NL194721C

NL194721C - Anionselectief membraan en een daarvan voorziene sensor.

Info

Publication number: NL194721C
Application number: NL9201794A
Authority: NL
Inventors: David Nicolaas Reinhoudt; Johannes Franciscus Engbersen; Willem Verboom; Dimitri Rudkevich; Walter Paul Raphael Stauthamer
Original assignee: Priva Agro Holding Bv
Priority date: 1992-10-15
Filing date: 1992-10-15
Publication date: 2003-01-07
Also published as: NL194721B; US5380423A; NL9201794A

Description

1 194721

Anionselectief membraan en een daarvan voorziene sensor

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een anionselectief membraan, omvattende een met de membraan gebonden ionofoor. Tevens heeft de uitvinding betrekking op een sensor welke is voorzien van 5 een dergelijk membraan.

Een membraan volgens de uitvinding wordt gebruikt in sensoren welke worden toegepast voor het meten van de concentratie van ionen in een elektrolytoplossing, zoals meststofdoseringen in de tuinbouw. Voorbeelden van geschikte sensoren zijn de ISFET, (onselectieve elektrode, optrode, coated-wire elektrode en sensoren op basis van planaire siliciumtechnologie. Het membraan volgens de uitvinding is specifiek 10 bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 9100184 . Uit die publicatie is bekend dat een anionselectief membraan bepaalde componenten bezit om aan het membraan een selectiviteit voor negatieve (an-)ionen te verlenen. Deze componenten vormen een ionische site in het membraan. Uit die publicatie is bekend dat voor het vormen van een anionselectief membraan een ionofoor kan worden opgenomen welke boor of aluminium dient te bevatten.

15 De onderhavige uitvinding heeft nu tot doel een membraan te verschaffen dat anionselectief is door een in het membraan aanwezig specifiek ionofoor voor een te meten anion. Het ionofoor kan fysisch en/of chemisch (covalent) gebonden zijn met de membraanmatrix. Met name heeft de uitvinding tot doel een membraan te verschaffen dat een zeer hoge thermodynamische stabiliteit heeft in combinatie met een hoge selectiviteit voor anionen, met name voor diwatersoffosfaat. Bovendien dient het membraan bij voorkeur 20 neutraal te zijn, hetgeen voor toepassingen in elektrolytoplossingen gunstig is.

Ter verkrijging van de hiervoor genoemde doelen verschaft de uitvinding een anionselectief membraan als in de aanhef genoemd, welke wordt gekenmerkt doordat de ionofoor een verbinding op basis van een uranylcomplex is en voldoet aan de algemene formule: 25 A\ f ‘H* /=N N=n 4 -Οντ

30 ςΠ V

waarin

A, B, C, D = R

A + B + C + D = (Cs - C7) aryl 35 (Cs - C7) cycloalkyl (C-i — Cgg) alkyl (Cs — C10) aryl (C1 — Cgg) alkyl (C5 — C10) cycloalkyl E + E', G + G' = aryl, zoals fenyl en nafthyl, of aryl gesubstitueerd met een substituent (C, - Cgg) alkoxy, of aryl gesubstitueerd met de afzonderlijke of door ringsluiting gemeenschappelijke substituent 40 K en/of K-CONH-L, waarin K, L = H -R-iCH^--R-(CHj)m-R 45 -X(CH2)m-R -X-(CHa)m-X--X(CHa)m-X-R -RX(CHj,)m-50 -RX(CHa)m-XR -X-(R-X)n-, waarin X = 0, S m = 0-10 en n = 0-10 55 R = (C, - Cgg) alkyl (C5 - C10) aryl (Cs - C10) cycloalkyl 194721 2 (Cl - Cao) alkyl (C6 - c10) aryl (C, - Cao) alkyl (C6 - C10) cycloalkyl waarin alkyl is een rechte of vertakte keten die eventueel is gesubstitueerd met (C,-C30) alkyl 5 halogenide nitro cyano hydroxy; waarin aryl eventueel is gesubstitueerd met 10 (C, C30) alkyl halogenide nitro cyano hydroxy.

15 Bij voorkeur bevat het ionofoor een -CONH-groep, waardoor de stabiliteit en veelal de selectiviteit voor diwaterstoffosfaat verder toeneemt. Daartoe heeft het voorkeur dat de substituent E+E' en/of de substituent G+G' aryl gesubstitueerd met de groep K-CONH-L is. De synthese van dergelijke ionoforen wordt verder begunstigd, indien verder bij voorkeur de groep K-CONH-L is de groep X-(CH2) m-CONH-L.

Is in dit geval verder de substituent L een alkyl-, aryl-, cycloalkyl-, alkylaryl-, of alkylcycloakylgroep, dan is 20 de stabiliteit en de selectiviteit voor diwaterstoffosfaat verder toegenomen. Bovendien wordt hierbij bereikt, dat een uitspoeling van fysisch in het membraan gebonden ionofoor verder wordt onderdrukt, met name in geval van alkylgroepen waarin het aantal koolstofatomen 6 of meer bedraagt, zoals C16 - C^, met name C16 en C1B. Een optimale stabiliteit en selectiviteit wordt verkregen indien de substituent L een arylgroep voorstelt, die eventueel kan 2ijn gesubstitueerd.

