イオン認識ホスト化合物クラウン修飾カリクスアレンを用いるイオンセンサの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650800
• Research Institution: Osaka Institute of Technology
• Principal Investigator: 渋谷 康彦 大阪工業大学, 工学部, 教授 (00103002)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤森 啓一 大阪工業大学, 工学部, 助手 (70319573) ; 森内 隆代 (川上 隆代) 大阪工業大学, 工学部, 講師 (60288751)
• Keywords: ナトリウムイオンセンサ / 電位差測定法 / クラウンエーテル / カリクス[4]アレン / フタル酸エステル / イオノフォア / PVC膜電極

Research Abstract

本研究の目的は、別途合成したイオン認識部と連結部とを連結することにより、新規ホスト化合物を得ようとするものである。この着想に基づき本年度は、12-クラウン-3、12-クラウン-4或いは15-クラウン-5-ヒドロキシメチル誘導体をイオン認識部とし、連結部にp-tert-ブチルカルクス[4]アレン或いはフタル酸エステルを用いて同種クラウン修飾カルクス[4]アレン誘導体Aおよび異種クラウン修飾フタル酸エステル誘導体Bを、さらにイオン認識能に及ぼす連結部の物理的・化学的性質の影響を比較検討するために対応する構造のクラウン修飾マロン酸エステル誘導体Cを合成した。ついでイオン感応物質(誘導体A,BまたはC)5mg,マトリックス材(PVC)59mg,可塑剤(NPOE)125mg、添加塩(NaTFPB)1.2mgからなるPVC膜電極を作成し、電位差測定法によりNa^+イオン選択性を評価した。A型ビス(12-クラウン-4)誘導体のNa^+イオン選択性(-log K^<pot>_<Na,K>)が2.1であり、さらに選択性を向上させるにはカリクスアレンlower rimの残余のフェノール性OH基を長鎖アルキル基に置換する必要であるとの知見を得たが、現在反応条件・単離方法等を検討継続中である。一方、フタル酸エステル型Bで得た(12-クラウン-4)-(15-クラウン-5)誘導体のNa^+イオン選択性は、相当するビス(12-クラウン-4)および(15-クラウン-5)誘導体の場合の中間値を示した。さらにマロン酸エステル型Cのビス(12-クラウン-3)のNa^+イオン選択性(-log K^<Pot>_<Na,K>)は2.6を示し、市販のビス(12-クラウン-4)に比べて約4倍優れることを認め、34th International Conference on Coordination Chemistryにて[The development of sodium ion sensors : Ion-selective complexation of bis (12-crown-3) derivatives with alkaline metal cations]として発表した。