JPH04339251A - Potassium ion selective composition - Google Patents

Potassium ion selective composition

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JPH04339251A
JPH04339251A JP3110509A JP11050991A JPH04339251A JP H04339251 A JPH04339251 A JP H04339251A JP 3110509 A JP3110509 A JP 3110509A JP 11050991 A JP11050991 A JP 11050991A JP H04339251 A JPH04339251 A JP H04339251A
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JP
Japan
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group
general formula
compound
potassium
composition
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JP3110509A
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Inventor
Hiromasa Yamamoto
博將 山本
Takayuki Ogata
緒方 隆之
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To realize a composition having the high reversible catching capacity of a potassium ion by forming said composition from a specific calix arene compound and a thermoplastic resin. CONSTITUTION:A potassium ion selective composition is formed by compounding 0.1-20 pts.wt. of a calix arene compound represented by formula I [wherein X is -CH2-(-CH2OCH2-)n-CH2-, n is 3 or 4, R is a substituted or non-substituted lower alkyl group or an acyl group and R1 is a 4-18C alkyl group, an aryl group or a cycloalkyl group] with 100 pts.wt. of a thermoplastic resin. Since this composition has the reversible catching capacity of a potassium ion, the coordination and dissociation of an ion are extremely good and the film formed from the composition can be utilized as the electrode film constituting a potassium electrode.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、架橋構造を有するカリ
ックスアレーン化合物と熱可塑性樹脂とより成り、特に
カリウムイオンに対して可逆的な補捉能を示すカリック
スアレーン組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a calixarene composition comprising a calixarene compound having a crosslinked structure and a thermoplastic resin, and particularly exhibiting a reversible scavenging ability for potassium ions.

【0002】0002

【従来の技術】従来、カリウムイオンに対し可逆的な補
捉能を有する化合物が、カリウムイオンの分離、分析等
の目的から必要とされてきた。そして、バリノマイシン
等の抗生物質、環状ポリエーテル化合物がその代表的な
化合物として知られており、それら化合物を含有した組
成物を成形して得られる膜状物はカリウム選択性電極と
しての応用が検討されている。バリノマイシンは、非常
に高いカリウム選択性を示すが、放線菌から極微量抽出
され極めて高価であり経済的でないだけではなく、さら
にポリペプチド化合物であるため、熱に対して不安定で
あり冷凍保存が必要であるなど取扱に細心の注意を要す
る等の欠点を有していた。また、環状ポリエーテル化合
物についてはクリプタンド、クラウンエーテル化合物に
ついてその性能が検討されている。クリプタンド化合物
については、特に[2,2,2]クリプタンドがカリウ
ムイオンに対し高い選択性を有することが知られている
が、クリプタンドは一旦取り込んだイオンを解離しにく
いため、電極用化合物としては適していない。また、ク
ラウンエーテルにはカリウム選択性を示す化合物がある
ことが知られているが、バリノマイシンと同等の選択性
を有する化合物は未だ得られていない。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, compounds having a reversible scavenging ability for potassium ions have been required for purposes such as separation and analysis of potassium ions. Antibiotics such as valinomycin and cyclic polyether compounds are known as representative compounds, and the film-like material obtained by molding a composition containing these compounds is being considered for application as a potassium-selective electrode. has been done. Valinomycin exhibits extremely high potassium selectivity, but it is not only extremely expensive and uneconomical as it is extracted from actinomycetes in minute amounts, but also is unstable to heat and cannot be stored frozen because it is a polypeptide compound. However, it had drawbacks such as the fact that it required extreme care in handling. Regarding cyclic polyether compounds, the performance of cryptand and crown ether compounds has been investigated. Regarding cryptand compounds, it is known that [2,2,2]cryptand in particular has high selectivity for potassium ions, but cryptand does not easily dissociate ions once incorporated, so it is not suitable as an electrode compound. Not yet. Furthermore, although it is known that there are crown ether compounds that exhibit potassium selectivity, no compound that has selectivity equivalent to valinomycin has yet been obtained.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは高いカリ
ウムイオンの可逆的な補捉能を有する新規な組成物を開
発すべく研究を重ねた結果、特定のカリックスアレーン
化合物と熱可塑性樹脂とよりなる組成物が上記特性を有
し、特にカリウム電極として有用な材料であることを見
いだし、本発明を提案するに至った。
[Problems to be Solved by the Invention] As a result of repeated research to develop a new composition that has a high ability to reversibly scavenge potassium ions, the present inventors found that a specific calixarene compound and a thermoplastic resin The present inventors have discovered that a composition consisting of the following has the above characteristics and is a particularly useful material as a potassium electrode, and has come to propose the present invention.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、熱可塑
性樹脂100重量部、及び下記一般式(1)
[Means for Solving the Problems] That is, the present invention provides 100 parts by weight of a thermoplastic resin and the following general formula (1).

【0005
0005
]

【化2】[Case 2]

【0006】[式中、XはーCH2ー(ーCH20CH
2ー)nーCH2ー{nは3または4の整数}、Rは置
換または無置換の低級アルキル基もしくはアシル基、R
1は炭素数4〜18のアルキル基、アリール基またはシ
クロアルキル基を示す]で表されるカリックスアレーン
化合物0.1〜20重量部とからなることを特徴とする
カリウムイオン選択性組成物である。
[In the formula, X is -CH2-(-CH20CH
2-) n-CH2-{n is an integer of 3 or 4}, R is a substituted or unsubstituted lower alkyl group or acyl group, R
1 represents an alkyl group, an aryl group, or a cycloalkyl group having 4 to 18 carbon atoms] 0.1 to 20 parts by weight of a calixarene compound. .

【0007】上記一般式(1)のR1としてはtーブチ
ル基、1,1,3,3ーテトラメチルブチル基(以下、
tーオクチル基と略す)、nーオクチル基、nーオクタ
デシル基等の炭素数4〜18の直鎖又は分岐を有するア
ルキル基、フェニル基等のアリール基、またはシクロヘ
キシル基等のシクロアルキル基が用いられる。
R1 in the above general formula (1) is a t-butyl group, a 1,1,3,3-tetramethylbutyl group (hereinafter referred to as
A linear or branched alkyl group having 4 to 18 carbon atoms such as a t-octyl group, an n-octyl group, or an n-octadecyl group, an aryl group such as a phenyl group, or a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group is used.

【0008】上記一般式(1)中、Rが無置換低級アル
キル基の場合は、具体的にはメチル基、エチル基、nー
プロピル基、イソプロピル基、nーブチル基、sーブチ
ル基等が挙げられる。
In the above general formula (1), when R is an unsubstituted lower alkyl group, specific examples thereof include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, etc. .

【0009】また、上記一般式(1)中、Rが置換基を
有する低級アルキル基の場合、該基は下記一般式(2)
で表される。
In addition, in the above general formula (1), when R is a lower alkyl group having a substituent, the group is represented by the following general formula (2).
It is expressed as

【0010】 −(−CH2−)m−R2             
    (2)[mは1または2の整数。R2はハロゲ
ン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ア
シル基、アルコキシカルボニル基、N,Nージアルキル
カルバモイル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルコ
キシカルボニルオキシ基を示す]これら置換基を有する
低級アルキル基を具体的に例示すると、クロロメチル基
、ブロモメチル基、クロロエチル基等のハロゲノメチル
基及びハロゲノエチル基;シアノメチル基、またはシア
ノエチル基;ヒドロキシメチル基またはヒドロキシエチ
ル基;メトキシエチル基、エトキシエチル基等のアルコ
キシメチル基及びアルコキシエチル基;ブチルカルボニ
ルメチル基、エチルカルボニルエチル基等のアルキルカ
ルボニルメチル基及びアルキルカルボニルエチル基;エ
トキシカルボニルメチル基、プロピロキシカルボニルエ
チル基等のアルコキシカルボニルメチル基及びアルコキ
シカルボニルエチル基;N,Nージメチルカルバモイル
メチル基、、NーブチルーNーイソプロピルカルバモイ
ルエチル基等の、N,Nージアルキルカルバモイルメチ
ル基及びN,Nージアルキルカルバモイルエチル基;プ
ロピルカルボニルオキシメチル基、ブチルカルボニルオ
キシエチル基等のアルキルカルボニルオキシメチル基及
びアルキルカルボニルオキシエチル基;メトキシカルボ
ニルオキシエチル基、エトキシカルボニルオキシエチル
基等の、アルコキシカルボニルオキシメチル基及びアル
キルカルボニルオキシエチル基;が挙げられる。
-(-CH2-)m-R2
(2) [m is an integer of 1 or 2. R2 represents a halogen atom, a cyano group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an N,N-dialkylcarbamoyl group, an alkylcarbonyloxy group, an alkoxycarbonyloxy group] A lower alkyl group having any of these substituents; Specific examples include halogenomethyl and halogenoethyl groups such as chloromethyl, bromomethyl and chloroethyl groups; cyanomethyl and cyanoethyl groups; hydroxymethyl and hydroxyethyl groups; alkoxy groups such as methoxyethyl and ethoxyethyl groups; Methyl groups and alkoxyethyl groups; alkylcarbonylmethyl groups and alkylcarbonylethyl groups such as butylcarbonylmethyl groups and ethylcarbonylethyl groups; alkoxycarbonylmethyl groups and alkoxycarbonylethyl groups such as ethoxycarbonylmethyl groups and propyloxycarbonylethyl groups; N,N-dialkylcarbamoylmethyl groups and N,N-dialkylcarbamoylethyl groups such as N,N-dimethylcarbamoylmethyl group, N-butyl-N-isopropylcarbamoylethyl group; propylcarbonyloxymethyl group, butylcarbonyloxyethyl group Examples include alkylcarbonyloxymethyl groups and alkylcarbonyloxyethyl groups such as; alkoxycarbonyloxymethyl groups and alkylcarbonyloxyethyl groups such as methoxycarbonyloxyethyl group and ethoxycarbonyloxyethyl group;