25 Zeer gunstige ionoforen voor toepassing bij de onderhavige uitvinding zijn die, waarin de substituenten een door ringsluiting gevormde, gemeenschappelijke substituent K-CONH-L-NHCO-K is. Vanuit synthese oogpunt heeft het verder voorkeur dat de groep L is (CH2) m-X-(CH2) m-X-(CH2)m, waarbij bij voorkeur m = 2 en X = 0. Aldus ontstaat een ionofoor met een zeer hoge stabiliteit en selectiviteit voor diwaterstoffosfaat.

Bij een andere groep ionoforen voor toepassing in een membraan volgens de uitvinding, heeft het 30 voorkeur dat de substituent E+E' en/of de substituent G+G' is aryl gesubstitueerd met -X-(CH2)mH.

Dergelijke ionoforen hebben de hoogste selectiviteit voor diwaterstoffosfaat. Bij voorkeur is X = O.

Verder kan het ionofoor zijn voorzien van een grote verscheidenheid aan reactieve groepen teneinde het ionofoor chemisch covalent te hechten aan de membraanmatrix. Deze koppelingsgroep kan zijn opgenomen in alle substituenten A, B, C, D, E, E', G en G'. Bij voorkeur is de koppelingsgroep opgenomen in een 35 arylgroep.

Geschikte koppelingsgroepen zijn

O

II

-O-C-CH = CH2 ; -CHO ; N=C=0 ; N=C=S 40

O

II

-N-C-CH = CH2 ; -NH2 H

45 O

II

-O-C-C = CH2 ; -0-CH2-CH = CH2 I

CHa

50 O

II

-H-C-C = CH3 I

ch3 55 Deze chemische koppeling kan geschieden door een reactie van de koppelingsgroep met een functionele groep in de matrix, dan wel door polymerisatie tijdens de vorming van de matrix.

Voor uitsluitend of aanvullende fysische koppeling van het ionofoor in de membraanmatrix, heeft het 3 194721 verder voorkeur dat het ionofoor is voorzien van een koppelingsgroep met een hoge lipofiliteit, zoals bijvoorbeeld alkyl-, alkylaryl-, alkylcycloalkylgroepen met 5 en meer koolstofatomen, in het algemeen 5 tot 30 koolstofatomen, zoals C12 C24, met name C16 en C18.

Voorkeursionoforen zijn de ionoforen met de navolgende structuurformules: ; q /=N·. .N=\ o o 20 )~r "ς\ • ¢) \\ 30 35 /=N N=v 4° / \ / \ W~°' U u O Η H o 50 194721 4

• Q

( ) , °t Γ' 0 0 : p.

/=N . N=x /=< >o2 )=v 35 Q-' "0-y") OMc OMc

Overigens wordt gewezen op de Nederlandse octrooiaanvrage 8400916, waarin een werkwijze voor het 40 vervaardigen van een ISFET wordt beschreven, waarbij een bekleding van een polymeer op een oxidisch oppervlak van een halfgeleidermateriaal wordt aangebracht. De polymeeriaag kan een metaalion-compenserende groep bevatten, bijvoorbeeld een ionofoor, doch voorbeelden hiervan worden niet gegeven.

Tevens wordt gewezen op de Nederlandse octrooiaanvrage 86.02242 waarin een zogenoemde REFET wordt beschreven, omvattende een polymeeriaag en een daarin opgenomen receptormoiecuul voor een te 45 meten chemische verbinding. Uit die publicatie is het bekend dat een polymeeriaag ionoforen kan bevatten. Een dergelijk ionofoor kan zowel covalent als fysisch zijn verbonden in de polymeeriaag, of tijdens de polimerisatie in de polymeeriaag worden verstrikt. Voorbeelden van geschikte ionoforen worden niet gegeven.

De Nederlandse octrooiaanvrage 91.00872 geeft de specifieke opname van een ionofoor, welke geschikt 50 is voor het meten van kationen. In die publicatie wordt in het geheel geen suggestie gegeven voor het vormen van een ionofoor welke geschikt is voor het meten van anionen, evenmin als de hiervoor genoemde Nederlandse octrooipublicaties.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.784.736 beschrijft complexe verbindingen welke zijn gebaseerd op porferinederivaten en ftalocyaninederivaten. Deze beide types derivaten vertonen geen enkele overeen-55 komst met het ionofoor volgens de onderhavige uitvinding.

Het Japanse abstract van JP-A-63.005256 (Vol.012, no.203 (P—715) 11 juni 1988) beschrijft een fosfaatsensor op basis van een membraan dat is behandeld met bijvoorbeeld een uranylcomplex van een 5 194721 neutraal fosforzuurester. Deze verbinding is echter verschillend van die volgens de onderhavige uitvinding.

