JPS6172737A - イオン選択電極用キヤリヤ−として有用なカテコ−ル誘導体 - Google Patents

イオン選択電極用キヤリヤ−として有用なカテコ−ル誘導体

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JPS6172737A
JPS6172737A JP59195489A JP19548984A JPS6172737A JP S6172737 A JPS6172737 A JP S6172737A JP 59195489 A JP59195489 A JP 59195489A JP 19548984 A JP19548984 A JP 19548984A JP S6172737 A JPS6172737 A JP S6172737A
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JP
Japan
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group
formula
alkyl
catechol derivative
carrier
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JP59195489A
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English (en)
Inventor
Hideki Sugihara
杉原 秀樹
Kazuhisa Hiratani
和久 平谷
Tatsuhiro Okada
達弘 岡田
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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】 発明は一般式 (式中、R’、 R”、 R’及びnは前記ト同シ)で
表わされるカテコール誘導体に関するものである。本発
明のカテコール誘導体は、陽イオンキャリヤーとして有
用であり、特に高分子膜中に可塑剤、疎水性陰イオンと
共に含有させることにより、イオン選択電極用薄膜とし
てイオン電極を構成した場合、特定の陽イオンに対して
選択的な起電力応答を示すという特徴を有する。
本発明者らは、陽イオンキャリヤーとして有用な化合物
の開発について種々研究を行ってきたが、今回前記一般
式(I>で示されるカテコール誘導、1       
体は陽イオンキャリヤーとしてすぐれた性能を示し、特
に高分子膜に含有させた場合、イオン選択電極用感応膜
としてすぐれた性能を示し、可塑剤、疎水性陰イオンの
適切な選定によりカルシウムイオンにすぐれた選択性を
示すことを見出し、本発明を完成するに到った。
本発明のカテコール誘導体(I)は、カテコール又はそ
のアルキル、芳香族炭化水素又はアルキル芳香族置換体
を原料として以下の反応により合成される。
(H) (III) カテコールと二当量のω−クロロカルボン酸エステルと
の反応は、アルカリ性媒質中40〜120℃の反応温度
で行い、常法により加水分解することによってジカルボ
ン酸(II)を得る。ジカルボン酸を過剰の塩化チオニ
ルと30〜15℃で処理することにより、ビスカルボン
酸クロリド(III)を得る。
二当量の一級又は二級アミンを不活性溶媒中、二当口の
三級アミンの共存下−20℃〜室温においてビスカルボ
ン酸クロリド(I[I)でアシル化を行い目的とする化
合物(I)を得る。シリカゲル、アルミナなどを担体と
するカラムクロマトグラフ゛ 法で、クロロホルム、ベ
ンゼン、酢酸エチルなどを溶離液として用いることによ
って、又は、n −ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼ
ン、エタノールなどを溶媒として再結晶することによっ
て化合物(I)を精製する。
なお、前記で示したアルカリ性媒質としては、アルカリ
性物質を該アルカリ性物質に不活性な溶媒に溶解させた
ものが用いられ、この場合、不活性物質としては、ジメ
チルホルムアミド;ヘキサメチルホスホルアミド、ジメ
チルスルホキシド、ジオキサンなどがあげられ、アルカ
リ性物質としては、t−ブトキシカリウム、水素化ナト
リウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウムなどがあげられる。また常法による加水分解法とは
、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのア
ルカリを溶解した水や、メタノール、エタノールなどの
溶媒中において、温度60〜80℃で実施した後、加水
分解生成物を無機酸又は有機酸で中和することによって
目的物を得る方法をいう。
また、前記各一般式において、R’、 R2又は♂がア
ルキル基を示す場合、このアルキル基としては、低級ア
ルキル及び高級アルキルを問わず任意のものが用いられ
、通常、炭素数1〜30のものが用いられる。また、前
記各一般式において、R’、 R’又はR3が芳香族炭
化水素基を示す場合、通常、炭素数6〜約14のものが
用いられる。また、前記各一般式において、R1,RF
又は−がアルキル芳香族基を示す場合、通常、炭素数1
〜約20のアルキル置換基を含むものが用いられる。で
はカルボキシル基の反応保護基となるもので、任意の炭
化水素基が適用されるが、通常は、炭素数1〜4のアル
キル基や、フェニル、ベンジル、トリル、キシリルなど
のアリール基、アリールアルキル基が適用される。
本発明のカテコール誘導体(I)は、陽イオンキャリヤ
ーとして作用し、特に高分子膜に含有させて電極を構成
した場合、種々の陽イオンに対して起電力応答をあたえ
る。この場合、陽イオンとしては例えば、ナトリウム、
カリウム、リチウムなどのアルカリ金属イオン及び、カ
ルシウム、マグネシウム、バリウムなどのアルカリ土類
金属イオン及び、アンモニウムイオンがあげられる。本
発明のカテコール誘導体(I)は、可塑剤と疎水性陰イ
オンと共に高分子膜に含有させることにより、特にカル
シウムイオンに選択的な起電力応答、)      を
示し、カルシウム以外の陽イオン、例えばナトリウム、
カリウム、リチウムなどのアルカリ金属イオン、マグネ
シウム、バリウムなどのアルカリ土類金属及びアンモニ
ウムイオンなどの共存下においてカルシウムイオンの活
量を測定することができる。
