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JPS6039544A - クラウンエーテル含有イオン選択性組成物 - Google Patents

クラウンエーテル含有イオン選択性組成物

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Publication number
JPS6039544A
JPS6039544A JP59147038A JP14703884A JPS6039544A JP S6039544 A JPS6039544 A JP S6039544A JP 59147038 A JP59147038 A JP 59147038A JP 14703884 A JP14703884 A JP 14703884A JP S6039544 A JPS6039544 A JP S6039544A
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JP
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JP59147038A
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メアリイ ヘレン デルトン
ダニエル サーモン ダニエル
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Eastman Kodak Co
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Eastman Kodak Co
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Publication date
Application filed by Eastman Kodak Co filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of JPS6039544A publication Critical patent/JPS6039544A/ja
Publication of JPH0627720B2 publication Critical patent/JPH0627720B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/333Ion-selective electrodes or membranes
    • G01N27/3335Ion-selective electrodes or membranes the membrane containing at least one organic component

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  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオン選択性膜として有用な組成管に関する
〔従来の技術〕
種々の疾病の診断及び治療において、更には予防的健康
診断において、患者の体内における一定のイオンの濃度
を監視することの重要性は増大してきている。心臓病、
跪うつ病、糖尿病、高血圧症及び腎臓病の診断及び治療
において相当な注意を払う価値のあるイオンは、アルカ
リ金属カチオン、例えば、リチウム、ナトリウム及びカ
リウムでおる。
溶液中の前記カチオンの測定用の電極及び装置としては
非常に多くのものが知られている。例えば、イオン選択
性ポリマー膜が知られている。その膜は、一般に、キャ
リヤー溶媒中のイオン選択性キャリヤー溶液で含浸した
支持マトリクスとしてポリマーバインダー又は支持体を
含んで成るものである。前記のイオン選択性キャリヤー
とは、順次に所望のイオンを錯体化し、組成物を通して
そのイオンを輸送し、そしてそのイオンを放出すること
のできる化合物である。この化合物は、当業界において
、「イオノフオア(ionopbore) J又は「イ
オンキャリヤー」とも称されている。前記のイオノフオ
ア、溶媒及びバインダーに依存して、前記の型の膜を使
用して、溶液中に存在するがもじれない他のイオンに優
先して特定のイオンを検出することができる。
イオン選択性電極技術における重要な進歩は、米国特許
第4,214,968号明細書に記載の乾式操作式電極
でおる。前記の乾式操作式イオン選択性電極が発明され
る前は、電極は水溶液中に貯蔵するか、あるいはイオン
活性測定操作に使用する直前に水溶液で処理するかのい
ずれかが必要であった。「乾式操作式」の用語は、湿式
貯蔵又は使用前の予備調整の必要なしに、試験水溶液の
イオン濃度に関係するイオン活性の再現性のある電位差
測定を提供するイオン選択性電極に関して使用される。
クラウンエーテルは周知のイオン錯体化化合物である。
クラウンエーテルは、例えばアルカリ土類金属イオン、
アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン等と錯体
化する。しかしながら、クラウンエーテルの多くは、特
定イオンに対する充分な選択性をもたない。更に、イオ
ノフオアは、溶液からイオンを選択的に錯体化すること
ができるだけでなく、膜を横切ってそのイオンを輸送し
、膜の他方の側でそのイオンを溶液中に脱鉛体化するこ
とができる必要がある。これらの要因のため、イオン選
択性組成物中で試験されたクラウンエーテルは、完全に
は満足できるものではなかった。
例えば、前記米国特許第4,214,968号明細書の
例51には、2種類のクラウンエーテル、1.5,9.