【0011】また、上記一般式(1)中、Rがアシル基
の場合は、具体的にはアセチル基、プロピオニル基、ブ
チリル基等が挙げられる。
Further, in the above general formula (1), when R is an acyl group, specific examples thereof include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, and the like.

【0012】上記一般式(1)において、Rが無置換の
低級アルキル基である場合には、選択性の点からRがエ
チル基、Xがn=3である場合が特に好適である。
In the above general formula (1), when R is an unsubstituted lower alkyl group, it is particularly preferable from the viewpoint of selectivity that R is an ethyl group and X is n=3.

【0013】本発明の前記一般式(1)で表される化合
物は一部既知[J. Am. Chem. Soc.,
vol.112, p6979(1990)]であるが
新規化合物も含まれている。通常、次のような測定によ
って該化合物であることを確認できる。
Some of the compounds represented by the general formula (1) of the present invention are known [J. Am. Chem. Soc. ,
vol. 112, p6979 (1990)], but also includes new compounds. Usually, the identity of the compound can be confirmed by the following measurements.

【0014】(1)赤外吸収スペクトルエーテル結合に
由来する吸収が、1240〜1280、1000〜12
00cm ̄1に強く現れる。カルボニル基又はヒドロキ
シル基を有する際にはそれぞれ、1720〜1770c
mー1、3200〜3550cm ̄1に吸収を示す。
(1) Infrared absorption spectrum Absorption derived from ether bonds is 1240-1280, 1000-12
It appears strongly at 00cm ̄1. 1720 to 1770c when having a carbonyl group or a hydroxyl group, respectively
It exhibits absorption at m-1, 3200-3550 cm-1.

【0015】(2)プロトン核磁気共鳴スペクトルベン
ゼン環が、回転自由できるメチレン基で連結されたカリ
ックス[4]アレーンは立体配座異性体をとることがで
きる。そして、すべてのヒドロキシル基上に置換基を有
するカリックス[4]アレーン化合物を合成する際は、
ベンゼン環の向きが固定され立体配座の自由度が減るた
め、室温で安定な、コンフォメーションに由来する4種
類の構造異性体のうち複数の異性体が生成することがあ
る。プロトン核磁気共鳴スペクトルにおいて、ベンゼン
環間のメチレンプロトン及び芳香族プロトンのスペクト
ルパターンは各々のコンフォメーションで特徴的である
[Tetrahedron, vol.43, p49
17(1987)]。
(2) Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectrum Calix[4]arene, in which benzene rings are linked with a methylene group that is free to rotate, can have conformational isomers. When synthesizing a calix[4]arene compound having substituents on all hydroxyl groups,
Since the orientation of the benzene ring is fixed and the degree of conformational freedom is reduced, multiple isomers of the four conformationally derived structural isomers that are stable at room temperature may be generated. In proton nuclear magnetic resonance spectra, the spectral patterns of methylene protons and aromatic protons between benzene rings are characteristic for each conformation [Tetrahedron, vol. 43, p49
17 (1987)].

【0016】重水素化クロロホルム溶媒中テトラメチル
シランを基準として測定すると、主なシグナルは8.2
〜  6.5ppm    芳香族プロトン4.5〜 
 3.0       ベンジル位のメチレンプロトン 4.5〜  1.5       エーテル部位(ーC
H2ーOー)のプロトン 2.0〜 ー0.5       メチル、メチレン、
メチン等のアルキル基プロトン に示される。更に、下記置換基を有する場合には、該置
換基の隣接位炭素についた水素は以下の位置にそのシグ
ナルが示される。
When measured with reference to tetramethylsilane in deuterated chloroform solvent, the main signal was 8.2
〜6.5ppm Aromatic proton 4.5〜
3.0 Methylene proton at benzyl position 4.5-1.5 Ether site (-C
H2-O-) protons 2.0 to -0.5 Methyl, methylene,
This is shown in the protons of alkyl groups such as methine. Furthermore, when the following substituent is present, the signal of hydrogen attached to the adjacent carbon of the substituent is shown at the following position.

【0017】6.0〜4.5ppm      ハロゲ
ン原子5.0〜2.0         アミノ基、ア
ミド基の窒素原子 5.0〜1.5         カルボニル基また、
それぞれこれらのピークの相対強度比は、前記一般式(
1)の化合物から算出されるそれぞれの基に結合したプ
ロトンの数の比と一致する。
6.0-4.5ppm Halogen atom 5.0-2.0 Nitrogen atom of amino group, amide group 5.0-1.5 Carbonyl group
The relative intensity ratio of these peaks, respectively, is expressed by the general formula (
This corresponds to the ratio of the number of protons bonded to each group calculated from the compound of 1).

【0018】(3)分子量測定 蒸気圧浸透圧法(VPO法)にて測定することにより、
理論分子量と近い値を得る。
(3) Molecular weight measurement By measuring by vapor pressure osmotic pressure method (VPO method),
Obtain a value close to the theoretical molecular weight.

【0019】(4)元素分析 前記一般式(1)の化合物から算出される炭素、水素及
び窒素の理論量は、その分析結果のそれぞれの元素量に
ほぼ一致する。前記の一般式(1)で示されるカリック
スアレーン化合物の代表的な性状は次の通りである。
(4) Elemental Analysis The theoretical amounts of carbon, hydrogen, and nitrogen calculated from the compound of the general formula (1) almost match the amounts of each element as determined by the analysis. Typical properties of the calixarene compound represented by the above general formula (1) are as follows.

【0020】a.通常の製法では常温(25℃)で白色
固体、無色針状晶または無色板状晶として得られる。
a. In the usual production method, it is obtained as a white solid, colorless needle crystals, or colorless plate crystals at room temperature (25°C).

【0021】b.溶解性は一般式(1)中の置換基R,
R1により若干異なるが、塩化メチレン、クロロホルム
、テトラヒドロフラン、N,Nージメチルホルムアミド
、1,2ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン 、酢酸
エチル、ジオキサン、ヘキサンには常温で溶解する。 メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等に
は加熱下に溶解する。また、水にはほとんど溶解しない
b. Solubility is determined by substituent R in general formula (1),
Although it varies slightly depending on R1, it dissolves in methylene chloride, chloroform, tetrahydrofuran, N,N-dimethylformamide, 1,2 dichloroethane, benzene, toluene, ethyl acetate, dioxane, and hexane at room temperature. Dissolves in methanol, ethanol, isopropyl alcohol, etc. under heating. Also, it hardly dissolves in water.

【0022】本発明の前記一般式(1)で示されるカリ
ックスアレーン化合物の製造方法は特に限定されるもの
ではなく、如何なる方法を採用してもよい。工業的に好
適な2段階合成法を(i)と(ii)に示す。
The method for producing the calixarene compound represented by the general formula (1) of the present invention is not particularly limited, and any method may be employed. Industrially suitable two-step synthesis methods are shown in (i) and (ii).

