JPS61272231A - クラウンエ−テル重合物の製造方法 - Google Patents

クラウンエ−テル重合物の製造方法

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JPS61272231A
JPS61272231A JP11559285A JP11559285A JPS61272231A JP S61272231 A JPS61272231 A JP S61272231A JP 11559285 A JP11559285 A JP 11559285A JP 11559285 A JP11559285 A JP 11559285A JP S61272231 A JPS61272231 A JP S61272231A
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征治 新海
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義仁 長田
Yoshikazu Kondo
義和 近藤
Akio Nishino
西野 明男
Toshihiro Yamamoto
俊博 山本
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Kanebo Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はクラウンエーテル重合物の製造方法に関する。
(従来の技術) クラウンエーテル化合物は1967年pederson
博士の発見以来、その特異な性質が次々と見出され、有
機化学、生化学の基礎化学分野及び工業的な分野におい
て非常に重要なものとなってきている。その重要な性質
としては金属カチオンの選択的補足及びそれに蔦づく金
属イオンの分離、輸送、及び無機類、アルカリ金属等、
通常1機溶剤へ溶解しないものの有ah溶剤溶解性の付
与及びクラウンエーテルの立体化学的な面の応用として
光学分割剤への応用がある。特に金属カチオンセンサー
としては非常に重要である。
ところがクラウンエーテルは溶解性、生理作用及び滲性
等問題点が多い。従ってクラウンエーテルの重合化或い
は固定・不溶化等によシこれら問題点を改良する検討も
なされている。
クラウンエーテルの重合・固定化・不溶化の方法として
は例えば特開昭56−14181.2号公報ではクラウ
ンエーテルにビニル基を付加し、放射線照射によシ固定
化する方法を示している。又、特開昭56−47405
号公報では芳香族クラウン化合物とクロルメチル化架橋
ポリスチレンとの7リ一デルクラフト製反応による固定
化を提案している。
特開昭52−109600号公報ではクラウン化合物に
アミノ薦を導入し、エポキシ基との反応により固定化す
る方法にて提案している。
これらの方法ではクラウン化合物への官能基導入という
非常に困難なかつ収率の低いプロセスや官能基を導入し
てもクラウン化合物の高分子化における収率の低さ、及
び未反応物の残存等、前述した問題点が残る。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はクラウンエーテル低分子物の種々の問題点を解
決すると同時に、又従来のクラウンエーテルの固定化に
おける問題点を解決するものである。
本発明の目的はり2クンエーテルの重合・固定化をよシ
簡単なプロセスで高収率で1合する亭及びよシ広汎な担
体に固定化する方法を提案するにある。
(問題点を解決する為の手段) 本発明方法は、クラウンエーテル化合物を低温プラズマ
中で活性化し東金・不溶化することを特徴とする。
本発明に使用するクラウンエーテル化合物にこれまで用
いられているクラウンエーテル化合物ならいずれでもよ
く特に限定されない。例えば下記一般式■で示される単
環式クラウンエーテルや一般式■で示される複索環式ク
ラウンエーテルのいずれでもよい。
ml ? mt * mg : 1 以上R1、R2:
 H又社次化水素残基を示す。
上述したクラウンエーテル化合物(以下クラウンエーテ
ル化合物と略称する)はその中にハ四ゲン元素や、ベン
ゼン環、シクロヘキサン環及びこれらの各種誘導体を1
個或いは複数個含有する事も出来る。
例えば従来数多く利用されているジベンゾ18−クラウ
ン−6、ジシクロへキシル18−クラウン−6、シフ筒
へ中シル12−クラウン−4、ベンゾ16−クラウン−
5、tert−ブチルベンゾ15−クラウン−5、トリ
ベンゾ18−クラウン−6、ナト2ベンゾ24−り2ク
ン−8なども使用できる。
又、一般式■及び■で表わせないクラウン二一本発明で
用いるプラズマはいわゆる低温プラズマを指し、該イオ
ン化ガスプラズマはかかるプラズマを生成するための公
知方法のいずれによっても生成させることができる。例
えばJ−凡、ホラハン但o11ahan)とA−T、ベ
ル(Bell )版「プラズマ化学の応用技術」、ワイ
リ= 、二x ”ヨーク1974および%シxン(13
hen)版「1合体のプラズマ化学」デツカ−・ニエー
ヨーク・1976に記載されている。即ち高周波発生器
に連結された平行板電極の間にモノマーを真空下で入れ
、真空家の外部又は内部のいずれかの平行板を用いてプ
ラズマを生成させることが出来る。また外部銹導コイル
によって電場をつくらせ、イオン化ガスのプラズマを発
