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JPH0743367B2 - 溶媒極性指示材料 - Google Patents
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JPH0743367B2 - 溶媒極性指示材料 - Google Patents

溶媒極性指示材料

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JPH0743367B2
JPH0743367B2 JP30612390A JP30612390A JPH0743367B2 JP H0743367 B2 JPH0743367 B2 JP H0743367B2 JP 30612390 A JP30612390 A JP 30612390A JP 30612390 A JP30612390 A JP 30612390A JP H0743367 B2 JPH0743367 B2 JP H0743367B2
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  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、純溶媒や混合溶媒の極性の変化によって色相
を異にし、その色相差が肉眼で判定可能な溶媒の極性指
示材料に関する。
〔従来の技術〕
一般に、溶媒の極性は溶媒分子の持つ双極子モーメント
や分子の分極率に依存するので、従来、溶媒の極性を判
定する手段としては溶媒の双極子モーメントや誘導率、
屈折率等の数値で便宜上取り扱われてきた。更に溶媒中
である特定の反応の反応速度等の測定から、溶媒の極性
を数値化する試みもなされている〔V.Gutmann & R.Sch
midt;Coord.Chem.Rev.12,263,(1974)〕。しかしなが
ら、溶媒の極性、特に混合溶媒の極性については数値化
は困難であり、取扱いにくい物であった。また、前記双
極子モーメントや誘電率も、溶媒と溶質間での相互作用
が強い場合、必ずしも極性を的確に表現しているもので
はないという問題点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、上述したような問題点を解消するためになさ
れたもので、溶媒中に溶質を溶解したときに溶媒の極性
によって生ずる溶液の色調変化により、該溶媒の極性を
容易に確認できる溶媒極性指示材料を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の溶媒極性指示材料は、下記一般式(I)で示さ
れる重合体よりなることを特徴とする。
〔式中、R1は炭素数3以上のアルキル基またはアルキル
部分が炭素数3以上であるアルキルカルボニル基を表わ
し、R2〜R5はそれぞれ水素原子,ハロゲン原子,アルキ
ル基,アルコキシ基またはアリール基を表わし、n及び
mは、m/(n+m)=0〜1(但し、R1が前記アルキル
カルボニル基の場合は、m/(n+m)=0.1〜0.8)、か
つ、n+m=10〜400を満足する数である。〕 本発明において用いる上記一般式(I)で示される重合
体は、(1)下記一般式(II)で示されるアニリンまた
はアニリン誘導体を酸化重合させ、或いは得られたアニ
リン重合体を還元した後、さらに式:R1X(R1は炭素数3
以上のアルキル基またはアルキル部分が炭素数3以上で
あるアルキルカルボニル基、XはCl,BrまたはIを示
す)で表される化合物と反応させる方法、及び、(2)
一般式(II)で示されるアニリンまたはアニリン誘導体
と下記一般式(III)で示されるアニリンまたはアニリ
ン誘導体のN置換体とを酸化重合する方法によって合成
することができる。
(式中、R1′は炭素数3以上のアルキル基を示し、R2-5
は、それぞれ前記と同一の意味を有する。) 本発明の重合体の合成に使用する一般式(II)で示され
るアニリン誘導体としては、m−アニリジン、o−アニ
リジン、m−トルイジン、o−トルイジン、2,3−ジエ
トキシアニリン、2,5−ジフェニルアニリン、2−フェ
ニル−3−エチルアニリン、2−クロロ−3−メチルア
ニリン、2−ブロモ−3−メチルアニリン、2−クロロ
−3−エチルアニリン、2−ブロモ−3−エチルアニリ
ン、2−クロロ−3−n−プロピルアニリン、2−クロ
ロ−3−n−ブチルアニリン、2−ブロモ−3−n−ブ
チルアニリン、2−n−プロピルアニリン、3−n−プ
ロピルアニリン、2−n−ブチルアニリン、3−n−ブ
チルアニリン、2−i−プロピルアニリン、3−i−プ
ロピルアニリン、2−i−ブチルアニリン、3−i−ブ
チルアニリン、2−t−ブチルアニリン、3−t−ブチ
