもよい。溶媒の使用量は、クエン酸類縁体(1)の20質量倍以下が好ましく、該クエン酸類縁体(1)の溶解性の観点から2〜10質量倍がより好ましい。   The citric acid analog (1) may be heated in the absence of a solvent or in the presence of a solvent. The amount of the solvent used is preferably 20 times by mass or less of the citric acid analog (1), and more preferably 2 to 10 times by mass from the viewpoint of solubility of the citric acid analog (1).

水存在下でクエン酸類縁体(1)の加熱を行う場合、加熱に伴うクエン酸類縁体(1)の加水分解を抑制する観点から、水を除去しながら加熱を行うのが好ましい。   When heating the citric acid analog (1) in the presence of water, it is preferable to perform heating while removing water from the viewpoint of suppressing hydrolysis of the citric acid analog (1) accompanying heating.

以下、実施例、比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited by this Example.

[蛍光体の評価]
実施例で得られた蛍光体および比較例で得られた化合物の評価は次のように行った。
1.元素分析
全自動元素分析装置(パーキンエルマー社製、2400II)を用いて、炭素(C)、水素(H)、窒素(N)の含有率を測定し、目的物における各含有率の計算値と比較した。
2.質量分析
質量分析装置(日本電子製、JMS−MS700v型)を用いて、EI法により測定した。
3.H−NMR
核磁気共鳴装置:日本電子社製
製品名:LAMBDA(NMR500)
溶媒:重水
4.波長分布と蛍光量子収率
分光蛍光光度計(日本分光社製、FP−8000)の粉末測定用カートリッジを用いて、波長360nmの光を照射し、励起、放出された蛍光の波長分布と、観測された光子/入射した光子により、蛍光量子収率を求めた。
[Evaluation of phosphor]
The phosphors obtained in the examples and the compounds obtained in the comparative examples were evaluated as follows.
1. Elemental analysis Using a fully automatic elemental analyzer (manufactured by Perkin Elmer, 2400II), the carbon (C), hydrogen (H), and nitrogen (N) content rates are measured, Compared.
2. Mass spectrometry Measurement was performed by the EI method using a mass spectrometer (JEOL Ltd., JMS-MS700v type).
3. 1 H-NMR
Nuclear magnetic resonance apparatus: manufactured by JEOL Ltd. Product name: LAMBDA (NMR500)
Solvent: heavy water4. Wavelength distribution and fluorescence quantum yield Using a spectrofluorometer (manufactured by JASCO Corporation, FP-8000) powder measurement cartridge, irradiates light with a wavelength of 360 nm, and observes the wavelength distribution of excited and emitted fluorescence. The fluorescence quantum yield was determined from the photons produced / incident photons.