生させてもよく、マた反対に荷電した電極に間隔をおい
て直接真空室に入れてプラズマを生成させてもよい。
クラウンエーテル化合物は分子量、置換基の種類等にも
依存するが、通常高沸点でToシ、常温では蒸気圧が低
い。
低温プラズマは前述した真空度において効果的に七ツマ
−の活性化及び重合が逸むもので61、クラウンエーテ
ルの蒸気圧がこれに満たない場合は、クラウンエーテル
を加熱し、蒸気圧を増大する必要がある。加熱の方法に
は、ヒーター加熱、高周波加熱、遠赤外線加熱或いはレ
ーザー加熱のいずれの方法を用いてもよいが、なるべく
短時間加熱する事がλ要である。クラウンエーテルの低
温プラズマによる重合は、プラズマ重合の条件によりグ
リース(液)状−フイルム(膜)状−粒子(粉末)状と
変化する。
プラズマ重合物に、通常、紙、ガラス、シリカゲル、ポ
リマー等のシート、繊維或いは微粒子上に形成させ、重
合・固定化させるがこういった担体を用いないで、直接
電極上へ重合し、生成ポリマーを回収し、それを成形し
てもよい。モノマーと重合物の間の一次(化学)構造の
相関性はモノマーの種類、プラズマ重合条件によって変
化する。
クラウンエーテル化合物のプラズマ重合物は、有機溶剤
例えば、アルコール、エーテル、ピリジン、クロロホル
ム、アセトン、ベンゼン、ギ酸、ジメチルホルムアミド
等への溶解性は全くなく、架橋重合物である事がわかる
但し、有機溶剤に対する膨潤性は、重合条件によって変
化する。プラズマ重合物の構造、化学構造の特定は仲々
困難である。1凡、NMR,X線、電顕等での測定、及
び金属イオン吸着性、各fj1塊との錯体形成能等の測
定で一応の評価が出来るが、モノマーの代表的な化学構
造、例えばエーテル環が大部分残存される条件を選択す
る事が必要である。
一般に重合法、光熱等によって化学構造がくずれやすい
モノマーはプラズマ重合によっても同様に1−膜構造を
残す事は容易ではない。こういったモノマーでは、例え
ば電極間にモノマーを置き、まずモノマー以外のプラズ
マ例えば、アルゴン、N2 、 N2 、He 、 0
02等の不活性ガスや他の重合上ツマ−例えばアクリル
酸、メタクリル酸、ビニルピロリドン、ビニルピリジン
、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等の重合しやす
いモノマーのプラズマを前もって発生させ、そのプラズ
マ中で短時間加熱を行ない、目的とするモノマーをプラ
ズマ化し、重合させる。又、プラズマ重合の条件によっ
て水、七ツマ−の一次構造の残シやすさは変ってくる。
即ち、七ツマ−の一次構造を残そうとする場合には、プ
ラズマ照射時間を下げる。
一般にクラウンエーテルのプラズマ重合は、通常10分
以下、好ましくは5分以下で617、又、パルス的に高
周波を印加する方法も好ましい。プラズマ1合時間を低
下させるとともにプラズマ出力を下げる或いは真空度を
下げる或いは基板の温度を下げるといった方法を併合す
る傘が好ましい。
プラズマ出力に関しては出力が大きいとモノマーの構造
がこわれやすいが出力を余シ下げると重合が十分に進行
せず、モノマーの残存率が高くなったシ或いは生成物の
分子撤が十分高くならず溶剤等に溶解したシする。従っ
て、出力はこれらのかねあいで決定する事が重要である
。クラウンエーテル重合の場合の高周波出力は通常10
〜800W1好ましくは50P−200Wである。尚高
周波出力は当然、目的とする用途によって適宜選択する
必要がある。
真空度も出力と同様の傾向、効果を示し、真空度が低下
すると重合の進行が十分でなく、重合物の物性も十分と
はいえない。一方、真空度を余シにも高くしすぎるとプ
ラズマのエネルギーが高くなシすぎ、モノマーの構造を
殆んど残さない重合物が出来たシ、極めて架橋度の高い
フィルム或いは粉末が出来、重合物内部への物質の出入
シが出来にくくなりモノマーの性質を残存していたとし
ても重合物の性能が発現出来ない。真空度は通常10−
5〜100Torr、好ましくは10−4〜10’1’
orr 、更に好ましくは10−8〜I Torrであ
る。
基板の温度はプラズマ重合の本質的メカニズムとの関連
は少ないが、基板温度が高い時重合生成物の分子麓、架
橋が小さい場合は生成物が気化し、放散してしまう。
又、基板温度が低い場合は温度勾配による拡散によシ活
性化されていないモノマーが付着凝固し、重合性の低下
がある。
(発明の効果) 本発明方法は従来その毒性、生理的作用、金属イオン吸
着性等よシ極めて取扱いや廃棄が難しく又、その高価格
の為に少量のロスでも極てコストアップであったクラウ
ンエーテル化合物を従来の必ずしも収率の高い方法とは
いえない方法に代りてモノマーを直接的かつ一段でプラ
ズマ重合し、固定化出来たという点で工学的に極めて有
効な方法である。
又、クラウンエーテル化合物のプラズマ1合物が液状〜
フィルム状^粉末状になるという点で生成物の形態も任
意に選ぶ事が出来る。特に金属イオンセンサー等に利用
する場合は均一で非常に薄い膜が必要となる為に本発明
方法が特に有効である。
本発明方法は前述した特徴をもつ為に、膜による金属イ
オンの吸着分離用材料及び金属イオンセンサー、固定化
触媒、光学分割用材料等の製造に極めて有用である。