13−テトラメチル−1,5,9,13−テトラノニル
テトラフルオロ−16−クラウン−4−エーテル及びシ
ンクロヘキシル−12−クラウン−4−エーテルをイオ
ノフオアとして乾式操作式イオン選択性電極中で使用す
ることが記載されている。これらのクラウンエーテルは
、受けいれることのできない電極ドリフト又は低いイオ
ン選択性(%にリチウムイオンに対して著しい)のいず
れかを示した。従って、厳密な正確性及び精密性のイオ
ン選択性及び再現性が必要とされるイオン選択性電極に
使用するイオノンオアとしては、クラウンエーテルは必
ずしも好ましいものではない。
本発明の目的は、一定のカチオン(例えばNA+又はに
−)に選択性でsb、受は入れることのできる電極ドリ
フトをもつ膜を製造する、クシランエーテルイオン選択
性組成物を提供することにおる。
前記の膜は、変動するか又は不均質な濃度の各種イオン
金倉む溶液中で前記カチオンを選択的に分析することが
できる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、構造式 (式中、pはO又はlでhJ)、pが1である場合には
q及びrは相互に独立にO又は1であυ、pが0である
場合にはq及びrは共にOであり、x及びX′は相互に
独立にそれぞれ置換されているか又は置換されていない
アゾ基、アゾキシ基、アゾメチン基、ビニレン基、スル
ホキシル基、オキシジメチレン基、ウレイレン基又はイ
ミノジカル幻fニル基から選ばれた基であシ、Y及びY
′は相互に独立に結合であるか又は原子数29個までの
クラウン環主鎖を完成するのに必要な炭素原子、イオウ
原子、窒素原子若しくは酸素原子を有する架橋基であム
V 、 V/及びv、 、 v、’は相互に独立に置換
されプヒ又は置換されていないメチレン基から選ばれた
基であシ、2及び2′は相互に独立にそれぞれ置換され
ているか又は置換されていないオキシ基、メチレンオキ
シ基、イミノ基、アミド基又Lオキシカルボニル基から
選ばれた基で、ij5、R。
R7,R’及びR1′は相互に独立にアルキル基、アリ
ール基、シクロアルキル基、複素環式基、アルコキシ基
、アミノ基、アシルアミノ基、アミド基、ケト基、カル
バモイル基、カルブキシル基、アルコキシカルボニル基
、シアノ基、ハロゲン原子、ニトロ基若しくはスルホ基
でちるか又は主鎖中に原子数60個までの炭素原子、イ
オウ原子、窒素原子若しくは酸素原子を有する他の置換
基であシ、1、j、k及びmli相互に独立にOである
か又はQIQ、、Q’若しくはQ 、Lがそれぞれ完全
に置換される数までの正の整数であシ、Q、Q、IQ’
及びQ、′は相互に独立に5貝〜14員の単環式又は多
環式環を完成するのに必要な原子で−bb、W及びWl
は相互に独立に主鎖中に原子数60個までの炭素原子、
イオウ原子、窒素原子又は酸素原子を有する架橋基であ
る) で表わされるクラウンエーテルを、そのイオンキャリヤ
ーとして含んで成る、イオン選択性膜用のイオン選択性
組成物を提供する。
〔発明の効果〕
本発明は、選択したイオンに対し選択性があシ、好まし
い態様においては受け入れることのできる電極トリット
を示すイオン選択性膜に使用するクラウンエーテル含有
組成物を提供する。
前記の組成物は、前記のイオンキャリヤーと、そのイオ
ンキャリヤーを溶媒和する(solvate)ことので
きる化合物と、疎水性バインダーとを含むイオン選択性
膜として有用である。好ましい態様において、溶媒和性
化合物は疎水性キャリヤー溶媒でおる。
〔詳細な記述〕
「クラウンエーテル」という用語は、一般に、環状のI
リエーテルにちなんだものであシ、最初の報告はC,J
、PsdersenによってJ、A、C,S、 。
89 (26)第7017〜7036頁(1967年)
中で行なわれた。一般に、これらの化合物はその城主鎖
中に約9個〜約60−個の原子を含んでおシ、その城主
鎖中には酸素又は他の第Via族原子約3個〜約20個
を含んでいる。環の寸法は、一般に、環の中心部でイオ
ンを錯体化することのできる充分な大きさをもっている
本発明の実施に有用なりシランエーテルは、措造式 〔式中、pはO又は1好ましくは0であシ、pが0であ
る場合にはq及びrは共にOでh”)、pが1である場
合にはq及びrは相互に独立に0又はlであシ、X及び
X′は相互に独立してアゾ基↑ (−N=N−)、アゾキシ基(−N=N−)、アゾメチ