ルアニリン、2−ステアリルアニリン、3−ステアリル
アニリン、2−ドコシルアニリン、3−ドコシルアニリ
ン、2,3,5−トリエチルアニリン、2,3,5−トリ(n−プ
ロピル)アニリン、2,3,5,6−テトラメチルアニリン、
2,3,5,6−テトラエチルアニリン等があげられる。
また、一般式(III)で示されるアニリンまたはアニリ
ン誘導体のN置換体としては、N−n−プロピニルアニ
リン、N−n−ブチルアニリン、N−n−ペンチルアニ
リン、N−n−オクチルアニリン、N−n−デシルアニ
リン、N−n−ドデシルアニリン、N−n−ヘキサデシ
ルアニリン、N−ドデシルアニリン、N−ステアリルア
ニリン、N−n−プロピル−2−メトキシアニリン、N
−n−ブチル−m−トルイジン、N−n−ブチル−o−
トルイジン、N−ベンジルアニリン、ジフェニルアミン
等が挙げられる。
また、前記のR1XのR1における炭素数3以上のアルキル
基およびアルキルカルボニル基のアルキル部分としては
n−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、seo−ブチ
ル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘ
ブチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デジル、n−
ドデシル、n−ヘキサデシル、ドコシル、ステアリル等
が挙げられる。
前記(1)及び(2)の合成法におけるアニリンまたは
アニリン誘導体の酸化重合、或いはそれらとアニリンま
たはアニリン誘導体のN置換体との酸化重合は、該アニ
リンまたはアニリン誘導体もしくはアニリンまたはアニ
リン誘導体のN置換体を酸性水溶液、又は有機溶媒中で
定電位、定電流、又は定電圧条件下で電解酸化する方
法、又は過硫酸塩、過ヨウ素酸塩、重クロム酸塩、過酸
化水素、塩化鉄などの酸化剤を用いる方法によって行う
ことができるが、後者の酸化重合法の方が安価でかつ容
易な方法である。
上記のようにして得られた本発明の重合体は、反応系中
に存在する酸等のドーパントを少なからず含んでいるの
で、溶媒への溶解性が劣る。したがって、溶解性を向上
させるためには、多量のアンモニア水で脱ドープするこ
とが必要である。また、前記(1)の合成法の場合、酸
化重合で得られた重合体をヒドラジン等の還元剤で還元
し、前記の式:R1XまたはR1COXとN−メチル−2−ピロ
リドン等のアミド系溶媒中で反応させ、得られた重合体
を脱ドープ処理して使用する。
〔実施例〕
以下に実施例によって本発明を詳細に説明する。
実施例1. アニリン5gを1mol/の硫酸水溶液100mlに溶解し、過硫
酸アンモニウム3gを溶解した硫酸水溶液100mlを0℃で
撹拌しながら加えた。4時間反応させた後、析出した固
形物を濾別し、これを充分に水洗いした後100mlの水に
分散し、アンモニア水100mlを加え4時間撹拌する。こ
の固形物を濾別し、充分に水洗いした後100mlの水に分
散し、ヒドラジン25gを加えて8時間撹拌した。分散し
ている固形物が白色になったので、これを窒素中で濾
別、乾燥し重合体を4g得た。この重合体を窒素気流下、
200mlのN−メチル−2−ピロリドンに溶解し、11gのラ
ウリルブロマイドを滴下し、4時間撹拌を続けた。反応
混合物を1の水中にあけ、沈澱を濾別し、水でよく洗
浄し、次いでアンモニア水で脱ドープ処理を行い、減圧
下で乾燥して一般式(I)で示される重合体を得た。こ
の重合体の分子量はGPCで測定したところポリスチレン
換算で数平均分子量34000(NMP用カラム使用、Shodex K
D−80M、m+n=約130)であった。また、元素分析値
よりm/(m+n)=1.0と決定された。
実施例2. アニリン5gを1mol/の硫酸水溶液100mlに溶解し、過硫
酸アンモニウム3gを溶解した硫酸水溶液100mlを、0℃
で撹拌しながら加えた。4時間反応させた後、析出した
固形物を濾別し、これを充分に水洗した後、100mlの水
に分散し、アンモニア水100mlを加えて4時間撹拌し
た。この固形物を濾別し、充分に水洗した後、100mlの
水に分散し、ヒドラジン25gを加えて8時間撹拌した。
分散している固形物が白色になったので、これを窒素中
で濾別、乾燥して重合体4gを得た。この重合体を窒素気
流下、200mlのN−メチル−2−ピロリドンに溶解し、8
gのオクタノイルクロライドを滴下し、4時間撹拌を続
けた。反応混合物を1の水中にあけ、沈澱を濾別し、
水でよく洗浄し、次いでアンモニア水で脱ドープ処理を
行い、減圧下で乾燥して一般式(I)で示される重合体
を得た。この重合体の分子量をGPCで測定したところ、