[実施例1]
10mlの3口フラスコ中に、クエン酸・1水和物2.10g(0.01モル)(和光純薬社製)、尿素1.8g(0.03モル)(和光純薬工業社製)およびイオン交換水3mlを添加し、25℃で溶液を調製した。
かかる溶液を調製した3口フラスコに温度計、還流管を付した後、内温60℃にて180分間加熱した後、3口フラスコに紫外線を照射したが内容物は蛍光を呈していなかった。次いで、還流管を還流頭に交換し、内温を140℃まで昇温しつつ、蒸発する水を凝縮留去した。内温110℃から水の留去が始まり、30分間で約3gの水を留去した。内温が140℃に到達した後120分間加熱した。3口フラスコに紫外線を照射したところ内容物は蛍光を呈していた。室温まで冷却後、真空ポンプに接続し、133Pa(1Torr)、80℃で3時間減圧乾燥し、1.84gの蛍光体を得た。元素分析およびH−NMRの測定結果から、得られた蛍光体は高濃度でクエン酸トリアミドを含むことが判明した。全量がクエン酸トリアミドであると仮定した場合の収率は97%と算定される。クエン酸トリアミドの元素組成の計算値並びに得られた蛍光体の元素分析結果および蛍光量子収率を表1に示す。また該蛍光体の蛍光スペクトルを図1に、H−NMRスペクトルを図2に示す。元素分析およびH−NMRの測定結果から、得られた固体は高純度のクエン酸トリアミドであると考えられる。
[Example 1]
In a 10 ml three-necked flask, citric acid monohydrate 2.10 g (0.01 mol) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), urea 1.8 g (0.03 mol) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) And 3 ml of ion-exchanged water was added to prepare a solution at 25 ° C.
A three-necked flask prepared with such a solution was equipped with a thermometer and a reflux tube, heated at an internal temperature of 60 ° C. for 180 minutes, and then irradiated with ultraviolet rays, but the contents did not exhibit fluorescence. Subsequently, the reflux tube was replaced with a reflux head, and the water to be evaporated was condensed and distilled while the internal temperature was raised to 140 ° C. Distillation of water started from an internal temperature of 110 ° C., and about 3 g of water was distilled off in 30 minutes. After the internal temperature reached 140 ° C., heating was performed for 120 minutes. When the three-necked flask was irradiated with ultraviolet rays, the contents showed fluorescence. After cooling to room temperature, it was connected to a vacuum pump and dried under reduced pressure at 133 Pa (1 Torr) and 80 ° C. for 3 hours to obtain 1.84 g of a phosphor. From the results of elemental analysis and 1 H-NMR measurement, the obtained phosphor was found to contain citric acid triamide at a high concentration. The yield is calculated to be 97% assuming that the total amount is citric acid triamide. Table 1 shows the calculated values of the elemental composition of citric acid triamide, the elemental analysis results of the obtained phosphor, and the fluorescence quantum yield. The fluorescence spectrum of the phosphor is shown in FIG. 1, and the 1 H-NMR spectrum is shown in FIG. From the results of elemental analysis and 1 H-NMR measurement, the obtained solid is considered to be high-purity citric acid triamide.

[実施例2]
尿素の代わりにエタノールアミン1.83g(0.03モル)(和光純薬工業社製)を用いた以外は、実施例1と同様に実施し、3.09gの蛍光体を得た。元素分析およびH−NMRの測定結果から得られた蛍光体は高濃度でN,N’,N’’−トリヒドロキシエチルクエン酸トリアミドを含むことが判明した。全量がN,N’,N’’−トリヒドロキシエチルクエン酸トリアミドであると仮定すると、収率は96%と算定される。N,N’,N’’−トリヒドロキシエチルクエン酸トリアミドの元素組成の計算値並びに得られた蛍光体の元素分析結果および蛍光量子収率を表1に、該蛍光体の蛍光スペクトルを図3に示す。
[Example 2]
It implemented like Example 1 except having used ethanolamine 1.83g (0.03mol) (made by Wako Pure Chemical Industries Ltd.) instead of urea, and obtained 3.09g phosphor. The phosphor obtained from the results of elemental analysis and 1 H-NMR measurement was found to contain N, N ′, N ″ -trihydroxyethyl citrate triamide at a high concentration. Assuming the total amount is N, N ′, N ″ -trihydroxyethyl citrate triamide, the yield is calculated as 96%. The calculated values of the elemental composition of N, N ′, N ″ -trihydroxyethyl citrate triamide, the results of elemental analysis of the obtained phosphor and the fluorescence quantum yield are shown in Table 1, and the fluorescence spectrum of the phosphor is shown in FIG. Shown in