【0023】(i)下記一般式(3)で表される架橋オ
キシエチレン鎖を有する前駆体を経る合成法
(i) Synthesis method via a precursor having a crosslinked oxyethylene chain represented by the following general formula (3)

【0024
0024
]

【化3】[Chemical formula 3]

【0025】[式中、XおよびR1の定義は一般式(1
)に同じ] 下記一般式(4)で示される原料のpーテトラアルキル
置換テトラヒドロキシカリックス[4]アレン化合物は
総説[Calixarenes,p216−219 ,
C.David Gutsche (Royal So
cietyof Chemistry)]に記載されて
いる公知の化合物であり、
[In the formula, the definition of X and R1 is the general formula (1
)] The raw p-tetraalkyl-substituted tetrahydroxycalix[4]arene compound represented by the following general formula (4) is described in the review [Calixarenes, p216-219,
C. David Gutsche (Royal So
It is a known compound described in the Society of Chemistry).

【0026】[0026]

【化4】[C4]

【0027】[式中、R1の定義は一般式(1)に同じ
は]該化合物と、下記一般式(5)で示される化合物Z
ーCH2ー(ーCH2OCH2ー)nーCH2ーZ  
      (5) [式中、nは3または4の整数、Zは塩素、臭素、ヨウ
素、等のハロゲン原子あるいはメタンスルホニル基、p
ートルエンスルホニル基、ブロシル基等の有機スルホニ
ル基より選ばれた基である]と、溶媒中で反応させるこ
とにより前記一般式(3)で表しうるカリックスアレー
ン前駆体が得られる。
[In the formula, the definition of R1 is the same as in general formula (1)] The compound and the compound Z represented by the following general formula (5)
-CH2-(-CH2OCH2-)n-CH2-Z
(5) [where n is an integer of 3 or 4, Z is a halogen atom such as chlorine, bromine, iodine, or a methanesulfonyl group, p
- a group selected from organic sulfonyl groups such as toluenesulfonyl group and brosyl group] in a solvent, a calixarene precursor represented by the general formula (3) can be obtained.

【0028】塩基としては金属水素化物、金属、金属水
酸化物、金属アルコキシドまたは金属炭酸塩等が用いら
れる。金属水素化物としては水素化リチウム、水素化ナ
トリウム、水素化カリウム、水素化カルシウム等アルカ
リ金属、アルカリ土類金属を有する化合物が挙げられる
が、好適には水素化ナトリウムが使用される。金属水酸
化物としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を
含むものであれば特に制限されないが好ましくは水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化
バリウムを用いる。金属としてはリチウム、ナトリウム
、カリウム等アルカリ金属を用いる。金属アルコキシド
としては、ナトリウムメトキシド、カリウムtーブトキ
シド、フェニルリチウム等のアルカリ金属を含有する化
合物を用いる。金属炭酸塩としては、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属を有するものであれば十分だが、重炭酸
ナトリウム、重炭酸カリウムまたは重炭酸バリウム、炭
酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムを用いるのが好ま
しい。
As the base, metal hydrides, metals, metal hydroxides, metal alkoxides, metal carbonates, etc. are used. Examples of the metal hydride include compounds containing alkali metals and alkaline earth metals such as lithium hydride, sodium hydride, potassium hydride, and calcium hydride, but sodium hydride is preferably used. The metal hydroxide is not particularly limited as long as it contains an alkali metal or alkaline earth metal, but sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, and barium hydroxide are preferably used. As the metal, an alkali metal such as lithium, sodium, potassium, etc. is used. As the metal alkoxide, a compound containing an alkali metal such as sodium methoxide, potassium t-butoxide, and phenyllithium is used. Any metal carbonate containing an alkali metal or alkaline earth metal is sufficient, but it is preferable to use sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, barium bicarbonate, sodium bicarbonate, or potassium bicarbonate.

【0029】使用する原料のモル比は広い範囲で選択で
きるが、通常は一般式(5)の化合物が一般式(4)の
化合物の0.1〜4倍の範囲、さらには等モル付近であ
ることが好ましい。使用する溶媒は原料に対し不活性で
あれば何ら制限されずに使用しうる。例えば、ヘキサン
、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン、ジ
エチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類;アセトン
 、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、等
のケトン類;ホルムアミド、N,Nージメチルホルムア
ミド、N,Nージメチルアセトアミド等のアミド類;ア
セトニトリル等のニトリル 類等を単一溶媒または必要
に応じ2〜3種類の溶媒を混合して用いることができる
。金属水素化物を用いる場合には反応溶媒としてはテト
ラヒドロフラン等のエーテル類及びN,Nージメチルホ
ルムアミド等のアミド類の使用が好適である。反応温度
は特に制限されないが一般に0〜150℃の範囲が好適
である。反応時間も、特に制限はされないが一般に1〜
100時間で十分である。
The molar ratio of the raw materials to be used can be selected within a wide range, but usually the compound of general formula (5) is in a range of 0.1 to 4 times that of the compound of general formula (4), or even in the vicinity of equimolar amounts. It is preferable that there be. The solvent used can be used without any restriction as long as it is inert to the raw materials. For example, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane; benzene, toluene,
Aromatic hydrocarbons such as xylene; ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, and dioxane; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; amides such as formamide, N,N-dimethylformamide, and N,N-dimethylacetamide Nitriles such as acetonitrile, etc. can be used as a single solvent or in a mixture of two to three types of solvents as necessary. When a metal hydride is used, ethers such as tetrahydrofuran and amides such as N,N-dimethylformamide are preferably used as reaction solvents. Although the reaction temperature is not particularly limited, a range of 0 to 150°C is generally suitable. The reaction time is also not particularly limited, but is generally 1~
100 hours is sufficient.

【0030】上記方法で得られた一般式(3)の前駆体
と下記一般式(6)で表される化合物 R−Z                      
       (6)[式中、Rは一般式(1)の、Z
は一般式(5)の定義に同じ]と、塩基とを溶媒中で反
応させることにより前記一般式(1)で示されるカリッ
クスアレーン化合物を得る。
[0030] The precursor of general formula (3) obtained by the above method and the compound R-Z represented by the following general formula (6)
(6) [wherein R is Z of general formula (1)
is the same as the definition of general formula (5)] and a base in a solvent to obtain a calixarene compound represented by general formula (1).

【0031】反応条件としては一般式(3)の前駆体を
得る反応で採用した塩基、反応溶媒、反応温度及び反応
時間が好ましく用いられる。使用する原料のモル比は広
い範囲で選択できるが、通常は一般式(6)の化合物が
一般式(3)の前駆体の0.5〜8倍の範囲、さらには
2倍量であることが好ましい。
As reaction conditions, the base, reaction solvent, reaction temperature and reaction time employed in the reaction to obtain the precursor of general formula (3) are preferably used. The molar ratio of the raw materials used can be selected within a wide range, but usually the amount of the compound of general formula (6) is in the range of 0.5 to 8 times, or even twice the amount of the precursor of general formula (3). is preferred.

【0032】(ii)下記一般式(7)で表される前駆
体を経る合成法
(ii) Synthesis method via a precursor represented by the following general formula (7)

【0033】[0033]

【化5】[C5]

【0034】[R、およびR1の定義は一般式(1)に
同じ]前記一般式(4)及び一般式(6)で表される化
合物と塩基とを溶媒中で反応させることにより前記一般
式(7)で示されるカリックスアレーン前駆体が得られ
る。反応条件としては一般式(3)の前駆体を得る反応
で採用された塩基、反応溶媒、反応温度及び反応時間が
好ましく用いられる。使用する原料のモル比は広い範囲
で選択できるが、通常は一般式(6)の化合物が一般式
(4)の化合物の0.5〜8倍の範囲、さらには2倍量
であることが好ましい。
[The definitions of R and R1 are the same as in general formula (1)] By reacting the compounds represented by the above general formulas (4) and (6) with a base in a solvent, the above general formula A calixarene precursor represented by (7) is obtained. As reaction conditions, the base, reaction solvent, reaction temperature and reaction time employed in the reaction to obtain the precursor of general formula (3) are preferably used. The molar ratio of the raw materials used can be selected within a wide range, but usually the amount of the compound of general formula (6) is in the range of 0.5 to 8 times, or even twice the amount of the compound of general formula (4). preferable.