Van een aantal ionoforen volgens de uitvinding zijn voor het selectief meten van anionen, met name diwaterstoffosfaat, de associatieconstanten voor een aantal anionen gemeten, zoals chloride, diwaterstoffos-faat, waterstofsulfaat, nitriet en thiocyanaat. Hierbij is gebruik gemaakt van een oplossing van 1% dimethyt-5 sulfoxide in acetonitril. De metingen werden uitgevoerd door het verdunnen van een monsteroplossing met een stockoplossing van het vrije zout. De monsteroplossing werd bereid door het toevoegen van kleine hoeveelheden vrij ligand aan 10 ml stockoplossing. De uitgangsconcentraties waren voor het ligand 1-2 mM en voor het zout 0.3-0.7 mM. De Kess-waarden werden conductometrisch bepaald met behulp van curve-fitting methoden. De resultaten zijn getoond in de navolgende tabel.

10 ionofoor 1 2 3 4 5 6 anion a a a a a a CT 4,0x10s 9,5x10s 8,7x10s 5,1x103 6.8X101 7,1x10s 15 Η2Ρ04* 1.5X104 nb nb 1,9x104 2.0X104 1.9X104 HSO/ 4,5x10’ nb nb 4,8x101 2,8x101 nb NO/ 3,1x10s 7,4x10s 7,5x10s 2,1x10s 6,7x101 nb SCN' 5,0x101 7,1x101 8,2x10’ 1,7x10s 1,4x10’ nb 20 ionofoor 7 8 9 10 11 12 anion a a a a a a CT 4,0x10® 1,7x10® 2,2x10s 2> 1.2X104 2,5x10s nb H2P04- 1,9x1ο4 2,5x10® 1,6x10® 5x10® nb 1,1x10* HSO/ nb 1,4x10s nb nb nb nb 25 NO/ 8,9x10s 4,5x10s 1,2x10s s> nb nb nb SCN- nb 7,1x10’ 1,8x10’2> nb nb nb 1) nb betekent niet bepaald 2) oplosmiddel acetonitril 30

Voorbeeld 1. Bereiding van ionofoor 6

Een mengsel van broomacetamide (10 mM) (3-hydroxy-2-(2-propenoxy)benzaldehyde (van C.J. van Staveren et al, Journal American Chemicals Recited, 1988, 110, pagina 4994) (10 mM) en K2C03 (20 mM) in CHaCN (200 ml) werd gedurende 10-12 uur onder terugvloei-omstandigheden gehouden. De oplossing 35 werd gefiltreerd waardoor het oplosmiddel werd afgedampt. De resterende vaste stof werd gezuiverd door rekristallisatie uit 2-propanol. De opbrengst bedroeg 87%, smeltpunt 128°C.

1H NMR data: δ 10.40 (s, CHO), 7.2-7.6 (m, 3H, Ar H), 6.85 (br s, 1H, NH), 6.0-6.2 (m, 1H, OCH2CHCH2), 6.0 (br s, 1H, NH), 5.3-5.5 (m, 2H, OCHaCHCHa), 4.66 (d, 2H, OCH2CHCH2), 4.58 (s, 2H, CH2C0).

IR (KBr) data: 1684 (CHO) cm ’.

40 Massa spectrum (El): m/z 235.0 (berekend 235.1)

Elementanalyse voor C12H14N04: berekend C = 61.28; H e 5.53; N = 5.96.

Gevonden: C = 61.13; H = 5.55; N = 5.96.

De bereide allylverbinding (3 mM), Pd(OAc)2 (0,1 mM), PPh3 (0,5 mM), NE^ (37 mM) en HCOOH (37 mM) in 80% waterig ethanol (60 ml) werd gedurende 45 minuten onder terugvloeiomstandigheden 45 gehouden. Ethanol werd afgedampt en het totale watervolume werd ingesteld op 100 ml. Het mengsel weid geëxtraheerd met CH2CI2. De organische laag werd gedroogd over Na^O,,, geconcentreerd onder vacuüm en gezuiverd door flashchromatografie (Si02; aceton). De opbrengst bedroeg 55%, smeltpunt 132-133°C.

Ή NMR data: δ 10.18 (s, CHO), 7.46 (d. J = 8.0 Hz, 1H ArH), 7.34 (d, J = 8.0 Hz, 1H, ArH), 7.30 (br s, 1H, NG). 7.00 (t, J = 9.0 Hz, 1H ArH), 6.92 (br s, 1H NH), 4.55 (s, 2H, Ch2CO).

50 IR (KBr) data: 1696 (CO), 1652 (CHO) cm ’.

Massa spectrum (El): m/z 195.0 (berekend 195.1)

Elementanalyse voor CeHeN04.H20: berekend C = 51.92; H = 4.29; N = 6.73.

Gevonden: C = 52.23; H = 4.47; N = 6.63.

Karl Fischer titratie: berekend voor 1H20 = 8.45, gevonden: 8.66.