以下実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 第1図には今回使用したプラズマ1合装置を示す。lは
高周波電源(RFi源)でここでは18.56MHzの
高周波電源を使用した。1で発生させられた高周波は1
9のマツチングボックスを通じて反応器2内の直径10
3φの電極8に通じられる。電極8とアースされた対の
電極6との間に高周波が印加されると反応器内部でプラ
ズマが発生する。クラウンエーテル化合物20はメスタ
ル製加熱用容器21に0.1jF入れ、加熱用電源22
によシ加熱電圧を変化させる拳によシモノマーのプラズ
マ中への供給量を変化させる。プラズマを発生させるガ
ス或いは他のモノマーは16〜18から供給する事が出
来る。ここではg1表に示すクラウンエーテル化合物を
用いた。
反応容器を真空ポンプ9で排気しながら17よシ窒素ガ
スを供給しながら反応容器の圧力が10−2トールにな
るように調節した。重合基板には酢酸セルローズ多孔質
膜(孔径0.46μ)を用いた。
高周波電圧を電極に印加し、まず窒素プラズマを発生さ
せる。高周波出力は100Wとした。次いで22の電圧
を上昇させクラウンエーテルを気化した。クラウンエー
テルの気化がおきると同時にプラズマの色が若干青みを
帯びた。クラウンエーテルの気化は8〜6分で完全に終
了させ同時にプラズマ発生をやめた。
反応器よシフラウンエーテル重合膜を形成させた多孔買
換を取シ出し、エタノール洗浄を行ない未反応のクラウ
ンエーテルを洗い流した後で室内で乾燥させた。
第2図、第8図にExp No −6のATR及び走電
型電子顕微鏡真写を示す。第2図よシプラズマ1合物が
七ツマ−の官能基を有している事及び第8図からプラズ
マ重合物が平膜状に又一部では粒状で酢酸セリローズ多
孔質膜上へ付加している事及び一部の重合物は粒状を形
成している坐がわかる。
第  1  表 実施例2 夾旅例1の複合膜ではり2クン工−テル1合膜が0.0
2f付着しておシ、K1.に8ON。
NH48ONの各メタノール溶液に該複合膜を浸漬し塩
との錯体を形成させた。各溶液中の塩濃度の減少からク
ラウンエーテル重合物の錯体形成能を測定し、KI/1
1合物=0.6/1(モル1モル)、K8ON/重合物
=0.57/1(モル/そル)、NH48ON / N
合物=0.4/1(モル1モル)の値が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は十字管型プラズマ1合装置であシ、1は高周波
(RF)電源、2はガラス製反応器、3は上部電極、5
は基板(下部電極)、4はプラズマ重合用試料、21は
モノマー加熱用容器、20は七ツマ−を示す。第2図は
ATRの結果を示す。 人はジシクロヘキシル18−クラウン−6モノマー、B
は酢酸セルローズ多孔質膜、Cはジシクロヘキシル18
−クラウン−6のプラズマ重合物を担持した酢酸セルロ
ーズ多孔質膜のATRスペクトルを示す。第8図(%L
顕写真)はジシクロへキシル18−クラウン−6のプラ
ズマ重合物を担持した酢酸セルローズ多孔質膜の走査型
電子M微鏡写真を示す。(倍率1000倍) I    カネボウ合繊株式会社 第:月4

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)クラウンエーテル化合物を低温プラズマ中で活性
    化し重合、不溶化することを特徴とするクラウンエーテ
    ル重合物の製造方法。
  2. (2)クラウンエーテル化合物を気化させ低温プラズマ
    中へ導入する特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)クラウンエーテル化合物の蒸気を電極間に導入し
    て活性化する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の方
    法。
  4. (4)低温プラズマを真空度10^−^5〜100To
    rrで発生させる特許請求の範囲第1項記載の方法。
JP11559285A 1985-05-29 1985-05-29 クラウンエ−テル重合物の製造方法 Expired - Lifetime JPH0613610B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05320324A (ja) * 1991-04-30 1993-12-03 Agency Of Ind Science & Technol 高分子イオン伝導体の製造法
WO1999062898A3 (en) * 1998-06-02 2000-02-17 Betzdearborn Inc Thiacrown ether compound
CN114702635A (zh) * 2022-03-28 2022-07-05 辽宁石油化工大学 席夫碱冠醚聚合物制备方法及其在阴离子交换膜中的应用

Cited By (4)

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CN114702635B (zh) * 2022-03-28 2023-04-07 辽宁石油化工大学 席夫碱冠醚聚合物制备方法及其在阴离子交换膜中的应用

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