【0035】上記方法で得られた一般式(7)の前駆体
及び前記一般式(5)の化合物と、塩基とを溶媒中で反
応することにより前記一般式(1)のカリックスアレー
ン化合物を得る。反応条件としては一般式(3)前駆体
の合成条件が同様に採用される。使用する原料のモル比
は広い範囲で選択できるが、通常は一般式(5)の化合
物が一般式(7)の前駆体の0.5〜8倍の範囲、さら
には等モル量であることが好ましい。
The calixarene compound of the general formula (1) is obtained by reacting the precursor of the general formula (7) obtained by the above method and the compound of the general formula (5) with a base in a solvent. . As the reaction conditions, the synthesis conditions of the precursor of general formula (3) are similarly adopted. The molar ratio of the raw materials to be used can be selected within a wide range, but usually the compound of general formula (5) is in a range of 0.5 to 8 times that of the precursor of general formula (7), or even in equimolar amounts. is preferred.

【0036】一般式(1)、(3)及び(7)で示され
るカリックスアレーン化合物及びカリックスアレーン前
駆体の精製は抽出、再結晶、カラムクロマトグラフィー
によって行われる。特に前駆体及び精製した異性体の分
離には、カラムクロマトグラフィーが好適に用いられる
。この方法を採用する際には、あらかじめ、カラム充填
剤、展開溶媒について予め薄層クロマトグラフィにて最
適条件を検討しておく必要がある。
The calixarene compounds and calixarene precursors represented by general formulas (1), (3) and (7) are purified by extraction, recrystallization and column chromatography. In particular, column chromatography is preferably used to separate precursors and purified isomers. When employing this method, it is necessary to consider in advance the optimal conditions for the column packing material and developing solvent in thin layer chromatography.

【0037】本発明のカリックスアレーン化合物を含有
するカリウム選択性組成物に必要な成分の一つは熱可塑
性樹脂である。本発明で使用される熱可塑性樹脂として
は、公知のものがなんら制限されずに使用される。本発
明のカリックスアレーン組成物は、膜状物に成形してカ
リウム電極として用いる場合、通常水溶液中で使用され
るため、熱可塑性樹脂は水に溶解しないものであること
が好ましい。本発明で使用される熱可塑性樹脂として好
適なものを例示すると、例えば、塩化ビニル、臭化ビニ
ル、塩化ビニリデン、テトラフルオロエチレン等のハロ
ゲン化ビニルの単独重合体または共重合体;スチレン、
クロロスチレン、ブロモスチレン、等のスチレン及びそ
の置換体の単独重合体または共重合体;アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、メタクリ
ル酸ブチル等のアクリル酸エステル、またはメタクリル
酸エステルの単独重合体または共重合体;酢酸ビニル等
のビニルエステルの単独重合体または共重合体;ブタジ
エン、イソプレン等のジエン系重合体またはこれらジエ
ンとスチレン、アルリロニトリル等との共重合体;ポリ
ウレタン類;シロキサン重合体または共重合体;酢酸セ
ルロース、硝酸セルロース等の繊維素化合物が挙げられ
る。
One of the necessary components of the potassium selective composition containing the calixarene compound of the present invention is a thermoplastic resin. As the thermoplastic resin used in the present invention, known thermoplastic resins can be used without any restriction. When the calixarene composition of the present invention is formed into a film and used as a potassium electrode, it is usually used in an aqueous solution, so it is preferable that the thermoplastic resin is insoluble in water. Examples of thermoplastic resins suitable for use in the present invention include homopolymers or copolymers of vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl bromide, vinylidene chloride, and tetrafluoroethylene; styrene;
Homopolymers or copolymers of styrene and its substituted products such as chlorostyrene and bromostyrene; homopolymers of acrylic esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, or methacrylic esters Coalescing or copolymers; homopolymers or copolymers of vinyl esters such as vinyl acetate; diene polymers such as butadiene and isoprene, or copolymers of these dienes with styrene, alrylonitrile, etc.; polyurethanes; siloxanes Polymers or copolymers; examples include cellulose compounds such as cellulose acetate and cellulose nitrate.

【0038】本発明のカリックスアレーン組成物は一般
式(1)で示されるカリックスアレーン化合物と熱可塑
性樹脂を含む組成物である。該カリックスアレーン化合
物の配合割合は目的の性能を発揮する限り特に限定され
るものではないが一般には該熱可塑性樹脂100重量部
に対して、0.1〜20重量部好ましくは1〜10重量
部の範囲で用いると好適である。カリックスアレーン化
合物が0.1重量部より少ない場合にはカリウムイオン
に対する選択性が低下する傾向があり、カリウム電極を
構成する組成物として好ましくない場合がある。また、
20重量部より多い場合には、カリックスアレーン化合
物が析出する傾向があり、極端な場合にはカリックスア
レーン化合物の層と熱可塑性樹脂との層とに層分離を起
こし、カリックスアレーン組成物が不均一になる場合が
あるので一般には好ましくない。
The calixarene composition of the present invention is a composition containing a calixarene compound represented by general formula (1) and a thermoplastic resin. The blending ratio of the calixarene compound is not particularly limited as long as it exhibits the desired performance, but it is generally 0.1 to 20 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin. It is suitable to use within the range of . If the amount of the calixarene compound is less than 0.1 part by weight, the selectivity for potassium ions tends to decrease, and this may be undesirable as a composition constituting a potassium electrode. Also,
If the amount is more than 20 parts by weight, the calixarene compound tends to precipitate, and in extreme cases, layer separation occurs between the calixarene compound layer and the thermoplastic resin layer, resulting in non-uniform calixarene composition. This is generally not desirable as it may cause

【0039】本発明のカリックスアレーン組成物は前記
説明したカリックスアレーン化合物と熱可塑性樹脂から
構成した場合においても実施例において示すように、十
分実用に供し得るカリウム電極を構成することが可能で
あるが、さらに下記一般式(8)で示される有機ホウ素
化合物
Even when the calixarene composition of the present invention is composed of the above-described calixarene compound and a thermoplastic resin, it is possible to construct a potassium electrode that can be fully used in practical use, as shown in the examples. , further an organic boron compound represented by the following general formula (8)

【0040】[0040]

【化6】[C6]

【0041】[式中、Y1,Y2,Y3,及びY4は同
種又は異種の水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又は
ハロアルキル基で、h,i,j及びkは同じか又は異な
る1〜5の整数で、Mはアルカリ金属を示す]を前記カ
リックスアレーン化合物に対しモル比で0.001〜1
.0好ましくは0.01〜0.8の範囲で用いることに
より、本発明の組成物をカリウム電極として使用した場
合、その測定感度を向上させることができる。有機ホウ
素化合物の量が、1.0(モル比)を越えると、本発明
のカリックスアレーン組成物をカリウム電極として使用
した場合に、カリウムイオンの選択性及び感度を著しく
低下させることがあるので好ましくない。
[In the formula, Y1, Y2, Y3, and Y4 are the same or different hydrogen atoms, halogen atoms, alkyl groups, or haloalkyl groups, and h, i, j, and k are the same or different integers of 1 to 5. , M represents an alkali metal] in a molar ratio of 0.001 to 1 to the calixarene compound.
.. By using the composition preferably in the range of 0.01 to 0.8, when the composition of the present invention is used as a potassium electrode, the measurement sensitivity can be improved. If the amount of the organic boron compound exceeds 1.0 (molar ratio), when the calixarene composition of the present invention is used as a potassium electrode, selectivity and sensitivity for potassium ions may be significantly reduced, so it is preferable. do not have.

【0042】前記一般式(8)中、Y1,Y2,Y3及
びY4で示されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素
、臭素、またはヨウ素の各原子が用いられる。また、前
記一般式(8)中、Y1,Y2,Y3及びY4で示され
るアルキル基としては、その炭素数に限定されないが、
一般には炭素数1〜4のものが好ましい。具体的には、
メチル基、エチル基、nープロピル基、nーブチル基等
が挙げられる。さらに、ハロアルキル基としては、上記
のアルキル基の水素原子の少なくとも1つ以上がハロゲ
ン原子で置換されたものが何ら制限されずに用い得る。 具体的には、フルオロメチル基、クロロメチル基、ブロ
モエチル基、ヨードプロピル基、クロロブチル基、ジク
ロロエチル基、ジブロモプロピル基、トリフルオロメチ
ル基、トリクロロメチル基、トリブロモプロピル基、ペ
ンタフルオロエチル基、等が挙げられる。
In the general formula (8), fluorine, chlorine, bromine, or iodine atoms are used as the halogen atoms represented by Y1, Y2, Y3, and Y4. In addition, in the general formula (8), the alkyl groups represented by Y1, Y2, Y3, and Y4 are not limited to the number of carbon atoms, but
Generally, those having 1 to 4 carbon atoms are preferred. in particular,
Examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, and the like. Furthermore, as the haloalkyl group, those in which at least one or more hydrogen atoms of the above-mentioned alkyl groups are substituted with a halogen atom can be used without any limitation. Specifically, fluoromethyl group, chloromethyl group, bromoethyl group, iodopropyl group, chlorobutyl group, dichloroethyl group, dibromopropyl group, trifluoromethyl group, trichloromethyl group, tribromopropyl group, pentafluoroethyl group, etc.