55 De oplossing van het aldehyde (10 mM) en 1,2-benzeendiamine (5 mM) in methanol (100 ml) werd gedurende 1 uur onder terugvloei-omstandigheden gehouden. Een oplossing van UOjiOAc^HgO (5 mM) in methanol (10 ml) werd vervolgens toegevoegd, en het reactiemengsel werd gedurende 1 uur onder 194721 6 terugvloei-omstandigheden gehouden. Een gevormde neerslag werd gefiltreerd en gewassen met methanol. Opbrengst 71%, smelpunt > 265°C.

1H NRM data: δ 9.52 (s, 2H, HC=N), 7.87 (s, 2H, NH), 7.70 (m, 2H, ArH), 7.56 (s. 2H, NH), 7.50 (m, 2H, ArH), 7.42 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 7.35 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 6.67 (t, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 4.70 (s, 4H, 5 CH2CO).

IR (KBr) data: 1663 (CO), 1604 (C=N), 900 (O-U-O) cm'1.

Massa spectrum (FAB): m/z 731.2 (berekend 731.2).

Elementanalyse: berekend voor C24H20N4OeU. 1.8 H20; berekend C = 37.76; H = 3.10; N = 7.34. Gevonden: C = 37.10; H = 2.70; N = 6.54.

10 Karl Fischer titratie: berekend voor 1.8 H20: 4.25. Gevonden 4.29.

Voorbeeld 2. lonofoor 7

Dezelfde bereidingswijze als voor ionofoor 6 werd gevolgd, waarbij in plaats van 1,2-benzeendiamine cis-1,2-cyclohexaan werd gebruikt.

15 De opbrengst bedroeg 77%, smeltpunt > 265°C.

1H NMR data: δ 9.32 (s, 2H. HC=N), 8.05 (br s, 2H. NH), 7.46 (br s, 2H, NH), 7.30 (two d, J = 8.0 Hz, 4H, ArH), 6.61 (t, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 4.67 (s, 4H, CH2CO), 4.60 (m, 2H, CH-cycl), 2.40 (m, 2H, Ch-cycl), 1.7-2.0 (m, 6H, CH-cycl).

IR (KBr) data: 1666 (CO), 1615 (C=N), 900 (O-U-O) cm1.

20 Massa spectrum (FAB): m/z 737.5 (berekend 737.2).

Elementanalyse: berekend voor C24H26N40eU 1.9 H20: C = 37.39; H = 3.87; N = 7.27. Gevonden: C = 36.86; H = 3.50; N = 7.03.

Karl Fischer titratie: berekend voor 1.9 H20: 4.43. Gevonden: 4.41.

25 Voorbeeld 3. lonofoor 8

Een mengsel van Nn-p-tolylbroomacetamide (10 mM), benzaldehyde (10 mM) en K2C03 (20 mM) in CH3CN (200 ml) werd gedurende 10-12 uur onder terugvloei-omstandigheden gehouden. De oplossing werd gefiltreerd en het oplosmiddel werd afgedampt. De resterende vaste stof werd gezuiverd door rekristallisatie uit 2-propanol. Opbrengst 76%, smeltpunt 98°C.

30 1H NRM data: δ 10.46 (s, 1H, CHO), 8.60 (s, 1H, NH), 7.2-7.6 (m, 3H, ArH), 7.45 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 7.18 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 6.15 (m, 1H, OCH2-CHCH2-), 4.66 (s, 2H, CH2CO), 2.32 (s, 3H, CHjj).

Massa spectrum (El): m/z 325.0 (berekend 325.1).

Elementanalyse: berekend voor C1BH1BN04: C = 70.15; H = 5.85; N = 4.31. Gevonden: C = 69.48; H = 5.93; N = 4.15.

35 De gevormde allylverbinding (3 mM), Pd(OAc)2 (0.1 mM), PPh3 (0.5 mM), NEt3 (37 mM) en HCOOH (37 mM) in 80% waterige ethanol (60 ml) werd gedurende 1 uur onder terugvloeiomstandigheden gehouden. Ethanol werd afgedampt en het totale watervolume werd ingesteld op 100 ml. Het mengsel werd geëxtraheerd met CH2CI2. De organische laag werd gedroogd over Na2S04, geconcentreerd onder vacuüm en gezuiverd door flashchromatografie (Si02; aceton). Opbrengst bedroeg 53%, smeltpunt 84-85°C.

40 1H MNR data: δ 11.35 (S, 1H, OH), 9.91 (s, 1H, CHO), 8.87 (s, 1H, NH), 7.53 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 7.31 (d, J = 7.7 Hz, 1H, ArH), 7.20 (d, J = 7.7 Hz, 1H, ArH), 7.12 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 7.00 (t, J = 7.7 Hz, 1H, ArH), 4.67 (s, 2H, CH2CO), 2.31 (s, 3H, CH3).

IR (KBr) data: 1688 (CO), 1665 (CHO).

Massa spectrum (El): m/z 285.1 (berekend 285.1).

45 Elementanalyse: berekend voor C16H1SN04 0.56 H20: C = 65.04; H = 5.10; N = 4.74. Gevonden: C = 64.62; H = 5.41; N = 4.55.