ン基(例えば−〇I(=N−)、ビニレン基(例えば1 −CH=CH−)、スルホキシル基(−8−)、オキシ
メチレン基(例えば−CH20CH2−)、ウレイレン
基1 (例えば−NHCNH−)又はイミノジカルだニル基で
表わされる。所望によシ、いずれかの架橋基における水
素原子を、(1)アルキル基〔例えば、炭素原子1〜6
個の置換又は非置換の、分校又は直鎖のもの〕、(2)
アリール基〔例えば、置換又は非置換のフェニル基又は
ナフチル基)、(3)シクロアルキル基〔例えば、炭素
原子5〜7個の置換又は非置換のもの)、(4)環内に
原子5〜7個をもつ複素環式基〔例えば、ピリジル基又
は)IJ )し基〕、(5)アルコキン基、又は(6)
アリール牙キシ基で置換することができる。
好ましくは、X及びX′は相互に独立に置換されている
か又は置換されていないアゾ基、アゾキシ基、アゾメチ
ン基又はビニレン基から選ばれたものである。更に好ま
しくは、両者は同一の基であシ、アゾ基、アゾキシ基又
はアゾメチン基である。
このような架橋をもつ化合物は一般にアゾクラウンエー
テルと称されている。X及びX′がアゾ基である場合が
最も好ましい。
上記の構造式においてY及びY′は、相互に独立に、前
記2個のメチレン基を結ぶ結合であるか、又は原子数2
9個まで好ましくは約13個〜約19個のクラウン環主
鎖を完成するのに必要な炭素原子、イオウ原子、窒素原
子又は酸素原子をもつ架橋基である。一般に、Y及びY
′は、相互に独立に、1個又れそれ以上の芳香族単位、
脂肪族単位、又は複素環式単位でおる。Y又はY′が前
記の芳香族単位、脂肪族単位又は複素環式単位1個又は
それ以上をもつ場合には、これらの単位は、1個又はそ
れ以上のオキシ架橋基、アゾ架橋基、チオ架橋基又はス
ルホキシル架橋基並びにX及びX′について記載の他の
架橋基等と共に架橋されていることができる。前記の単
位は、脂肪族単位では主鎖中に炭素原子20個まで、好
ましくは1個〜15個、芳香族単位では炭素原子6個〜
14個、複素環式単位では原子5個〜14個をもつこと
ができる。
例えば、Y及びY′は相互に独立に、オキシ架橋基、チ
オ架橋基、アゾ架橋基又はスルホキシル架橋基1個又は
それ以上と共に架橋されている、アルキレン基、アリー
レン基、シクロアルキレン基、アルキレン−オキシ−ア
ルキレン基、アルキレン−オキシ−アリーレン基、アリ
ーレン−オキシ−アリーレン基、アルキレン−スルホキ
シル−アルキレン基、アリーレン−アルキレン−オキシ
−アルキレン基、シクロアルキンンーオキシーアルキレ
ン基、オキシ−アルキレン−オキシ基、オキシ−シクロ
アルキレン−オキシ基、アリーレン−アゾ−アリーレン
基、アリーレン−′アゾメチンーアリーレン基、アルキ
レン−アミノ−アルキレン基、アルキレン−チオ−アル
キレン基等1個又はそれ以上から成ることができる。こ
れらの架橋基は、X及びX′について説明したように置
換されでいるか、又は置換されていないものであること
ができる。Y及びY′の例としては以下のものを挙げる
ことができる。
Y及びY′は、更に 〔式中、R2及びR2′は相互に独立に、主鎖(分枝状
若しくは直鎖状、又は置換若しくは非置換)中に炭素原
子1〜20個をもち、オキシ基又はチオ基1個又はそれ
以上が介在していることのできるアルキレン基である〕 で表わされる基であることもできる。R2及びR2′は
相互に独立にアルキレン−オキシ−アルキレン基例えば
メチレン−オキシ−メチレン基及びエチレン−オキシ−
メチレン基であることが好ましい。
好ましくは、Y及びY′は、相互に独立に÷アルキレン
ーオキシーアルキレン→−〔nは1〜8の整数、更に好
ましくは1〜3の整数である〕でおる。
2及びZ′は、相互に独立にオキシ基(−0−)、メチ
レンオキシ基(−CH20−)、イミノ基(−NH−)
、アミド基(−C−NH−) 、又はオキシカルボニル
基(−0C−)である。各々がオキシ基又はメチレンオ
キシ基でちることが好ましい。所望によシ、メチレンオ
キシ基は、炭素原子1〜4個の低級アルキル基(例えば
、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及びイソプロ
ぎル基)で置換されていることができる。
前記のクラウンエーテルの構造式において、Q。
Ql、Q’及びQ、′は、相互に独立に、5員〜工4負