【0043】本発明において用いる前記一般式(8)で
示される有機ホウ素化合物は、公知の方法、例えば[I
.Prackt.Chem., vol.26, p1
5(1964)]及び [ Synth.React.
Inorg.Met.−Org.Chem., vol
.10, p261(1980)]等に示された方法に
従って合成することができる。  前記一般式(8)で
示される有機ホウ素化合物中、Y1,Y2,Y3,及び
Y4が水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロ
メチル基である化合物は、容易に入手可能であるか、又
は入手物から目的アルカリ金属塩に塩交換することによ
って容易に誘導可能であるため、本発明に於て好適に用
いられる。また、一般式(8)においてアルカリ金属が
カリウム、ルビジウム、セシウム等が一般に水への溶解
度が低いため好適であり、カリウムである場合が特に好
ましい。アルカリ金属がリチウム、ナトリウムである場
合には一般に水溶性が高いため、本発明のカリックスア
レーン組成物に含まれる熱可塑性樹脂及び前記一般式(
1)で示されるカリックスアレーン化合物との組合せに
よっては得られる組成物が使用目的に合わない場合があ
る。
The organic boron compound represented by the general formula (8) used in the present invention can be prepared by a known method, for example, [I
.. Prackt. Chem. , vol. 26, p1
5 (1964)] and [Synth. React.
Inorg. Met. -Org. Chem. , vol.
.. 10, p. 261 (1980)]. Among the organic boron compounds represented by the general formula (8), compounds in which Y1, Y2, Y3, and Y4 are a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, or a trifluoromethyl group are easily available, or It is preferably used in the present invention because it can be easily derived from the available material by salt exchange to the desired alkali metal salt. Further, in the general formula (8), potassium, rubidium, cesium, etc. are preferable because they generally have low solubility in water, and potassium is particularly preferable. When the alkali metal is lithium or sodium, they generally have high water solubility.
Depending on the combination with the calixarene compound shown in 1), the resulting composition may not be suitable for the intended use.

【0044】本発明のカリックスアレーン組成物は、熱
可塑性樹脂を含むために、目的に応じて任意の形状、例
えば、膜状物、粒状物、繊維状物等に成形することがで
きる。膜状物に成形した場合には、カリウム電極として
、粒状物、繊維状物に成形した場合には、イオン吸着樹
脂あるいはクロマトグラフィー材料に応用することが可
能である。
[0044] Since the calixarene composition of the present invention contains a thermoplastic resin, it can be formed into any shape depending on the purpose, such as a film-like material, a granular material, a fibrous material, etc. When formed into a film-like material, it can be applied as a potassium electrode, and when formed into a granular or fibrous material, it can be applied to an ion adsorption resin or a chromatography material.

【0045】以下に、本発明のカリックスアレーン組成
物を膜状物に成形した場合について説明する。
[0045] The case where the calixarene composition of the present invention is formed into a film-like product will be explained below.

【0046】本発明のカリックスアレーン組成物を成形
して得られた膜状物をカリウム電極を構成する膜状物と
して使用する場合には、その膜状物の厚さは、特に限定
されないが、1〜1000μmの範囲で選択すれば十分
である。また、上記の膜状物は、柔軟性を有するものの
方がよく一般には膜状物の引張弾性率(25℃)が1〜
200kg/cm2の範囲のものが好適に使用される。 ポリウレタン類、ポリシロキサン類を熱可塑性樹脂とし
て用いる場合には、これらの樹脂をそのまま使用できる
が、比較的柔軟性に欠ける膜状物を付与する熱可塑性樹
脂、例えばポリ塩化ビニル、ポリスチレン等のようなも
のを用いるときは、可塑剤を使用するのがよい。該可塑
剤は特に限定されず公知のものを使用できるが、一般に
は、次のようなものを使用すればよい。例えば、ジメチ
ルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレー
ト、ジオクチルフタレート等のフタル酸エステル類;ジ
オクチルアジペート、ジオクチルセバケート等の脂肪酸
エステル類;O−ニトロフェニルフェニルエーテル、O
−フルオローO’ーニトロジフェニルエーテル等のジフ
ェニルエーテル類;O−ニトロフェニルオクチルエーテ
ル等のO−ニトロフェニルアルキルエーテル類が挙げら
れる。これらの可塑剤の添加量は膜状物の使用目的に応
じて適宜選択すればよいが、一般には熱可塑性樹脂10
0重量部に対して可塑剤を30〜300重量部の範囲で
選べば好適である。
When the film-like material obtained by molding the calixarene composition of the present invention is used as a film-like material constituting a potassium electrode, the thickness of the film-like material is not particularly limited; It is sufficient to select it within the range of 1 to 1000 μm. In addition, it is better for the above-mentioned film-like material to have flexibility, and generally the tensile modulus (25°C) of the film-like material is 1 to 1.
A material having a weight in the range of 200 kg/cm2 is preferably used. When polyurethanes and polysiloxanes are used as thermoplastic resins, these resins can be used as they are, but thermoplastic resins that give a film-like material that is relatively lacking in flexibility, such as polyvinyl chloride and polystyrene, etc. When using plasticizers, it is best to use plasticizers. The plasticizer is not particularly limited and any known plasticizer may be used, but in general, the following may be used. For example, phthalate esters such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, and dioctyl phthalate; fatty acid esters such as dioctyl adipate and dioctyl sebacate; O-nitrophenyl phenyl ether,
- Diphenyl ethers such as fluoro O' nitrodiphenyl ether; O-nitrophenyl alkyl ethers such as O-nitrophenyl octyl ether. The amount of these plasticizers added may be appropriately selected depending on the purpose of use of the film-like material, but in general, the amount of thermoplastic resin 10
It is preferable to select the amount of plasticizer in the range of 30 to 300 parts by weight relative to 0 parts by weight.

【0047】上記の膜状物の製造方法は特に限定されな
い。一般に好適に採用される代表的な製造方法を例示す
れば次の通りである。
[0047] The method for producing the above film-like material is not particularly limited. Typical manufacturing methods that are generally suitably employed are as follows.

【0048】■  一般式(1)で示されるカリックス
アレーン化合物を熱可塑性樹脂と共に、あるいはさらに
可塑剤を添加して、これらを有機溶媒に溶解し、該溶液
を板上面に塗布又は流し込んだ後、有機溶媒を蒸発せし
めて膜状物とする方法。上記有機溶媒としては熱可塑性
樹脂及びカリックスアレーン化合物を溶解するものであ
れば公知のものが何ら制限されず使用しうる。一般に好
適に用いられる有機溶媒を具体的に例示すれば、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド、クロロホルム、1,2ージクロロ
エタン、塩化メチレン、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサノン、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。
■ The calixarene compound represented by the general formula (1) is dissolved in an organic solvent together with a thermoplastic resin or with the addition of a plasticizer, and the solution is applied or poured onto the top surface of the plate, and then A method of evaporating an organic solvent to form a film. As the organic solvent, any known organic solvent can be used without any restriction as long as it dissolves the thermoplastic resin and the calixarene compound. Specific examples of generally suitably used organic solvents include tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, dimethylacetamide, chloroform, 1,2-dichloroethane, methylene chloride, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, benzene, and toluene.

【0049】さらに、前記一般式(8)で示される有機
ホウ素化合物を添加する場合、有機ホウ素化合物単独で
は有機溶媒に難溶である場合でも、カリックスアレーン
化合物が共存する場合、該化合物に対しモル比で0.5
以下では、可溶化することが多いので予め溶解試験を実
施した上で溶媒を選択することが望ましい。
Furthermore, when adding an organic boron compound represented by the general formula (8), even if the organic boron compound alone is poorly soluble in an organic solvent, if a calixarene compound is present, the molar amount relative to the compound is 0.5 in ratio
Since solubilization is often involved in the following, it is desirable to conduct a dissolution test in advance before selecting a solvent.