Karl Fischer titratie: berekend voor 0.56 H20: 3.43. Gevonden: 3.44.

De oplossing van het gevormde aldehyde (10 mM) en 1,2-cis-cyclohexaandiamine (5 mM) in methanol (100 ml) werd gedurende 1 uur onder terugvloei-omstandigheden gehouden. Een oplossing van 50 U02(0Ac)22H20 (5 mM) in methanol (10 ml) werd vervolgens toegevoegd en het reactiemengsel werd gedurende 1 uur onder terugvloei-omstandigheden gehouden. Het reactiemengsel werd afgekoeld tot kamertemperatuur. De gevormde neerslag werd gefiltreerd en gewassen met methanol. Opbrengst bedroeg 79%, smeltpunt 249-251 °C (omleding).

1H NMR data: δ 10.55 (s, 2H, NH), 9.50 (S. 2H, CH=N), 7.60 (d, J = 8.0 Hz, 4H, ArH), 7.45-7.55 (twee d, J 55 = 8.0 Hz, 4H, ArH), 6.95 (d, J = 8.0 Hz, 4H, ArH), 6.73 (t, J = 8.0 H2, 2H, ArH). 5.02 (S, 4H, CH2-C0), 4.65 (m, 2H, CH-cycl), 2.45 (m, 2H, CH-cycl), 2.33 (s, 6H, CH3), 1.7-2.0 (m, 6H, CH-cycl).

IR (KBr) data: 1685 (CO), 1617 (C=N), 904 (O-U-O).

7 194721

Massa spectrum (FAB): m/z 917.8 (berekend 917.3).

Elementanalyse: berekend voor C^H^N^gU 1.75 HzO: C = 48.11; H = 4.04; N = 5.91. Gevonden: C = 47.22; H = 4.17; N = 5.72.

Karl Fischer titratie: berekend voor 1.75 HgO: 3.32. Gevonden: 3.35.

5 Op dezelfde wijze als voor ionofoor 6, kon een ander ionofoor worden bereid, waarbij in plaats van 1,2-cis-cyclohexaandiamine, 1,2-benzeendiamine werd gebruikt. De opbrengst bedroeg 64%, smeltpunt 260°C (ontleding).

1H NRM data: δ 10.69 (s, 2H, NH), 9.28 (s, 2H, CH=N), 7.58 (d, J = 8.0 Hz, 4H, ArH), 7.3-7.5 (m, 4H, ArH), 7.25 (twee d, J = 8.0 Hz, 4H, ArH), 7.15 (t, J 8.0 Hz, 2H, ArH), 6.65 (d, J = 8.0 Hz, 4H, ArH), 5.00 (s, 4H, 10 CH2CO), 2.33 (s, 6H, CHg).

IR (KBr) data: 1676 (CO), 1604 (C=N), 906 (O-U-O).

Massa spectrum (FAB): m/z 911.8 (berekend 911.3).

Elementanalyse: berekend voor C3aH32N4OeU 1.52 HzO: C = 48.65; H = 3.74; N = 5.97. Gevonden C = 48.17; H = 3.57; N = 5.71.

15 Karl Fischer tritatie: berekend voor 1.52 H20: 2.91. Gevonden: 2.91.

Voorbeeld 4. Ionofoor 9

Een oplossing van het methylmethylether van 2,2'-dihydroxy-[1,1,-bifenyl] (10 mM) in tetrahydrofuran (50 ml) werd gemengd met tertiaributiellithium (22 mM in 1,5 M oplossing in pentaan) per 10°C. Na roeren 20 gedurende 2 uur werd dimethylformamide (25 mM) toegevoegd en het reactiemengsel werd gedurende 1 uur bij kamertemperatuur geroerd. Het mengsel liet men afschrikken met een verzadigde, waterige oplossing van NH4CI, en werd geëxtraheerd met CH2-CI2. De organische laag werd gewassen met water, gedroogd over Na2S04 en onder vacuüm geconcentreerd. Het product werd gezuiverd door flash-chromatografie (Si02; CH2-CI2). De opbrengst bedroeg 63%.

25 1H NMR data: δ 10.41 (s, 1H, CHO), 7.90 (d, J = 8.0 Hz, 1H, ArH), 7.61 (d, J = 8.0 Hz, 1H, ArH), 6.95-7.45 (m, 5H, ArH), 6.27 (br s, 1H, OH), 4.80 (S, 2H, CH2), 3.29 (s. 3H, CHg).

IR (KBr) data: 1684 (CHO).

Massa spectrum (El): m/z 258.0 (berekend 258.0).

Elementanalyse: berekend voor C15H1404: C = 69.77; H = 5.43. Gevonden: C = 69.81; H = 5.94.