[実施例3]
尿素の代わりにプロピルアミン1.77g(0.03モル)(和光純薬工業社製)を用いた以外は、実施例1と同様に実施し、3.04gの蛍光体を得た。元素分析およびH−NMRの測定結果から、得られた蛍光体は高濃度でN,N’,N’’−トリプロピルクエン酸トリアミドを含むことが判明した。全量がN,N’,N’’−トリプロピルクエン酸トリアミドであると仮定すると、収率は96%と算定される。N,N’,N’’−トリプロピルクエン酸トリアミドの元素組成の計算値並びに得られた蛍光体の元素分析結果および蛍光量子収率を表1に、該蛍光体の蛍光スペクトルを図4に示す。
[Example 3]
The same procedure as in Example 1 was conducted, except that 1.77 g (0.03 mol) of propylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of urea to obtain 3.04 g of a phosphor. From the results of elemental analysis and 1 H-NMR measurement, the obtained phosphor was found to contain N, N ′, N ″ -tripropylcitric acid triamide at a high concentration. Assuming the total amount is N, N ′, N ″ -tripropylcitric acid triamide, the yield is calculated as 96%. The calculated values of the elemental composition of N, N ′, N ″ -tripropylcitric acid triamide, the elemental analysis results and the fluorescence quantum yield of the obtained phosphor are shown in Table 1, and the fluorescence spectrum of the phosphor is shown in FIG. Show.

[実施例4]
温度計、還流管を付した10mlの3口フラスコ中に、クエン酸・1水和物(和光純薬工業社製)2.10g(0.01モル)を添加し、内温60℃にて120分間加熱した後、160℃に昇温して30分間加熱した。室温まで冷却後、真空ポンプに接続し、133Pa(1Torr)、80℃で3時間乾燥し、1.90gの蛍光体を得た。元素分析、H−NMRおよび融点(JIS−K0064にしたがって測定)の測定結果から、得られた蛍光体は高濃度でクエン酸を含むことが判明した。全量がクエン酸であると仮定すると、収率は99%と算定される。クエン酸の元素組成の計算値並びに得られた蛍光体の元素分析結果および蛍光量子収率を表1に、該蛍光体の蛍光スペクトルを図5に示す。
[Example 4]
2.10 g (0.01 mol) of citric acid monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to a 10 ml three-necked flask equipped with a thermometer and a reflux tube, and the internal temperature was 60 ° C. After heating for 120 minutes, the temperature was raised to 160 ° C. and heated for 30 minutes. After cooling to room temperature, it was connected to a vacuum pump and dried at 133 Pa (1 Torr) and 80 ° C. for 3 hours to obtain 1.90 g of a phosphor. From the results of elemental analysis, 1 H-NMR and melting point (measured according to JIS-K0064), it was found that the obtained phosphor contained citric acid at a high concentration. Assuming the total amount is citric acid, the yield is calculated as 99%. The calculated values of the elemental composition of citric acid, the results of elemental analysis of the obtained phosphor and the fluorescence quantum yield are shown in Table 1, and the fluorescence spectrum of the phosphor is shown in FIG.

[実施例5]
実施例2において、エタノールアミンの使用量を1.22g(0.02モル)とした以外は実施例2と同様に行った。2.74gの蛍光体を得た。H−NMRの測定結果から、得られた蛍光体は、N,N’,N’’−トリヒドロキシエチルクエン酸トリアミド、N,N’−ジヒドロキシエチルクエン酸ジアミド、N,−モノヒドロキシエチルクエン酸モノアミド、クエン酸をそれぞれ含むことが判明した。
[Example 5]
In Example 2, it carried out like Example 2 except the usage-amount of ethanolamine having been 1.22 g (0.02 mol). 2.74 g of phosphor was obtained. From the measurement result of 1 H-NMR, the obtained phosphor was obtained from N, N ′, N ″ -trihydroxyethyl citrate triamide, N, N′-dihydroxyethyl citrate diamide, N, -monohydroxyethyl citrate. It was found to contain acid monoamide and citric acid, respectively.

[比較例1]
尿素の代わりにアニリン2.8g(0.03モル)を用いた以外は、実施例1と同様に実施した。得られた固体は紫外線を吸収するものの、可視光域に蛍光を観測しなかった。
[Comparative Example 1]
The same operation as in Example 1 was carried out except that 2.8 g (0.03 mol) of aniline was used instead of urea. Although the obtained solid absorbed ultraviolet rays, no fluorescence was observed in the visible light region.