【0050】■  カリックスアレーン化合物を熱可塑
性樹脂とさらには、可塑剤、さらには必要に応じて前記
一般式(8)で示される有機ホウ素化合物を添加して、
該混合物を原料に加熱成形して膜状物をする方法がある
。 該加熱還流する方法は特に限定されず公知の方法が採用
できる。例えばカリックスアレーン化合物及び熱可塑性
樹脂あるいは必要に応じて可塑剤を添加した混合物を該
熱可塑性樹脂の軟化温度又は溶融温度以上の温度下に溶
融押しだし、膜状物に成形する方法あるいは該混合物を
熱プレスにより膜状物に成形する方法を採用すればよい
■ A calixarene compound is added to a thermoplastic resin, a plasticizer, and, if necessary, an organic boron compound represented by the general formula (8),
There is a method of heating and forming the mixture as a raw material to form a film-like product. The heating and refluxing method is not particularly limited, and any known method can be employed. For example, a method in which a calixarene compound and a thermoplastic resin, or a mixture to which a plasticizer is added if necessary, is melted and extruded at a temperature higher than the softening temperature or melting temperature of the thermoplastic resin and formed into a film, or the mixture is heated. What is necessary is just to adopt the method of forming into a film-like object by a press.

【0051】上記に示した方法により得られる膜状物は
特にカリウム電極として好適に使用される。該膜状物を
カリウム電極に構成する態様については公知の方法が特
に制限されずに用いられる。例えば、上記■の方法によ
って得た本発明の組成物を溶解した溶液をガラス板上に
流出した後該溶媒を除去して膜状物を形成させ、膜状物
を得て、その膜状物を所定の大きさに切り出し、膜ホル
ダーに膜状物を装着しカリウム電極とする方法、あるい
は銀線、白金等の表面、またはシリコン半導体のゲート
部上に直接薄膜を形成させる方法によりそれらをカリウ
ム電極とする方法等が挙げられる。
The film-like material obtained by the method described above is particularly suitable for use as a potassium electrode. With regard to the aspect of constructing the membrane-like material into a potassium electrode, known methods can be used without particular limitation. For example, a solution containing the composition of the present invention obtained by the method (1) above is poured onto a glass plate, and then the solvent is removed to form a film-like material. Potassium electrodes can be made by cutting them into a predetermined size and attaching a membrane to a membrane holder to form a potassium electrode, or by forming a thin film directly on the surface of a silver wire, platinum, etc., or on the gate of a silicon semiconductor. Examples include a method of using it as an electrode.

【0052】[0052]

【実施例】以下に本発明を更に具体的に説明するために
実施例を挙げるが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
[Examples] Examples are given below to explain the present invention more specifically, but the present invention is not limited to these Examples.

【0053】実施例1 乾燥ベンゼン100mlを入れ、冷却管を取り付けた2
00mlの三ッ口フラスコに窒素雰囲気下、pーtーオ
クチルテトラヒドロキシカリックス[4]アレーン2.
0mmolと、tーBuOKを2.0mmolを加え1
時間攪拌する。テトラエチレングリコールジーpートル
エンスルホネートを1.0mmol加え反応溶液を加熱
還流する。4時間後さらに1.0mmolのテトラエチ
レングリコールジーpートルエンスルホネイトを加え5
0時間加熱還流を続けた。冷却後、反応混合物を氷を入
れた1N塩酸水溶液に注ぎ、有機層を分離後、水層をジ
エチルエーテルで2回抽出した。有機層をまとめて水で
2回洗浄した。有機層を乾燥後、濃縮して得られた残渣
をメタノールから再結晶し下に示した架橋化合物を0.
6mmol(収率30%)得た。
Example 1 100ml of dry benzene was added and a cooling tube was attached.
Put pt-octyltetrahydroxycalix[4]arene 2. into a 00ml three-necked flask under a nitrogen atmosphere.
Add 0 mmol and 2.0 mmol of t-BuOK to 1
Stir for an hour. 1.0 mmol of tetraethylene glycol di-p-toluenesulfonate is added and the reaction solution is heated to reflux. After 4 hours, 1.0 mmol of tetraethylene glycol di-p-toluene sulfonate was added.
Heating and refluxing was continued for 0 hours. After cooling, the reaction mixture was poured into a 1N aqueous hydrochloric acid solution containing ice, the organic layer was separated, and the aqueous layer was extracted twice with diethyl ether. The organic layers were combined and washed twice with water. After drying the organic layer, the resulting residue was recrystallized from methanol to obtain the crosslinked compound shown below.
6 mmol (yield 30%) was obtained.

【0054】[0054]

【化7】[C7]

【0055】[式中、XはーCH2ー(ーCH20CH
2ー)3ーCH2ー] 100mlのナス型フラスコに入れた乾燥テトラヒドロ
フラン40mlと乾燥ジメチルホルムアミド8mlに前
記反応で得た架橋化合物1.5mmolを溶かし、水素
化ナトリウムを加え、さらに、臭化エチル3.6mmo
lを添加した。反応混合物を窒素雰囲気下4時間加熱還
流した。  反応混合物を減圧下濃縮し、残さを0.5
Nの塩酸水溶液に注ぎ、水層をクロロホルムから3回抽
出した。有機層をまとめて水で2回洗浄した。有機層を
乾燥後、濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロ
マグラフィー(シリカ;ワコーゲルC−200、展開溶
媒−クロロホルム)を行い、続けて、メタノールより再
結晶することにより、薄層クロマトグラフィー(シリカ
−クロロホルム)にてRf=0.45を示す化合物を0
.33g、無色針状晶として得た。
[In the formula, X is -CH2-(-CH20CH
2-)3-CH2-] Dissolve 1.5 mmol of the crosslinked compound obtained in the above reaction in 40 ml of dry tetrahydrofuran and 8 ml of dry dimethylformamide in a 100 ml eggplant-shaped flask, add sodium hydride, and add ethyl bromide 3. .6 mmo
1 was added. The reaction mixture was heated to reflux under nitrogen atmosphere for 4 hours. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure, and the residue was 0.5
The mixture was poured into an aqueous solution of N hydrochloric acid, and the aqueous layer was extracted three times from chloroform. The organic layers were combined and washed twice with water. After drying the organic layer, the resulting residue was subjected to silica gel column chromatography (silica; Wakogel C-200, developing solvent: chloroform), followed by thin layer chromatography (by recrystallizing from methanol). Silica-chloroform), the compound showing Rf=0.45 was
.. Obtained 33 g as colorless needles.

【0056】以下に、得られた化合物についての分析結
果を示す。
[0056] The analysis results of the obtained compound are shown below.

【0057】(1)赤外吸収スペクトル1185cmー
1        ArーOーC1092      
        CーOーC(2)プロトン核磁気共鳴
スペクトル 7.2〜6.8ppm       m4.4    
              d4.0〜3.4   
       m3.2              
    d1.5〜1.0          mまた
、積分のよって得られた水素量の比は目的物のそれに一
致した。
(1) Infrared absorption spectrum 1185cm-1 Ar-O-C1092
C-O-C(2) proton nuclear magnetic resonance spectrum 7.2-6.8 ppm m4.4
d4.0-3.4
m3.2
d1.5-1.0 m Furthermore, the ratio of hydrogen amounts obtained by integration matched that of the target product.

【0058】 これら、分析結果またプロトン核磁気共鳴スペクトルよ
りpartial−coneコンフォメーションを有す
る下記化合物であることが確認できた。後の実施例20
,22において該化合物を化合物No.1と称する。
[0058] From the analysis results and proton nuclear magnetic resonance spectrum, it was confirmed that the following compound had a partial-cone conformation. Later Example 20
, 22, the compound was converted into Compound No. It is called 1.

【0059】[0059]

【化8】[Chemical formula 8]

【0060】[式中、XはーCH2ー(ーCH20CH
2ー)3ーCH2ー、Rはエチル基]また、上記化合物
の他に薄層クロマトグラフィー(シリカ−クロロホルム
)にてRf=0.76の成分を0.12g、Rf=0.
14の成分を0.48g得た。分析の結果、これらの化
合物は上記構造式で示される化合物のコンフォメーショ
ン異性体であり、Rf=0.76の成分は1,3ーal
ternateコンフォメーションを、Rf=0.14
成分はconeコンフォメーションを有すことを確認し
た。
[In the formula, X is -CH2-(-CH20CH
2-) 3-CH2-, R is ethyl group] In addition to the above compound, 0.12 g of a component with Rf=0.76 was added by thin layer chromatography (silica-chloroform), and Rf=0.
0.48g of component 14 was obtained. As a result of analysis, these compounds are conformational isomers of the compound shown by the above structural formula, and the component with Rf = 0.76 is 1,3-al
ternate conformation, Rf=0.14
It was confirmed that the component has a cone conformation.