30 Een mengsel van het gevormde aldehyde (10 mM) (broomacetamide) (10 mM) en KgCOg (20 mM) in CH3CN (200 ml) werd gedurende 10-12 uur onder terugvloei-omstandigheden gehouden. De oplossing werd gefiltreerd en het oplosmiddel werd afgedampt. De resterende olie werd gequenched met zoutzuur bevattend methanol (in situ bereid uit NaCI en geconcentreerde H2S04) en gedurende 15-20 minuten geroerd voor het verwijderen van de ortho-gerichte methylmethylethergroep. Water werd vervolgens 35 toegevoegd en de pH werd ingesteld op 7 met 0,1 M NaOH, en het verkregen mengsel werd geëxtraheerd met CH2-CI2. De organische laag werd gewassen met HzO, gedroogd over Na2S04 en onder vacuüm geconcentreerd. Het product werd gezuiverd door flash-chromatografie (Si02; CH2-CI2-aceton, 10:1). De opbrengst bedroeg 54%, smeltpunt 114-116°C.

’H NMR data: δ 11.56 (s. 1H, OH), 9.95 (s, 1H, CHO), 7.61 (d, J = 7.9 Hz, 1H, ArH), 7.54 (d, J = 7.9 Hz, 40 1H, ArH), 7.41 (d, J = 7.9 Hz, 1H, ArH), 7.39 (t, J = 7.9 Hz, 1H, ArH), 7.2-7.7 (m, 2H, ArH), 7.00 (d, J = 7.9 Hz, 1H, ArH), 6.90 (br s, 1H, NH), 6.35 (br s, 1H NH), 4.50 (S, 2H, CH2-CO).

IR (KBr) data: 1693 (CO), 1661 (CHO).

Massa spectrum (El): m/z 271.1 (berekend 271.1).

Een oplossing van het verkregen aldehyde (10 mM) en 1,2-cis-cyclohexaandiamine (5 mM) in methanol 45 (100 ml) werd gedurende 1 uur onder terugvloei-omstandigheden gehouden. Een oplossing U02(OAc)22H20 (5 mM) in methanol (10 ml) werd vervolgens toegevoegd en het reactiemengsel werd gedurende 1 uur onder terugvloei-omstandigheden gehouden. Het reactiemengsel werd tot kamertemperatuur afgekoeld. De neerslag werd gedeeltelijk drooggedampt, gefiltreerd en gewassen met methanol. De opbrengst bedroeg 71%, smeltpunt 243°C (ontleding).

50 1H NMR data: δ 9.51 (s, 2H, CH=N), 7.65 (d, J * 7.5 Hz, 2H, ArH), 7.53 (d, J = 7.5 Hz, 2H, ArH), 7.3-7.5 (m, 4H, ArH), 7.27 (br s, 2H, NH), 7.0-7.2 (m, 4H, ArH), 6.90 (br s, 2H, NH), 6.74 (t, J = 7.5 Hz, 2H, ArH), 4.63 (m, 2H, CH-cycl), 4.40 (s, 4H, CH2-CO), 2.37 (m, 2H, CH-cycl), 1.7-1.9 (m, 6H, CH-cycl).

IR (KBr): 1662 (CO), 1615 (C=N), 895 (O-U-O).

Massa spectrum (FAB): m/z 889.4 (berekend 889.3).

55 Elementanalyse: berekend voor C^Hg^OgU 1.18 H20: C = 47.40; H = 4.00; N = 6.16. Gevonden: C = 46.99; H = 4.15; N = 5.77.

Karl Fischer titratie: berekend voor 1.18 H20: 2.34. Gevonden: 2.34.

194721 8

Voorbeeld 5. lonofoor 10

Een mengsel van broomacetamide (10 mM), 3-hydroxy-2-(2-propenoxy)-benzaldehyde (20 mM) en K2C03 (40 mM) in CH3CN (200 ml) werd gedurende 10-12 uur onder terugvloei-omstandigheden gehouden. De oplossing werd gefiltreerd en een oplosmiddel afgedampt. De resterende vaste stof werd gezuiverd door 5 flash-chromatografie (Si02; CH2-CI2-aceton, 1:1). De opbrengst bedroeg 79%, smeltpunt 98-102°C.

1H NMR data: δ 10.46 (s, 2H, CHO), 7.50 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 7.0-7.2 (m, 6H, ArH + NH), 6.10 (m, 2H, 0CH2CHCH2), 5.40 (m, 4H, 0CH2CHCH2), 4.61 (d, J = 6.0 Hz, 4H, OCH2CHCH2), 4.53 (s, 4H, CH2C0), 3.5-3.7 (m, 12H, CCH2).

IR (KBr) data: 1693 (CO), 1653 (CHO).

10 Massa spectrum (FAB): m/z 585.3 (berekend 585.2).

Elementanalyse: berekend voor CaoHaeNjO·,,,: C = 61.64; H = 6.17; N = 4.79. Gevonden: C = 61.66; H = 6.37; N = 4.87.

Mengsel van de verkregen allylverbinding (5 mM), Pd(OAc)2 (0,1 mM), PPh3 (0,5 mM), NEta (37 mM) en HCOOH (37 mM) in 80% waterige ethanol (60 ml) werd gedurende 45 minuten onder terugvloei-15 omstandigheden gehouden. Ethanol werd afgedampt en het totale watervolume werd ingesteld op 100 ml.