の単環式又は多環式環(例えば、芳香族の炭素環式又は
複素環式環)を完成するのに必要な原子(例えば、炭素
原子、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、セレン原子等
)である。芳香族炭素環の例としては、フェニレン基及
びナフチレン基、並びに縮合環化合物(飽和側環をもつ
ものを含む)がある。複素環式環の例としては、ビラン
、ピラジン、ピリジン、ピリダジン、ピラゾロン、チオ
フェン、イミダゾール、チアゾール、トリアゾール、キ
ノリン、ベンゾチアゾール等がある。
好ましくは、Q 、 Ql、 Q’及びQ、/は相互に
独立に、炭素原子6〜10個の芳香族炭素環である。
Q、Q、Q’及びQ、Lのいずれか又は全部の水系置換
基の1個又はそれ以上を、各々R、R1,R’及びR1
′で置換することができる。この点は、前記のクラウン
エーテルの構造式において、(−R)i。
モ馬)、 、−eR’入及び+R1’)m(1r jr
 k及びmは相互に独立に0であるか又はQ * Q1
+ Q’若しくはQ1/がそれぞれ完全に置換される数
までの正の整数(例えば10までの整数であることがで
きる)である〕で表わしである。I 、 j 、 ]<
及びmは相互に独立に1又は2であることが好ましい。
有用なR、R1,R’及びB 、/ 6よ、0)アルキ
ル基、好捷しくは炭素原子1〜12個のもの〔非置換又
は置換されたもの、例えばメチル基、エチル基、イソゾ
ロビル基、ヘキシル基、クロロメチル基、ペンノル基等
〕、(2)アリール基、好“ましくけ炭素原子6〜14
個のもの〔置換又は非置換のもの、例えばフェニル基、
キシリル基、トリル基、アルコキシフェニル基、ニトロ
フェニル基、ナフチル基等〕、(3)シクロアルキル基
、好t1〜くは炭素原子5〜14個のもの〔置換又は非
置換のもの、例えばンクロベンチル基、シクロヘキシル
基、メチルシクロヘキシル基、ハロシクロヘゾアル基等
〕、(4)複素環式基、好ましくはQ及びQlについて
前記したような原子数5〜10個のもの〔例えばピリジ
ル基、キノリル基、チアゾリル基等)、(5)アルコキ
シ基、好ましくは炭素原子1〜20個のもの〔置換又は
非置換のもの、例えばメトキシ基、エトキシ基、ゾロポ
キ7基、イノプロyJ?キシ基、1−ブトキシ基、n−
へブチルオキシ基等〕、(6)アミン基〔モノ−又はジ
アルキルアミノ基〕、(7)アシルアミノ基、(8)ア
ミド基、(9)ケト基、α1カルバモイル基、<11)
カルボニル基、α→アルコキシカルビニル基、好ましく
は炭素原子2〜20個のもの〔置換又は非置換のもの、
例えばメトキシカルブニル基、インプロポキシカルビニ
ル基等〕、a→シアノ基、αゆハロゲン原子〔例えば、
フッ素原子、塩素原子、臭素原子及び沃素原子〕、α→
ニトロ基、又はa→スルホ基〔スルホンアミド基及び置
換されたスルホンアミド基を含む〕を含む。
更に、R、R4,R’及びR1/のいずれかが、主鎖中
に60個までの炭素原子、イオウ原子、窒素原子又は酸
素原子をもつ置換基であることができる。
一般に、これらの基は、Y及びY′について前記したよ
うに、脂肪族単位、芳香族単位又は複素環式単位1個又
はそれ以上を含んでおシ、これらの単位はオキシ基、ア
ゾ基、チオ基、スルホキシル基、オキシカルボニル基又
は他の当業界で公知の架橋基と共に架橋されている。
前記のR、R,、R’及びH,/のいずれかの基は、ア
ルカリ金属イオンと配位するイオン配位部位1個又はそ
れ以上を含んでいることができる。前記の部位は、R、
R1,R’及びB、/の末端にあるか又は主鎖に沿った
いずれかの部分にあることができる。前記の配位部位は
、例えばアルコキシ基、カルバモイル基、アミド基、チ
オ基及び当業界で公知のその他の基である。
W及びW、は、相互に独立に、主鎖中に60個までの炭
素原子、イオウ原子、窒素原子又は酸素原子をもつ架橋
基、一般には主鎖中に約3個〜約20個の前記原子をも
つ架橋基である。これらの架橋基は、pが1である場合
にだけ存在する。一般に、W及びW、は、相互に独立に
、Y及びY′について前記したように、オキシ基、アゾ
基、チオ基、スルホキシル基、オキシカルビニル基若し
くは当業界で公知の他の架橋基と共に架橋されているこ
とのできる1種又はそれ以上の脂肪族単位、芳香族単位
又紘複素環式単位でおる。あるいは、W及びWlは、各