【0061】実施例2〜14 実施例1と同様の方法で前記一般式(1)で表されるカ
リックスアレーン化合物を合成し、表1に示される構造
の化合物を合成した。得られた化合物とそのコンフォメ
ーション、収率を表1に示した。
Examples 2 to 14 Calixarene compounds represented by the general formula (1) were synthesized in the same manner as in Example 1, and compounds having the structures shown in Table 1 were synthesized. Table 1 shows the obtained compound, its conformation, and yield.

【0062】[0062]

【表1】[Table 1]

【0063】実施例2〜14によって合成された化合物
は実施例と同様な方法にて目的化合物であることを確認
した。表2に同定データを示した。
The compounds synthesized in Examples 2 to 14 were confirmed to be the target compounds in the same manner as in the Examples. Identification data are shown in Table 2.

【0064】[0064]

【表2】[Table 2]

【0065】[0065]

【表3】[Table 3]

【0066】[0066]

【表4】[Table 4]

【0067】[0067]

【表5】[Table 5]

【0068】実施例15 乾燥アセトニトリル70mlを入れた200mlのナス
型フラスコにpーnードデカデシルテトラヒドロキシカ
リックス[4]アレーン1.5mmol、炭酸カリウム
30mmol、そして、イソプロピルーpートルエンス
ルホネート3.0mmolを加え窒素雰囲気下22時間
加熱還流した。溶媒を減圧留去後、残渣を4N水酸化カ
リウム中2時間煮沸した。室温に冷却後、固形物を濾別
し得られた粗生成物をエタノール:クロロホルムから再
結晶し1.1mmol(収率73%)のカリックスアレ
ーン化合物を得た。
Example 15 Into a 200 ml eggplant-shaped flask containing 70 ml of dry acetonitrile, 1.5 mmol of p-n dodecadecyltetrahydroxycalix[4]arene, 30 mmol of potassium carbonate, and 3.0 mmol of isopropyl-p-toluenesulfonate. was added and heated under reflux for 22 hours under nitrogen atmosphere. After distilling off the solvent under reduced pressure, the residue was boiled in 4N potassium hydroxide for 2 hours. After cooling to room temperature, the solid matter was filtered off and the resulting crude product was recrystallized from ethanol:chloroform to obtain 1.1 mmol (yield 73%) of a calixarene compound.

【0069】[0069]

【化9】[Chemical formula 9]

【0070】[式中、Rはイソプロピル基]乾燥トルエ
ン60mlを入れ、冷却管を取り付けた200mlの三
 ツ 口フラスコに前反応で得たカリックスアレーン化
合物1.0mmol、金属カリウム2.2mmolを加
え、窒素雰囲気下1時間加熱還流した。テトラエチレン
グリコールジブロミドを加え、さらに20時間加熱還流
を続けた。  反応混合物を冷却後0.5N塩酸水溶液
に注いだ。有機層を分離後水層をクロロホルムで3回抽
出し、有機層を乾燥後残渣をカラムクロマトグラフィー
(固定相;アルミナゲル、展開溶媒;酢酸エチル:ヘキ
サン=9:1)を行い、続けてクロロホルム:メタノー
ル=1:4より再結晶することにより0.67gの無色
板状晶を得た。
[In the formula, R is an isopropyl group] 1.0 mmol of the calixarene compound obtained in the pre-reaction and 2.2 mmol of metallic potassium were added to a 200 ml three-necked flask equipped with a condenser tube containing 60 ml of dry toluene. The mixture was heated under reflux for 1 hour under a nitrogen atmosphere. Tetraethylene glycol dibromide was added, and heating and refluxing was continued for an additional 20 hours. After cooling the reaction mixture, it was poured into a 0.5N aqueous hydrochloric acid solution. After separating the organic layer, the aqueous layer was extracted three times with chloroform. After drying the organic layer, the residue was subjected to column chromatography (stationary phase: alumina gel, developing solvent: ethyl acetate:hexane = 9:1), and then extracted with chloroform. :Methanol=1:4 to obtain 0.67 g of colorless plate crystals.

【0071】得られた化合物について以下の分析を行っ
た。
The following analysis was performed on the obtained compound.

【0072】(1)赤外吸収スペクトル1192cmー
1            ArーOーC1085  
                CーOーC(2)プ
ロトン核磁気共鳴スペクトル 7.2〜6.8ppm      m 4.3                    d4
.1〜3.4            m3.2   
                 d2.3    
                t1.5〜1.1 
           mー0.1         
           dまた、積分のよって得られた
水素量の比は目的物のそれに一致した。
(1) Infrared absorption spectrum 1192 cm-1 Ar-O-C1085
C-O-C(2) proton nuclear magnetic resonance spectrum 7.2-6.8 ppm m 4.3 d4
.. 1-3.4 m3.2
d2.3
t1.5~1.1
m-0.1
dAlso, the ratio of hydrogen amounts obtained by integration matched that of the target product.

【0073】 これら、分析結果よりpartial−coneコンフ
ォメーションを有する下記化合物であることが確認でき
た。後の実施例20,22において該化合物を化合物N
o.2と称する。
[0073] From the analysis results, it was confirmed that the following compound had a partial-cone conformation. In later Examples 20 and 22, this compound was replaced with compound N
o. It is called 2.

【0074】[0074]

【化10】[Chemical formula 10]

【0075】[式中、XはーCH2ー(ーCH20CH
2ー)3ーCH2ー、Rはイソプロピル基] 実施例16〜19 実施例15と同様の方法で前記一般式(1)で表される
カリックスアレーン化合物を合成し、表3に示される構
造の化合物を合成した。得られた化合物とそのコンフォ
メーション、収率を表3に示した。
[In the formula, X is -CH2-(-CH20CH
2-) 3-CH2-, R is isopropyl group] Examples 16 to 19 A calixarene compound represented by the general formula (1) was synthesized in the same manner as in Example 15, and the structure shown in Table 3 was synthesized. The compound was synthesized. The obtained compounds, their conformations, and yields are shown in Table 3.

【0076】[0076]

【表6】[Table 6]

【0077】実施例16〜19によって合成された化合
物は実施例15と同様な方法にて目的化合物であること
を確認した。表4に同定データを示した。
The compounds synthesized in Examples 16 to 19 were confirmed to be the target compounds in the same manner as in Example 15. Identification data are shown in Table 4.

【0078】[0078]

【表7】[Table 7]

【0079】以下に本発明の組成物のカリウム選択性電
極への応用例を示す。
An example of application of the composition of the present invention to a potassium selective electrode will be shown below.

【0080】施例20実施例1〜19において得られ、
表1及び表3に示した本発明の化合物及び表5に示した
公知[J. Am. Chem. Soc.,vol.
112, p6979(1990)]の化合物を10m
g、ポリ塩化ビニル(重合度1100)200mg、O
−ニトロフェニルオクチルエーテル400mgを10m
lのテトラヒドロフランに溶解した。この溶液を平滑な
ガラス板上に流延した後、テトラヒドロフランを蒸発せ
しめ約100μm厚の膜を得た。この膜を図2のように
電極に装着し、図1に示した装置を用いて電極性能を評
価した。すべて、測定は25℃で行った。これらの膜状
物を用いて構成した電極の性能を表6中の電極性能に示
す。
Example 20 Obtained in Examples 1 to 19,
The compounds of the present invention shown in Tables 1 and 3 and the known compounds shown in Table 5 [J. Am. Chem. Soc. , vol.
112, p6979 (1990)] at 10 m
g, polyvinyl chloride (degree of polymerization 1100) 200 mg, O
- 400 mg of nitrophenyl octyl ether in 10 m
1 of tetrahydrofuran. After this solution was cast onto a smooth glass plate, the tetrahydrofuran was evaporated to obtain a film with a thickness of about 100 μm. This membrane was attached to an electrode as shown in FIG. 2, and the electrode performance was evaluated using the apparatus shown in FIG. All measurements were performed at 25°C. The performance of electrodes constructed using these membrane materials is shown in Table 6.