[比較例2]
加熱温度および乾燥温度を40℃とした以外は実施例4と同様にして固体を得た。H−NMRおよび融点(JIS−K0064にしたがって測定)の測定結果から、得られた固体は高純度のクエン酸・水和物であると判明した。全量がクエン酸・1水和物であると仮定すると、収率は99%と算定される。かかるクエン酸・1水和物は、蛍光を観測しなかった。
[Comparative Example 2]
A solid was obtained in the same manner as in Example 4 except that the heating temperature and the drying temperature were 40 ° C. From the measurement results of 1 H-NMR and melting point (measured according to JIS-K0064), it was found that the obtained solid was a high-purity citric acid / hydrate. Assuming that the total amount is citric acid monohydrate, the yield is calculated as 99%. Such citric acid monohydrate did not observe fluorescence.

Figure 2015174976
Figure 2015174976

本発明の蛍光体は、生化学反応を検出するためのプローブ、発光素子、LED、ディスプレイ、蛍光タグなどに用いることができる。   The phosphor of the present invention can be used for probes for detecting biochemical reactions, light emitting elements, LEDs, displays, fluorescent tags, and the like.

Claims (6)

下記一般式(1)で示されるクエン酸類縁体を含有する蛍光体。
HOC(CHCOX)(CHCOX)COX (1)
(式中、X、XおよびXは、それぞれ独立に水酸基、アミノ基またはモノアルキルアミノ基を表す。)
A phosphor containing a citric acid analog represented by the following general formula (1).
HOC (CH 2 COX 1 ) (CH 2 COX 2 ) COX 3 (1)
(In the formula, X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydroxyl group, an amino group or a monoalkylamino group.)
400〜500nmの蛍光波長を示す請求項1に記載の蛍光体。 The phosphor according to claim 1, which exhibits a fluorescence wavelength of 400 to 500 nm. 下記一般式(1)で示されるクエン酸類縁体を加熱してなる、請求項1または2に記載の蛍光体。
HOC(CHCOX)(CHCOX)COX (1)
(式中、X、XおよびXは、それぞれ独立に水酸基、アミノ基またはモノアルキルアミノ基を表す。)
The phosphor according to claim 1 or 2, wherein a citric acid analog represented by the following general formula (1) is heated.
HOC (CH 2 COX 1 ) (CH 2 COX 2 ) COX 3 (1)
(In the formula, X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydroxyl group, an amino group or a monoalkylamino group.)
下記一般式(1)で示されるクエン酸類縁体を加熱する工程を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の蛍光体の製造方法。
HOC(CHCOX)(CHCOX)COX (1)
(式中、X、XおよびXは、それぞれ独立に水酸基、アミノ基またはモノアルキルアミノ基を表す。)
The manufacturing method of the fluorescent substance in any one of Claims 1-3 including the process of heating the citric acid analog shown by following General formula (1).
HOC (CH 2 COX 1 ) (CH 2 COX 2 ) COX 3 (1)
(In the formula, X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydroxyl group, an amino group or a monoalkylamino group.)
前記一般式(1)中のX、XおよびXがいずれも水酸基であり、且つ加熱温度が120〜170℃の範囲である、請求項4に記載の蛍光体の製造方法。 The method for producing a phosphor according to claim 4, wherein X 1 , X 2 and X 3 in the general formula (1) are all hydroxyl groups and the heating temperature is in the range of 120 to 170 ° C. 前記一般式(1)中のX、XおよびXの少なくともいずれか1つ以上がアミノ基またはモノアルキルアミノ基であり、かつ加熱温度が120〜150℃の範囲である、請求項4に記載の蛍光体の製造方法。 5. At least one of X 1 , X 2 and X 3 in the general formula (1) is an amino group or a monoalkylamino group, and the heating temperature is in the range of 120 to 150 ° C. 5. A method for producing the phosphor according to 1.
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