本発明のカテコール誘導体(I>をキャリヤーとして用
いて陽イオンの活量を測定するには、カテコール誘導体
(1)、可塑剤、高分子、疎水性陰イオンからなる膜を
調製し、膜の外側で各種陽イオンを含む試料液と、膜の
内側で濃度を一定にした標準液と接触させ、膜の表面に
生じる電位差を試料液中の参照電極と内部の参照電極の
電位差として測定する。
次に図面により試料液中の陽イオン活量をカテコール誘
導体(I)含有品分子膜を用いて測定する場合の具体例
を示す。1は筒状容器を示し一部を陽イオン感応性化合
物を含む膜Mより構成される。2及び3は参照電極、4
は電位差計である。
試料液Aは測定対象となる陽イオンを含むもので通常は
、水溶液が用いられる。溶液Bは通常、陽イオンの一定
濃度を含む水溶液が用いられ、一般には16℃1Mの濃
度のものが用いられる。陽イオン感応性膜Mは、ポリ塩
化ビニル、ポリスチレン。
ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、シリコンゴ
ム、うるしなどの合成及び天然高分子、ジ−フルキルア
リールホスホナート、リン酸トリアルキル、亜リン酸ト
リアルキル、0−ニトロフェニルアルキルエーテルなど
の可塑剤、テトラフェニルボレート、テトラフェニルボ
レートの置換類縁化合物などの疎水性陰イオンと化合物
(I)を均一に含む混合物を製膜して用いられる。
前記のようにして溶液へ及びBを間接接触させると膜界
面及び膜内部において電位差を生じる。
それを参照電極2及び3を用いて電位差計4で読み取り
試料液A中の陽イオン活mを測定することができる。
本発明の化合物(I)をキャリヤーとしてイオン電極に
用いた時、溶液A中の陽イオン活量により起電力応答に
差を生じる。しかもこの場合、膜Mの組成を適切に設定
することにより、カルシウムイオンに対して選択的な起
電力応答を示すことから、カルシウムイオンと他の陽イ
オンを含む溶液Aに適用することにより、その溶液中の
カルシウムイオンのみの活量を選択的に測定することが
できる。
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例 A、カテコール誘導体の製造 1)1.2−ビス(N−オクチルアミノカルボニルメト
キシ)−4−t−ブチルベンゼンの製造。
17(lのp−t−ブチルカテコール ブトキシカリウムを窒素雰囲気下150mQDMF中で
かきまぜ、これに27gのり0口酢酸エチルを加え、7
0℃で24時間かきまぜる。空冷後、濾過して沈澱物を
除き、溶媒を減圧下に留去する。残った油状の生成物を
減圧蒸留する(150°15torr)と、15gのジ
エステル誘導体を得る。これを、水酸化カリウム、含水
エタノールと共に12時間加熱還流を行い、水中にそそ
ぎ、クロロホルムで洗浄し、水槽に塩酸を加えクロロホ
ルムで抽出する。
無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧下に留去し、
10(lの(II) (R’−t−Bu 、 n−1>
を得る。これを、3011 Qの塩化チオニルと共に6
時間加熱還流を行い、空冷後、未反応の塩化チオニルを
減圧下に留去して11(lの粗製の(I[I)(R’=
t−Bu 、 n= 1 ) ヲWjル。i、oa ノ
未iaノ(III)を20℃葛の無水エーテルに溶解し
、窒素雰囲気下に0.8gのn−オクチルアミンとo、
agのトリエチルアミンの無水エーテル溶液50m Q
に一20℃で加えかきまぜなから空温に戻す。溶媒を留
去し残った油状の生成物をクロロホルムに溶解させ、希
塩酸次いで水酸化カリウム水溶液で洗浄し乾燥後溶媒を
留去する。生成物はシリカゲルを担体とするカラムクロ
マト法により、クロロホルムを溶離液として精製するこ
とにより1.25(]の目的物を得る(m、 p、 6
7〜70℃)。
2)1.2−ビス(N−n−オクチル7ミノカルポニル
メトキシ)ベンゼンの製造。
イ        前記A−1)において、p−t−ブ
チルカテコールのかわりにカテコールを用いた他は同様
にして生成物(I)(R’=H,n=1、R2=H,R
3=CBH+7)を得る(m、 p、 89〜90℃)
B、陽イオン活量の測定試験 試験(1) 図面に示した装置を用いて陽イオン活量の測定試験を行
った。陽イオンキャリヤーとしては前記で得た化合物(
1)(式(I)においてR1= t −Bu 、 n=
1 、R2=H,R3=n−CJI H,7)を用いた
溶液A、B及びMの成分組成は次の通りである。
溶液A :  0,0001 NA定、0.001規定
、o、oi規定、0.1規定、1.0規定のKCQ、N
aCQ、Li CQの各々水溶液、0.00002規定
、0.0002規定、0.002規定、0.02規定、
0.2規定のCaCλ2、M Q CQ 2の各々水溶
液。
溶液B :  0,002M定の(:、acQ2膜 M
:塩化ビニルo、10(7,0−ニトロフェニルオクチ
ルエーテル0.25Q、テトラキス(p−クロロフェニ
ル)ボレートカ リウム塩0,003Ω、化合物(I>0.01gをTH
F4nQに均一に溶解し、溶媒を蒸発させることにより
直径4.2cmの薄膜としたのち、さらに直径5酎の円 形に切り抜いたもの。
なお、本試験は25℃で行った。以下の実験においても
同様の条件で行った。
第1表に溶液A中の各陽イオンの活m変化に対する膜M
の起電力応答<mV/△f1.oga)と選択性を示す
第   1   表 第1表に示された結果から試験(1ンの条件下では、L
i+、Na”、K”、NHj、M (+”、に比して2
+ Caに選択的な起電力応答を示すことがわかる。
試験(2) 試験(1)において、膜M中の化合物(I)(R’−t
−BLJ 、 n= 1、R”=H,R3=n−CzH
57)のかわりに化合物(I)(R’=H,n=1、R
2= 1−1、R’= n −Cs HI3 )を用い
た以外は同様にして試験を行った。その結果を第2表に
示す。
第   2   表 第2表に示された結果から試験(2)の条件下ではLi
+、Na+、K+、Mg2+、に比しTCaに選択的な
起電力応答を示すことがわかる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明のカテコール誘導体をキャリヤーとして用
いて陽イオン活量の測定を行う場合の装M説明図である
。 に筒状容器 2.3:参照電極 4:電位差計 、1 指定代理人 工業技術院製品科学研究所長 高橋枚司