【0081】[0081]

【表8】[Table 8]

【0082】[0082]

【表9】[Table 9]

【0083】ナトリウムイオンに対するカリウムイオン
の選択倍率の決定は、「イオン選択性電極」(共立出版
1977)第2章第3節に記載された混合溶液法に基づ
いて求めた。具体的には塩化カリウムと塩化ナトリウム
を含む溶液において、塩化カリウムを一定濃度(10 ̄
4M)とし、塩化ナトリウムの濃度を変化させて起電力
を測定した。そして、起電力と塩化ナトリウム濃度の関
係をプロットし、その屈曲点に於ける塩化ナトリウムの
濃度を塩化カリウムの濃度で除した値をもって選択倍率
とした。この値は大なるほどカリウム選択性電極として
優れている。
The selectivity of potassium ions over sodium ions was determined based on the mixed solution method described in Chapter 2, Section 3 of "Ion Selective Electrodes" (Kyoritsu Shuppan 1977). Specifically, in a solution containing potassium chloride and sodium chloride, potassium chloride was added to a constant concentration (10 ̄
4M), and the electromotive force was measured while changing the concentration of sodium chloride. Then, the relationship between the electromotive force and the sodium chloride concentration was plotted, and the value obtained by dividing the sodium chloride concentration at the inflection point by the potassium chloride concentration was defined as the selection magnification. The higher this value is, the better the electrode is as a potassium selective electrode.

【0084】また、塩化カリウムのみを10ー1〜10
ー4Mの濃度範囲で含む水溶液の起電力と塩化カリウム
濃度との関係より、勾配を塩化カリウム濃度が10倍変
化するについての起電力の変化量としてmV/deca
deの単位で求めた。
[0084] Also, only potassium chloride was added at a concentration of 10-1 to 10
- From the relationship between the electromotive force and potassium chloride concentration of an aqueous solution in the concentration range of 4M, the slope is expressed as the amount of change in electromotive force when the potassium chloride concentration changes 10 times (mV/deca).
It was determined in units of de.

【0085】実施例21 表1、表3及び表5に示したカリックスアレーン化合物
10mgと熱可塑性樹脂及び可塑剤を表7に示した組成
で10mlのテトラヒドロフランに溶解した。この溶液
を平滑なガラス板上に流延した後に、テトラヒドロフラ
ンを蒸発せしめて、約100μm厚の膜状物を得た。こ
れらの膜状物を用いて構成した電極の性能を表7中の電
極性能に示す。表7において熱可塑性樹脂及び可塑剤を
次のように略記する。
Example 21 10 mg of the calixarene compound shown in Tables 1, 3 and 5, a thermoplastic resin and a plasticizer having the composition shown in Table 7 were dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran. After this solution was cast on a smooth glass plate, the tetrahydrofuran was evaporated to obtain a film with a thickness of about 100 μm. The performance of electrodes constructed using these membrane materials is shown in Table 7. In Table 7, thermoplastic resins and plasticizers are abbreviated as follows.

【0086】ポリ塩化ビニル            
            :PVC ポリメチルメタクリレート             
 :PMMAポリスチレン             
             :PStポリ塩化ビニリデ
ン                    :PVD
CO−ニトロフェニルオクチルエーテル      :
NPOEジブチルフタレート            
        :DBPジオクチルフタレート   
               :DOPジオクチルア
ジペート                  :DO
AO−ニトロフェニルフェニルエーテル      :
NPPEO−フルオローO’ーニトロジフェニルエーテ
ル:FNDPE
[0086] Polyvinyl chloride
:PVC polymethyl methacrylate
:PMMA polystyrene
:PSt Polyvinylidene chloride :PVD
CO-nitrophenyl octyl ether:
NPOE dibutyl phthalate
:DBP dioctyl phthalate
:DOP dioctyl adipate :DO
AO-nitrophenylphenyl ether:
NPPEO-Fluoro O'nitrodiphenyl ether: FNDPE

【0087】[0087]

【表10】[Table 10]

【0088】実施例22 表8に示すカリックスアレーン化合物20mgと熱可塑
性樹脂200mg及び可塑剤300mg及び一般式(8
)で示される有機ホウ素化合物をカリックスアレーン化
合物に対して所定のモル比で1,2ージクロロエタン1
0mlに溶解した後、ガラス板上に流延し、1,2ージ
クロロエタンを蒸発せしめ、約100μm厚の膜状物を
得た。得られた膜状物を用いて構成したカリウム電極の
電極性能を表8に示す。
Example 22 20 mg of the calixarene compound shown in Table 8, 200 mg of the thermoplastic resin, 300 mg of the plasticizer and the general formula (8
) in 1,2-dichloroethane at a predetermined molar ratio to the calixarene compound.
After dissolving the solution in 0 ml, it was cast onto a glass plate, and 1,2-dichloroethane was evaporated to obtain a film with a thickness of about 100 μm. Table 8 shows the electrode performance of the potassium electrode constructed using the obtained film-like material.

【0089】表8に示すように、有機ホウ素化合物の添
加により、勾配が57〜60mVという極めて高い値を
示し、高感度なカリウム電極を構成できることは明かで
ある。
As shown in Table 8, the addition of the organic boron compound shows an extremely high slope of 57 to 60 mV, and it is clear that a highly sensitive potassium electrode can be constructed.

【0090】[0090]

【表11】[Table 11]

【0091】[0091]

【表12】[Table 12]

【0092】[0092]

【表13】[Table 13]

【0093】[0093]

【発明の効果】本発明のカリックスアレーン組成物は、
前記したようにカリウムイオンに対して可逆的な補捉能
を有するため、該イオンの灰医及び解離が極めて良好で
あり、これを成形した膜状物は、カリウム電極を構成す
る電極膜として利用できる。
[Effect of the invention] The calixarene composition of the present invention has
As mentioned above, since it has a reversible scavenging ability for potassium ions, the absorption and dissociation of these ions is extremely good, and the film-like material formed from this can be used as an electrode film constituting a potassium electrode. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】起電力を測定する装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus for measuring electromotive force.

【図2】図1の電極1に内蔵される各種構成要素を示す
説明図である。
2 is an explanatory diagram showing various constituent elements built into the electrode 1 of FIG. 1. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  電極 2  測定溶液 3  磁気攪拌子 4  磁気攪拌機 5  1M酢酸リチウム塩橋 6  塩化カリウム飽和溶液 7  飽和かんこう電極 8 エレクトロメーター(北斗HE−103型)11 
 アクリル製膜ホルダー 12  銀線 13  被覆ガラス管 14  銀−塩化銀内部標準電極 15  10 ̄2M塩化カリウム内部標準液16  カ
リックスアレーン化合物を含む膜状物17  o − 
リング
1 Electrode 2 Measuring solution 3 Magnetic stirrer 4 Magnetic stirrer 5 1M lithium acetate salt bridge 6 Potassium chloride saturated solution 7 Saturated liquid electrode 8 Electrometer (Hokuto HE-103 type) 11
Acrylic membrane holder 12 Silver wire 13 Covered glass tube 14 Silver-silver chloride internal standard electrode 15 10 ̄2M potassium chloride internal standard solution 16 Membrane containing calixarene compound 17 o -
ring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  熱可塑性樹脂100重量部、及び下記
一般式(1) 【化1】 [式中、XはーCH2ー(ーCH20CH2ー)nーC
H2ー{nは3または4の整数}、Rは置換または無置
換の低級アルキル基もしくはアシル基、R1は炭素数4
〜18のアルキル基、アリール基またはシクロアルキル
基を示す]で表されるカリックスアレーン化合物0.1
〜20重量部とからなることを特徴とするカリウムイオ
ン選択性組成物。
Claim 1: 100 parts by weight of a thermoplastic resin, and the following general formula (1) [wherein, X is -CH2-(-CH20CH2-)n-C]
H2-{n is an integer of 3 or 4}, R is a substituted or unsubstituted lower alkyl group or acyl group, R1 has 4 carbon atoms
~18 alkyl group, aryl group or cycloalkyl group] Calixarene compound represented by 0.1
-20 parts by weight of a potassium ion selective composition.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100372559B1 (en) * 2000-08-14 2003-02-17 한국전력공사 Novel chromogenic calix[4]arene azacrown ether derivatives selectively adsorbing potassium ions
JP2020098208A (en) * 2018-12-17 2020-06-25 ソウル ナショナル ユニバーシティ アールアンドディービー ファウンデーション Strip structure for potassium ion measurement
CN114106009A (en) * 2020-08-28 2022-03-01 中国科学院上海有机化学研究所 Cationic carrier for modifying calix [4] arene-crown ether based on 1, 3-flip configuration

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US11525801B2 (en) 2018-12-17 2022-12-13 Thedonee Inc. Strip structure for measuring potassium ions
CN114106009A (en) * 2020-08-28 2022-03-01 中国科学院上海有机化学研究所 Cationic carrier for modifying calix [4] arene-crown ether based on 1, 3-flip configuration

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