JP4370379B2 - 放射線検出用発色材及び放射線検出ラベル - Google Patents
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- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
Description
原子力発電所では通常管理区域入口に定点の定期的サーベイによりエリア線量率マップを作成し、この線量率の情報を作業者に提供することにより被曝管理を行っている。しかし情報伝達には新たな電気配線を必要とする上、咄嗟の放射線漏洩に敏感に対応することが困難な場合が生ずる。
一方、放射線照射を利用する施設では、対象物により放射線量を変更するため、広い線領域で放射線を感受することが求められている。
しかし、このような検出色素は、色素の熱安定性や光安定性、酸に対する発色感度の調整、ポリマー等の担体との相溶性、担体に担持された状態での発色感度の把握に問題があるうえ、酸発生剤についてもその熱や光に対する安定性、放射線に対する感度、酸発生剤と担体との相溶性や相互作用等、考慮しなければならない課題が非常に多い。
すなわち本発明は、式(1)(化6)で表される、放射線の照射によって発色するフェノキサジン系化合物を含有する発色材及び放射線検出ラベルである。
ここで、ハロゲン原子は、弗素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子であり、炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基が挙げられ、炭素数1〜4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、iso-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基が挙げられる。
1)Xが硫黄原子の場合
本発明の式(1)で表される化合物は、下記反応式(1)(化8)に従って、製造できる。
本発明の式(1)で表される化合物は、下記反応式(2)(化9)に従って、製造できる。
このようにして得られる、本発明に係る式(1)で表されるフェノキサジン系化合物の例を、後述の表1(表1)、表1(つづき)(表2)に示す。
式(2)で表されるフェナジン系化合物において、R7、R8は、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基等が挙げられる。
このようにして得られる、本発明に係る式(2)で表されるフェナジン系化合物の例を、後述の表2(表3)に示す。
また、λmaxにおける吸光度は、化合物濃度にも比例するので、化合物の濃度を上げることにより、より低吸収線量においても、目視で確認することができる。
溶媒としては、アルコール類、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、酢酸エチル等、担体としては、PVA、PMMA、PET、ポリシラン等のポリマー、液晶、アモルファス材料が挙げられる。溶媒としては、特に、アセトニトリルが好適である。
さらに本発明に係る式(1)のフェノキサジン系化合物及び式(2)のフェナジン系化合物は、いずれも、放射線検出ラベルとして用いることができる。本発明に係る放射線検出ラベルは、PVA、PMMA、PET、ポリシラン等のポリマーとともに、本発明に係る式(1)のフェノキサジン系化合物又は式(2)のフェナジン系化合物を溶かした溶液から、溶媒を徐々に蒸発させるか、又は高温で融解したPVA、PMMA、PET、ポリシラン等のポリマーに、本発明に係る式(1)のフェノキサジン系化合物又は式(2)のフェナジン系化合物を溶解させ、成型する等の方法により容易に得ることができる。
実施例1(3,7−ビス(ジエチルアミノ)−10−(p−クロロフェノキシチオカルボニル)フェノキサジンの製造)(化合物番号1106の製造)
アルゴン置換した50ml三口フラスコに、チオホスゲン1.21g(10.53mmol)を溶解したヘキサン13mlを加えた。これに、p−クロロフェノール1.20g(9.29mmol)及び水酸化ナトリウム0.25g(6.25mmol)を溶解した水10mlを、室温でゆっくり滴下した。滴下終了後、室温で5時間攪拌した。その後、分液操作を行い、p−クロロフェニルクロロチオノホルメートを含むヘキサン層を分取した。ヘキサン層はすぐに次の反応に用いた。
室温、アルゴン雰囲気下で、3,7−ビス(ジエチルアミノ)フェノキサジニウム塩化物1.46g(4.06mmol)を水50mlに溶解した。その後、トルエン50mlを加え、10分程度攪拌した後、亜二チオン酸ナトリウム1.39g(8.05mmol)、水酸化ナトリウム0.38g(9.48mmol)及び炭酸水素ナトリウム0.52g(6.16mmol)を溶解した水50mlを加え、遮光した。30分攪拌して還元反応を行った後、室温のまま、上記の粗製p−クロロフェニルクロロチオノホルメートを含むヘキサン溶液約15mlをゆっくり滴下した。滴下終了後、室温で15時間攪拌した。その後、分液操作を行い、トルエン層を分取した。無水硫酸ナトリウムで乾燥し、トルエンを留去した。得られた残渣を用いてプレパラティブTLCを行い、次に、ソックスレイ抽出を行った。残渣をメタノールで再結晶し、目的化合物3,7−ビス(ジエチルアミノ)−10−(p−クロロフェノキシチオカルボニル)フェノキサジン313.6mg(0.63mmol)を、無色針状結晶として得た(収率15.6%)。物性値を表1(表1)に示す。