Het mengsel werd geëxtraheerd met CH2CI2. De organische laag werd gedroogd over Na2S04, geconcentreerd onder vacuüm. De opbrengst bedroeg 65%.

1H NMR data: δ 11.10 (br s, 2H, OH), 9.90 (s, 2H, CHO), 7.45 (br s, 2H, NH), 7.22 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 7.09 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 6.93 (t, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 4.52 (s, 4H, CH2C(0)), 3.5-3.7 (m, 12H, 0CH2).

20 IR (KBr) data: 1672 (CO), 1654 (CHO).

Massa spectrum (FAB): m/z 505.9 (berekend 505.2).

Onder terugvloei-omstandigheden werd toegevoegd aan een oplossing van Ba(0Tf)2 (20 mmol) in MeOH (200 mL) het gevormde dialdehyde (10 mmol in 30 mL MeOH) en afzonderlijk 1,2-cis-cyclohexaandlamine (10 mmol in 30 mL MeOH) gedurende 30 min.

25 (11 mmol in 10 mL MeOHO) werd na 30 min. toegevoegd en de terugvloei-omstandigheden werden gedurende nog eens 30 min. gehandhaafd. Elk reactiemengsel werd onder vacuüm drooggedampt en gewassen met een grote hoeveelheid water. Herkristallisatie uit methanol leverde het zuivere ionofoor 10 met een opbrengst van 59%, smeltpunt 240-241 °C.

1H NMR data: δ 9.50 (s, 2H, CH = N), 8,68 (br, s, 2H, NH), 7.41 (twee d, J = 7.9 Hz, 4H,Ar H), 6.69 (t, J = 30 7.9 Hz, 2H, Ar H), 4.72 (d, J = 4.4Hz, 4H, CH2C(0)), 4.50 (m, 2H, CH-cycl), 3.4-3.6 (m, 12H, (OCHa), 2.2 (m, 2H, CH-cycl), 1.6-1.9 (m, 6H, CH-cycl) IR (KBr) data: 1671 (CO), 1617 (C = N), 901 (O-U-O).

Massa spectrum (FAB): m/z 851.5 (berekend 851.0).

Elementanalyse: berekend voor C30H36N4O10U 1.8 H20: C = 40.79; H = 4.48; N = 6.34. Gevonden: C = 35 41,16; H = 4.49; N = 5.92.

Karl Fischer titratie: berekend voor 1.8. H20: 3.67. Gevonden: 3.70.

Voorbeeld 6. lonofoor 11

Een mengsel van 1-tosyl-2-(2-amidocarboxyl)ethyleenglycol (0.89 g, 5 mmol), 3-hydroxy-2-(2-40 propenoxy)benzaldehyde (1.67 g, 5 mmol) en K2C03 (1.38 g, 10 mmol) in CH3CN (200 mL) werd gedurende 10-12 uur onder terugvloeïomstandïgheden gehouden. De oplossing werd gefiltreerd, en het oplosmiddel werd afgedampt. De resterende vaste stof werd gezuiverd doorherkristallisatie uit 2-propanol.

De opbrengst bedroeg 81%, smeltpunt 137°C.

1H NMR data: (CDCL3) δ 10.40 (s, CHO), 8.30 (d, J = 8.0 Hz, 1H, Ar H), 7.91 (br s, 1H, NH), 6.9-7.5 (m, 45 7H, Ar H), 6.0-6.2 (m, 1H, 0CH2CHCH2), 6.0 (br s, 1H, NH), 5.3-5.5 (m, 2H, OCH2CHCH2), 4.66 (d, 2H, 0CH2CHCH2), 4.4-4.6 (m, 4H, OCH2).

IR (KBr) data: 1686 (CHO) cm·1.

Massa spectrum (FAB): m/z 342.2 ((M+H)+, berekend 341.1).

De bereide verbinding werd omgezet overeenkomstig voorbeeld 1 in het aldehyde, opbrengst 62%, 50 smeltpunt 172-174°C (ethanol-PE).

1H NMR data (DMSO-de): δ 10.25 (s, 1H, CHO), 6.8-7.9 (m, 9H, Ar H, NH), 4.3-4.6 (m, 4H, OCHa).

IR (KBr) data: 1663 (CHO) cm1.

Massa spectrum (FAB): m/z 301.7 ((M+H)+, berekend 301.1).

Elementanalyse: berekend voor C16H1S06N.0.5H 20: C, 61.85; H, 5.15; N, 4.51. Gevonden: C = 61.73; H = : 55 4.92; N = 4.40.

Karl Fischer titratie: berekend voor 0.5 H20: 3.00. Gevonden: 2.84.