々、ウレイレン基、イミノジカルボニル基又は主鎖中に
原子束なくとも3個をもつ同様の架橋基であることがで
きる。好ましくは、W及びWlは同じ架橋基である。
本発明の実施に有用なりラウンエーテルには、以下の化
合物が含まれる。
(I) (II[) (■) (V) (■) (X) (XI) (X[1) (X川) (XIV) ( ( (XV) (店)−(XXV) 4 式中、R2,R,及びR4(l−1,以下のとおシであ
る。
Xi) −H−H−N(CH3)2 XMII)−No2−CH3−11 R2R3R4 (XIX) −0CH,−CH5−H (XX) −0CH,−H−N(CH3)2(XXI)
 −H−0CH3−H (XXII) −0Cf(、−〇CI(3−H(XXI
II) −H−QC)I、 −0CH3(XXIV)−
0CH3−OCH3−OCH3(XXV) −H−CO
OCH2CH,−H(Xへ〇 1′−1\C6H3 (卯) (XXXI) (XE) (℃α■) (XXX) (XL) 田 田 国 ○ Q==(J 国 田 o=Q 国 国 ω ζ (式中、Rは−CH20H,−COOI(、−COOC
I(、、又は−COHR3でアシ、R1及びR2はアル
コキシ基であり、R3はH又はCH3でおる) (XLV) (式中、R及びR1はアルコキシ基である)(式中、R
は−NH2、−N(OH5)2又は−OHである)(肌 〔式中、Rはアルコキシ基であシ、R1は−(CH2)
3、−OH,−(CH2)5NHCOR2又は−(CH
2)2COO)Iであり、R3はアルキル基又はアリー
ル基である〕(XL■) (式中、Rはアルコキシ基であシ、R2はアルキル基又
はアリール基である) (X[J)O (L) 鴫 (式中、Rはアルコキシ基で6D、R”はアルコキシ基
又はアリール基である) (LI ) 0 0 1 (LD) :式中、nは2以上である) (Lull) (L!V) (式中、Rは−CH20H,−COOH\−−COOC
HS又は−CONR2であシ、R1はアルコキシ基であ
)、R2は■又はCH6である) 4、)、下金臼 本発明の実施において有用なりラウンエーテルは2種の
一般的な方法によって調製することができる。第1の方
法は、適当なソフェノールと適当なグリコールのゾトシ
レートとの縮合から成る。
例えば、アゾクラウンエーテル(1) 、 (It) 
、 Qll) 、■。
(XXX)及び(XXXl)は、以下の一般式によって
調製する。
第2の一般的な方法は、クラウンエーテル(XV[)〜
(XXIX)及び(X唖■)〜CXXXVi)を調製す
る場合におけるように、適当なフェノールをアゾクラウ
ンエーテルに環化することから成る。この方法は以下の
一般式で表わすことができる。
本発明において有用なりラウンエーテルのうち数種のも
のの調製法の詳細については、実施例の前に説明する。
前記のクラウンエーテルに加えて、本発明の前記組成物
は、クラウンエーテルを溶媒和することのできる化合物
を含んでいる。錯体化されたイオンを、溶媒和されたク
ラウンエーテルによって膜を通して輸送することができ
るようにするには、溶媒和か必要である。若干の態様に
おいては、クラウンエーテルを溶媒和することのできる
ポリママーバインダー1種又はそれ以上を使用する。ポ
リ−r−がクラウンエーテルを少なくとも部分的に溶解
することができる場合には、この態様は有用である。有
用なポリマーの典型例は、米国特許第3.419,63
4号明細書に記載がおる。これらの溶媒和性ポリマーを
使うイオン選択性膜の調製は、米国特許第3,743,
588号明細書に記載されている。これらの態様におい
て、ポリマーは、クラウンエーテルを溶媒和することの
できる化合物として、及び組成物用の支持マトリクスと
して作用するO 他の好ましい態様においては、クラウンエーテルを別の
有機溶媒1種又はそれ以上で溶媒和し、支持マトリクス
は別の成分とする。そのマトリクスは、前記有機溶媒中
のクラウンエーテルと結合するイオンの輸送を行なうこ
とができるものでなければならない。例えば、多孔質ガ
ラス支持体は、支持マトリクスとして有用である。これ
らの態様において杖、クラウンエーテルを有機溶媒に溶
かし、得られた溶液を多孔質f2ス支持体中に吸収させ
(又はインビビジ目ンさせ)、イオン選択性膜を提供す
る。他の好ましい態様においては、クラウンエーテル溶
液を疎水性バインダー例えば疎水性ポリマーバインダー