アルゴン雰囲気下、3,7−ビス(ジエチルアミノ)−10−クロロホルミルフェノキサジン289mg(0.745mmol)、シクロヘキシルアミン297mg(3.00mmol)及びトリエチルアミン0.3mlをアセトン10mlに加えた。この溶液を2時間30分攪拌しながら還流した後、水を加えて塩酸塩を溶解し、トルエン10mlで抽出した。トルエン層を水洗後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、トルエンを留去し、残渣をメタノールで低温再結晶を2回することにより、目的化合物(3,7−ビス(ジエチルアミノ)−10−(N−シクロヘキシルカルバモイル)フェノキサジン61.3mgを、帯紫白色の柱状結晶として得た(収率18.3%)。物性値を表1(表1)に示す。
アルゴン雰囲気下、3,7−ビス(ジエチルアミノ)−10−クロロホルミルフェノキサジン621mg(1.60mmol)、sec-ブチルアミン350mg(4.80mmol)及びトリエチルアミン0.3mlをアセトン10mlに加えた。この溶液を2時間30分攪拌しながら還流した後、水を加えて塩酸塩を溶解し、トルエン10mlで抽出した。トルエン層を水洗後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、トルエンを留去し、残渣をメタノールで低温再結晶することにより、目的化合物3,7−ビス(ジエチルアミノ)−10−(N-sec-ブチルカルバモイル)フェノキサジン282mgを、帯青白色の柱状晶として得た(収率41.4%)。物性値を表1(表1)に示す。
アルゴン雰囲気下、水20mlに3,7−アミノ−2,8−ジメチル−5−フェニルフェナジニウム塩化物(Safranine O)373mg(1.03mmol)を溶解し、トルエン20mlを加えた。次いで、水酸化ナトリウム808mg(20.2mmol)、亜二チオン酸ナトリウム811mg(4.66mmol)及び炭酸水素ナトリウム510mg(6.07mmol)を溶解した水20mlを加え、激しく攪拌した。水層が無色に変化したら、この反応液に、クロロ蟻酸2,2,2−トリクロロエチル2037mg(9.61mmol)をトルエン30mlに溶解した溶液を、等圧滴下漏斗を用いて滴下した。一晩攪拌した後、トルエン層を分取した。トルエン層を水洗し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、トルエンを留去して、黒色の残渣を得た。この残渣をトルエンと酢酸エチルの混合溶媒(100:7.5)に溶解し、この溶液をプレパラティブTLC(シリカゲル)に塗布し、先に用いたトルエンと酢酸エチルの混合溶媒で展開した。その後、目的物と思われるスポットを削り、酢酸エチルでソックスレイ抽出した。酢酸エチルを留去して、メタノールによる再結晶にて、目的化合物の3,7−ビス(2,2,2−トリクロロエトキシカルボニルアミノ)−2,8−ジメチル−5−フェニル−10−(2,2,2−トリクロロエトキシカルボニル)フェナジン102.5mgを、白色粉末として得た(収率12%)。物性値を表2(表2)に示す。
アルゴン雰囲気下、水40mlに3,7−ビス(ジメチルアミノ)−5−(4−メチルフェニル)フェナジニウム塩化物756mg(1.93mmol)を溶解し、トルエン40mlを加えた。次いで、水酸化ナトリウム416mg(10.4mmol)、亜二チオン酸ナトリウム2204mg(6.02mmol)及び炭酸水素ナトリウム889mg(10.6mmol)を溶解した水40mlを加え、激しく攪拌した。水層が無色に変化したら、この反応液に、クロロ蟻酸2,2,2−トリクロロエチル1283mg(6.05mmol)をトルエン30mlに溶解した溶液を、等圧滴下漏斗を用いて滴下した。一晩攪拌した後、トルエン層を分取した。トルエン層を水洗し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、トルエンを留去して、赤紫色の固体を得た。この固体をトルエンと酢酸エチルの混合溶媒(100:7.5)に溶解し、この溶液をプレパラティブTLC(シリカゲル)に塗布し、先に用いたトルエンと酢酸エチルの混合溶媒で展開した。その後、目的物と思われるスポットを削り、酢酸エチルでソックスレイ抽出した。酢酸エチルを留去して、メタノールによる再結晶にて、目的化合物の3,7−ビス(ジメチルアミノ)−5−(4−メチルフェニル)−10−(2,2,2−トリクロロエトキシカルボニル)フェナジン33.2mgを、淡黄白色粉末として得た(収率3.2%)。物性値を表2(表2)に示す。
実施例1〜5等で製造した本願発明に係る化合物の蒸留したアセトニトリル溶液(化合物濃度2.5×10−4M)に、60Coを線源として、所定量のγ線を照射する照射試験を行なった。γ線の照射による各溶液の発色の状態をUVスペクトルにより測定し、λmaxにおける、γ線吸収線量(単位:Gy)に対する吸光度を、表1に示した。また、その発色の状態を目視で観察したところ、実施例1〜5の化合物は、それぞれ、40Gy、2Gy、2Gy、10Gy、10Gyの吸収線量から、視認することができた。
Claims (4)
- 式(1)(化1)で表されるフェノキサジン系化合物を含有する、放射線の照射により発色する放射線検出用発色材。
- 式(1)(化2)で表されるフェノキサジン系化合物を含有する、放射線の照射により発色する放射線検出ラベル。
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