De bereide aldehyde-oplossing (0.3 g, 1 mmol) en 1,2-cis-cyclohexaandiamine (0.06 g, 0.5 mmol) in

Claims

1. Anionselectief membraan, omvattende een met de membraan gebonden ionofoor, met het kenmerk, dat 20 de ionofoor een verbinding op basis van een uranylcomplex is, en voldoet aan de algemene formule: waarin A, B, C, D = R A + B + C + D = (C3 — C7) aryl (C5 - Of) cycloalkyl 25 (C, — C30) alkyl (C5 — C10) aryl (C, - C30) alkyl (C5 - C10) cycloalkyl E+E',G + G' = aryl, zoals fenyl en nafthyl, of aryl gesubstitueerd met een substituent (C, - Ca,) alkoxy, of aryl gesubstitueerd met de afzonderlijke of door ringsluiting gemeenschappelijke substituent 30 K en/of K-CONH-L, waarin K, L = H -R-(CH2)m--R-(CH2)m-R 35 -X-(CH2)m- -X(CH2)m-R -X-(CH2)m-X--X(CH2)m-X-R -RX(CH2)m-40 -RX(CH2)m-XR -X-(R-X)n, waarin X = 0,S m = 0-10 en n = 0-10

45 R = (C, - Cao) alkyl (C5 - C10) aryl (C5 - C10) cycloalkyl (C-ι - Cao) alkyl (C5 - C10) aryl (C1 - Cao) alkyl (C6 - C10) cycloalkyl 50 waarin alkyl is een rechte of vertakte keten die eventueel is gesubstitueerd met (C, - C30) alkyl halogenide nitro cyano 55 hydroxy; waarin aryl eventueel is gesubstitueerd met (Ci — C30) alkyl 194721 10 halogenide nitro cyano hydroxy.

2. Membraan volgens conclusie 1, waarin de substituent E+E' en/of de substituent G+G' is aryl gesubstitueerd met de groep K-C)NH-L.

3. Membraan volgens conclusie 2, waarin de groep K-C)NH-L is de groep X-(CH2)m-CONH-L.

4. Membraan volgens conclusie 3, waarin de substituent L is R.

5. Membraan volgens conclusie 4, waarin R is aryl.

6. Membraan volgens conclusie 5, met voor het ionofoor de structuurformule ft ,N=\ - Q-^-p O O Srf o / \ 0 30 t_/ \_k O O 35 ' '

7. Membraan volgens conclusie 3, waarin de substituent L is H.

8. Membraan volgens conclusie 7, met voor het ionofoor de structuurformule ft /=N. ,N=rv ' cpft}

50. O

55 O Η H O

9. Membraan volgens conclusie 3, waarin de aryl substituent van de substituenten E+E' en F+F' een door u 194721 ringsluiting gevormde, gemeenschappelijke substituent K-CONH-L*NHCO-K is.

9 194721 MeOH (100 ml) werd gedurende 1 uur onder terugvloei-omstandigheden gehouden. Een oplossing van U02(0Ac)2.2H20 (0.21 g, 0.5 mmol) in MeOH (10 ml) werd vervolgens toegevoegd, en het reactiemengsel werd gedurende 1 uur onder terugvloeiomstandigheden gehouden. Het reactiemengsel werd afgekoeld tot kamertemperatuur. De gevormde neerslag werd gefiltreerd en gewassen met MeOH. De opbrengst bedroeg 5 51%, smeltpunt 200-202°C (methanol). 1H NMR data (DMSO-de): δ 9.46 (s, 2H, CH=N), 6.5-7.9 (m, 18H Ar Η, NH), 4.4-4.8 (m, 10H, OCH2, CH-cycl), 2.45 (m, 2H, CH-cycl), 1.7-2.0 (m, 6H. CH-cyd). IR (KBr) data: 1685 (CO), 1617 (C=N), 904 (O-U-O). Massa spectrum (FAB): m/z 947.0 ((M+H)+, berekend 948.3).

10. Membraan volgens conclusie 9, waarin de groep L is (CH2)m X-(CH2)m-X-(CH2m.

10 Elementanalyse: berekend voor C38H3e010N4U.2.2H20: C, 46.16; H, 4.29; N, 5.67. Gevonden: C = 45.86; H = 4.00; N = 5.52. Karl Fischer titratie: berekend voor 2.2 H20: 4.00. Gevonden: 3.84. lonofoor 5 is beschreven in J. Org. Chem., 56, p. 2371-2380, (1991). lonofoor 12 is bekend uit J. Am. Chem. Soc., 110, p. 4994-5008, (1988). 15

11. Membraan volgens conclusie 10, waarin m = 2 en X = O.

12. Membraan volgens conclusie 11, met voor het ionofoor de structuurtormule : q . cp^> o o . < > NH HN-4^ 0*\ V^o

25 Q> w

13. Membraan volgens conclusie 1, waarin de substituent E+E' en/of de substituent G+G' is -X*(CH2)mH.

14. Membraan volgens conclusie 13, waarin X = O.

15. Membraan volgens conclusie 14, met voor het ionofoor de structuurformule Q /=N ,N=x /—·:υ^ ~)—\

40 W“° °~yj OMc OMc

16. Membraan volgens conclusie 1-15, waarin het uranyl complex is voorzien van een groep voor koppeling aan de membraanmatrix.

17. Sensor voorzien van een membraan volgens een van de conclusies 1-16.