ポリスチレン換算で数平均分子量15000(NMP用カラム使
用、Shodex KD−80M、m+n=約100)であった。ま
た、元素分析値より、m/(m+n)=0.45と決定され
た。
実施例3. 実施例1においてアニリンの代わりに2−メトキシアニ
リン5gを用いる以外は実施例1と同様の処理を行ない、
3.5gの一般式(I)で示される重合体を得た。この重合
体の分子量をGPCで測定したところ、ポリスチレン換算
で数平均分子量15000(NMP用カラム使用、Shodex KD−8
0M、m+n=約50)であった。また、元素分析値より、
m/(m+n)=1.0と決定された。
実施例4. 実施例1において、アニリンの代わりにm−トルイジン
5gを用いた以外は実施例1と同様の処理を行ない、3.5g
の一般式(I)で示される重合体を得た。この重合体の
分子量をGPCで測定したところ、ポリスチレン換算で数
平均分子量14000(NMP用カラム使用、Shodex KD−80M、
m+n=約50)であった。また、元素分析値より、m/
(m+n)1.0と決定された。
実施例5. 実施例1において、ラウリルブロマイド8gを用いた以外
は実施例1と同様の処理を行ない、4gの一般式(I)で
示される重合体を得た。この重合体の分子量をGPCで測
定したところ、ポリスチレン換算で数平均分子量26000
(NMP用カラム使用、Shodex KD−80M、m+n=約150)
であった。また、元素分析値より、m/(m+n)=0.5
と決定された。
実施例6. 実施例1において、ラウリルブロマイドの代わりにヘキ
サデシルブロマイド13gを用いた以外は、実施例1と同
様の処理を行ない、4gの一般式(I)で示される重合体
を得た。この重合体の分子量をGPCで測定したところ、
ポリスチレン換算で数平均分子量34000(NMP用カラム使
用、Shodex KD−80M、m+n=約150)であった。ま
た、元素分析値より、m/(m+n)=1.0と決定され
た。
実施例7. 実施例2において、オクタノイルクロライドの代わりに
ヘキサデカノイルクロライド13gを用いた以外は実施例
2と同様の処理を行ない5gの一般式(I)で示される重
合体を得た。この重合体の分子量をGPCで測定したとこ
ろ、ポリスチレン換算で数平均分子量26000(NMP用カラ
ム使用、Shodex KD−80M、m+n=約150)であった。
また、元素分析値より、m/(m+n)=0.50と決定され
た。
実施例8. N−n−ブチルアニリン0.1mol/、過塩素酸0.2mol/
含む水溶液中で白金板をそれぞれ作用極及び対極とし
て、飽和カロメル電極に対し0.8Vの定電位で30分間電解
重合して、緑色の重合体を作用極に形成した。この作用
極に−0.3Vの逆電位を1時間かけて脱ドープした後乾燥
し、一般式(I)で示される重合体0.05gを得た。この
重合体の分子量をGPCで測定したところ、ポリスチレン
換算で数平均分子量5900(NMP用カラム使用、Shodex KD
−80M、m+n=約40)であった。
上記実施例1〜8により得られた本発明の重合体は一般
式(I)におけるR1〜R5が次表の通りである構造を有す
るものである。
上記の如き重合体0.1mgを、第1表に示す溶媒各1mlにそ
れぞれ溶解したところ、溶媒の極性によって、溶液の色
調が変化し、肉眼で、その色相差を判定することが可能
であった。
なお、この時の色調は、溶媒の極性が大きいほど、濃い
青色を呈し、極性が小さくなると紫色あるいは緑色を呈
した。
上述したように、一般式(I)で示される本発明の重合
体は、溶媒極性指示材料として第1表の結果を示すこと
を確認した。
〔発明の効果〕 本発明の重合体は、これを溶媒に溶解した時に、純溶媒
や混合溶媒の極性の変化によって色相を異にするため、
その色相差が肉眼で判定可能な溶媒極性指示材料であ
り、溶媒の簡便な指示薬としての用途に有用である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式(I)で示される重合体よりな
    ることを特徴とする溶媒極性指示材料。 〔式中、R1は炭素数3以上のアルキル基またはアルキル
    部分が炭素数3以上であるアルキルカルボニル基を表わ
    し、R2〜R5はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキ
    ル基、アルコキシ基またはアリール基を表わし、n及び
    mは、m/(n+m)=0〜1(但し、R1が前記アルキル
    カルボニル基の場合は、m/(n+m)=0.1〜0.8)、か
    つ、n+m=10〜400を満足する数である。〕
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