に分散する。本明細書において、「疎水性」とは、実質
的に水不溶性であることを意味する。バインダー分散液
を被覆し、乾かし、イオン選択性膜を生成する。
別の溶媒を使用してクラウンエーテルを溶媒和する場合
には、その溶媒は、クラウンエーテルを少なくとも部分
的に溶解することができる限シ、任意の広い範囲の溶媒
であることができる。前記の溶媒(当業界においてはし
ばしばキャリヤー溶媒と称される)は、膜内においてイ
オン移動性を提供する。
クラウンエーテルを、前記のとおシ、キャリヤー溶媒中
に含ませる場合には、支持マトリクスとしてのバインダ
ー1種又はそれ以上の中の溶媒−クラウンエーテル分散
液を使用して膜を形成する。
有用なバインダーには、クラウンエーテル及びキャリヤ
ー溶媒と組合せて、膜を横切るイオン移動性を生成する
のに充分な透過性の薄フィルムを形成することのできる
、疎水性の天然又は合成ポリマーが含まれる。
前記の膜は、広い範囲の濃度及び所要量(covera
ge)に亘シ、前記の成分を含むことができる。クラウ
ンエーテルの所要量は、使用する特定のクラウンエーテ
ル、クラウンエーテルを溶媒和するのに使用する化合物
及びその他の要素と依存する。好ましい膜は、溶媒及び
その中に分散したクラウンエーテルをもつ疎水性バイン
ダーから成る。これらの膜において、クラウンエーテル
の有用なP9r要量は約o、 i 17m2〜2.09
/蛮2であシ、好ましい所要量は0.2 &/m2〜0
.8 /i/rn2である。
キャリヤー溶媒はクラウンエーテルを溶媒和するのに充
分な量で存在する。従って、その量は、特定の溶媒及び
選んだクラウンエーテルに依存する。一般には、クラウ
ンエーテルを溶媒和するのに必要なものよシも多い溶媒
を使用し、各鍾の貯蔵条件下で溶媒和された状態を保持
する。通常は、キャリヤー溶媒の所要量は約2177m
2〜約24fil侃2の範囲内である。
存在する疎水性バインダーの量は、膜の所望の厚さによ
り、そしてクラウンエーテル−溶媒分散液用の支持体を
提供する必要性によって決定する。
一般に、膜の厚さは、約2μm〜約20μ常の範囲であ
る。バインダー所要量は、通常的2g/an〜24 g
/m2、好ましくは約3g/frL2〜約12 El/
m2である。
前記のバインダー、クラウンエーテル及び溶媒に加えて
、本発明の組成物は、場合により、他の成分例えば表面
活性剤及び可塑剤を当業者に公知の獄で含んでいる。
すでに述べたように、本発明の組成物を使用する膜は、
多様な電極構造に有用である。例えば、本発明の膜は、
従来のバレル型電極のガラスイオン選択性膜に代えて、
又は加えて使用するのに有効である。この型の有用な電
極は、例えば、米国特許第3,598.713号、第3
,502,560号、第3.562,129号、第3,
691,047号、第3,753,887号、第3,8
33,495号、第3,671,414号及び第3,7
43,588号各明細書に記載されている。本発明の膜
は、日本特許公報57−17851号及び57−178
52号に記載のイオン選択性電極、特に前記公報に記載
の乾式イオン選択性電極において有用でおる。
特に好ましい態様においては、本発明の組成物は、米国
特許第4,214,968号明細省に記載されているよ
うな乾式操作式イオン選択性電極において有用である。
前記の膜及び電極は、検体試料中、例えば水溶液例えば
生物学的流体例えば血清及び尿又は組織懸濁液中のカチ
オン例えばアルカリ金属イオン(例えばリチウム、ナト
リウム、カリウム等)の濃度を選択的に測定するために
使用することができる。一般に、前記試料の一部分を、
アルカリ金属イオン濃度に関連した電位差針形測定を行
なうことのできる前記電極(例えば乾式イオン選択性電
極)と物理的に接触させる。続いて、検体試料の部分と
参照電極との電位差を測定する。好ましくは、検体試料
の点滴を、前記電極のイオン選択性膜上に、手動又は機
械又は他の適当な分配手段によシスポットする。しかし
ながら、電極と試料との他の接触方法も受け入れること
ができる。
以下の実施例において、前記の各種のクラウンエーテル
を使用して、イオン選択性電極を調製した。電極は通常
の型式のものであシ、米国特許第4.214,968号
明細書に記載の方法によって調製した。電極はポリエス
テル支持体上に以下のものを順々に担持して成るもので