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1は水素原子、アルキル基、芳香族炭化水
    素基又はアルキル芳香族基、R^2及びR^3は水素原
    子、アルキル基、芳香族炭化水素基又はアルキル芳香族
    基であるが少なくとも一方はアルキル基、芳香族炭化水
    素基又はアルキル芳香族基である。 nは1、2又は3である。) で表わされるカテコール誘導体。
  2. (2)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1は水素原子、アルキル基、芳香族炭化水
    素基又はアルキル芳香族基である。) で表わされるカテコール誘導体で一級又は二級アミンを
    アシル化することを特徴とする一般式▲数式、化学式、
    表等があります▼( I ) (式中、R^1、R^2、R^3及びnは前記と同じ)
    で表わされるカテコール誘導体の製造方法。
  3. (3)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1、R^2、R^3及びnは前記と同じ)
    で表わされるカテコール誘導体をキャリヤーとして可塑
    剤と疎水性陰イオンを添加して高分子膜に含有させるこ
    とを特徴とするイオン選択電極用高分子膜。
JP59195489A 1984-09-18 1984-09-18 イオン選択電極用キヤリヤ−として有用なカテコ−ル誘導体 Pending JPS6172737A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0549663U (ja) * 1991-11-29 1993-06-29 株式会社イナックス 結束材

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH479870A (de) * 1966-08-09 1969-10-15 Simon Wilhelm Ionenspezifisches Elektrodensystem

Patent Citations (1)

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