あった。すなわち、銀/塩化銀参照電極;ゼラチン(3
〜6&/m2)とNaCA (1,5〜3.5.9/m
 )とグリセリン(025〜04g/1rL2)と01
in 5urfactant 10 G [商品名〕(
0,3〜0.9777m2)とから成る電解質層;及び
膜層。この膜層は、カル?キシル化ポリ(塩化ビニル)
(3〜617m2)、前記のキャリヤー溶媒(4〜8 
g/m2)、前記のクラウンエーテル(0,1〜0.3
 fi7’m2)及び表面活性剤DC−510[商品名
〕(0,03〜0.09 g/m’ )から成るバイン
ダーを含むものであった。
Corningデジタル読出電位差計を使用して電位を
測定した。試験溶液と接角虫してから3分間後の起電力
の値を取った。Bates及びAlteaseが[Io
n 5elective Electrodes J 
(R,Durst lii )[Nat、 Bur、 
of 5tand、 5pec、 Publ、 314
 +ワシントンDC,1969年]で記載しているよう
にして、活性係数を計算した。
数種のアゾ含有クラウンエーテル染料をイオン錯体化合
物として調製しそして試験することについては、Sh 
i ga等が[chemlstry LettersJ
第1021〜1022頁(1980年)のr Azo−
CrownEtherIl、 The Dyes wi
th the Ay、o Group Directl
yInvolved in the Crown Et
her 5keletonJに、そしてAoki等がr
chemistry LettersJ第1583〜1
584頁(1981年)の[ron−Dipole A
ssociationChromatography 
on Ion Exchanger 1n Non−A
queousMedia Jに記載している。しかしな
がら、それら化合物がイオン選択性膜として使うための
イオン選択性組成物に有用である点についてはまったく
示唆されていない。
以下の実施例によって、本発明を更に詳細に説明する。
例1: クラウンエーテル(I)をイオノフオアとして
使うイオン選択性電極 クラウンエーテル(1)をイオノフオアとして含有する
イオン選択性電極を調製し、各種のキャリヤー溶媒を使
用してイオン選択性を試験した。前記のShiga等の
文献の報告によれば、クラウンエーテル(1)は水溶液
−ベンゼン抽出係数4.18(ナトリウムイオンに対し
て)及び2.77(カリウムイオンに対して)をもつ。
しかしながら、本例では、クラウンエーテル(1)が本
発明のイオン選択性組成物において、Na+よりもに+
に対して高い選択性をもつことを示す。
クラウンエーテル(1)及びキャリヤー溶媒を、前記の
イオン選択性電極の膜層中に配合した。電極試料上に、
塩化ナトリウム0105M、0.1M、0.15M又は
0.3MとKCl O,i Mとを含む溶液のアリコー
ト10μA’&スポツトすることによって電極の試験を
実施した。電位は、銀/塩化銀電極に対して測定した。
各アリコートに関して発現した電位を、アリコート中の
ナトリウム浪度に対してプロットした。結果は、各実験
のナトリウム10−4〜10−1Mの範囲内でネルンス
ト勾配(Nerr+5tian 5lope)を示した
K+に対する選択係数(k)は、KCtアリコートから
の電位データを使用して計算した(ナトリウムを1と規
定)。結果を以下の表Iに示す。対照用電極中にはイオ
ノフオアとしてパリノマイシンを使用した。これらの結
果は、前記のShiga等の報告とは異なシ、クラウン
エーテル(1)が、前記の電極中で使用された場合に、
Na+よシもに+に対して高い選択性をもつことを示し
ている。
表 1 クラウンエーテル(1) )リイソデシルトリメリテー
ト 0.00173クラウンエーテル(1)ビス(2−
エチルヘキシル)セバケート 0.00175クラウン
エーテル(I) −)インデシルフタレート 0.00
129パリノマイシン トリイソデシルトリメリテート
 0.000159例2: イオノフオアとしてのクラ
ウンエーテル(11)の使用 前記の方法と同様にして、クラウンエーテル(n)をイ
オノフオアとして使用し、イオン選択性電極を調製した
。これらの電極試料のイオン選択性は、塩化ナトリウム
0.05M、0.1M、0.15M又は0.3Mと塩化
カリウム、塩化リチウム、塩化アンモニウム、塩化カル
シウム又は塩化マグネシウム0.1Mとを含む溶液のア
リコー)10dを前記試料上にスポットすることによっ
て評価した。その結果を以下の表■にまとめた。対照用
電極はメチルモネシン(mones in)をイオノフ
オアとして使用して調製した。
前記のAoki等の文献においては、クラウンエーテル
(It)は、イオン交換カラムにおいて、テトラメチル
アンモニウムイオン、Ll +及UK” J: 、j7
 モNa+に対して極くわずかに優先性をもつことが記
載されている。しかしながら、本例のデータは、イオン
選択性電極中に使用した場合に、K+及び他のカチオン
よりもNa+に対してこのクラウンエーテルが予想外の
著しい選択性をもつことを示している。
以下余白 例3: イオノフオアとしてのり2ウンエーテル(財)
の使用 前記と同様の方法によυ、り2ウンエーテル始をイオノ
フオアとして使用してイオン選択性電極を調製した。こ
れらの電極試料のイオン選択性は、例2に記載の方法に
従って評価した。結果を以下の表■にまとめて示す。
衣 ■ に値 ビス(2−エチルヘキ 0.46 0.006 0.1
4 0.005 0.0005シル)セバケート 2−ニトロフェニル 0.3 0.01 0.16 0
.01 0.001オクチルエーテル 例4: イオノフオアとしての各種クラウンエーテルの
使用 前記と同様の方法によシ、各種のクラウンエーテル及び
各種のキャリヤー溶媒を使用してイオン選択性電極を調
製した。これらの電極試料のイオン選択性は、前記の例
に記載の方法に従って評価した。その結果を、以下の表
■及び表■にまとめて示す。
p、下余白 表 ■ BEH8!gNPO♂*DIDP**”* ビス(2−
エチルヘキシル)セパケート** 2−ニトロフェニル
オクチルエーテル*** ジイソデシルフタレート NA−利用できない

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、構造式 (式中、pは0又は1でh’)、pが1である場合には
    q及びrは相互に独立に0又は1であシ、pがOである
    場合にはq及びrは共にOでsb、x及びX′は相互に
    独立にそれぞれ置換されているか又は置換されていない
    アゾ基、アゾキシ基、アゾメチン基、ビニレン基、スル
    ホキシル基、オキシジメチレン基、ウレイレン基又はイ
    ミノジカルボニル基から選ばれた基であり、Y及びY′
    は相互に独立に結合であるか又は原子数29個までのク
    ラウン環主鎖を完成するのに必要な炭素原子、イオウ原
    子、窒素原子若しくは酸素原子を有する架橋基でおシ、
    V 、 V/及びvl、v1’は相互に独立に置換され
    た又は置換されていないメチレン基から選ばれた基であ
    シ、2及び2′は相互に独立にそれ・ぞれ置換されてい
    るか又は置換されていないオキシ基、メチレンオキシ基
    、イミノ基、アミド基又はオキシカルボニル基から選ば
    れた基であり、R1R1,R’及びH1/は相互に独立
    にアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、複素環
    式基、アルコキシ基、アミノ基、アシルアミノ基、アミ
    ド基、ケト基、カルバモイル基、カルボキシル基、アル
    コキシカルボニル基、シアノ基、ハロゲン原子、ニトロ
    基若しくはスルホ基であるか又は主鎖中に原子数60個
    までの炭素原子、イオウ原子、窒素原子若しくは酸素原
    子を有する他の置換基であシ、i、j、k及びmは相互
    に独立に0であるか又はQ 、 Ql、 Q’若しくは
    Q、′がそれぞれ完全に置換される数までの正の整数で
    あシ、Q 、 Q、 、 Q/及びQ1′は相互に独立
    に5員〜14員の単環式又は多環式環を完成するのに必
    要な原子であシ、W及びW、は相互に独立に主鎖中に原
    子数60個までの炭素原子、イオウ原子、窒素原子又は
    酸素原子を有する架橋基である) で表わされるクラウンエーテルを、そのイオンキャリヤ
    ーとして含んで成る、イオン選択性膜用のイオン選択性
    組成物。
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