(57)【要約】      （修正有）【課題】構成が簡素であり、煩雑な手順を必要とせずに、爆薬・火薬などの爆発物、排気ガスや汚染水などの環境汚染物質、及び狭心症治療薬などの医薬品に含有されるニトロ基含有化合物に対して変色を示すものであって、トリフェニレン誘導体を含有するインジケータ化合物の提供。【解決手段】２，３，６，７，１０，１１−ヘキサ置換トリフェニレン化合物であって、例えば、３−ヒドロキシ−Ｎ−（１−フェニルエチル）ヘキサン酸アミドのヒドロキシル基が、トリフェニレンの２，３，６，７，１０，１１−位にエーテル結合したヘキサ置換トリフェニレン化合物（該化合物は、フェニルエチル基の炭素がキラル中心となり、Ｄ体または／およびＳ体の誘導体を含有している）。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニトロ基含有化合物に色の変化を示すインジケータ化合物であって、
下記化学式（Ｉ）
【化１】
2010126459.tif 000004
（式（Ｉ）中、ｎ＝１〜１９と、＊はキラル中心）で表わされるＤ体または／およびＳ体のトリフェニレン誘導体が含有されていることを特徴とするインジケータ化合物。
【請求項２】
前記ニトロ基含有化合物が爆発物、環境汚染物質及び医薬品から選ばれる検知対象物に含まれていることを特徴とする請求項１に記載のインジケータ化合物。
【請求項３】
前記トリフェニレン誘導体が少なくとも１重量％含まれていることを特徴とする請求項１に記載のインジケータ化合物。
【請求項４】
下記化学式（Ｉ）
【化２】
2010126459.tif 000005
（式（Ｉ）中、ｎ＝１〜１９と、＊はキラル中心）で表わされるＤ体または／およびＳ体のトリフェニレン誘導体に、ニトロ基含有化合物を接触させ、前記トリフェニレン誘導体が色の変化を示すことを特徴とするニトロ基含有化合物の検知方法。
【請求項５】
前記ニトロ基含有化合物が爆発物、環境汚染物質及び医薬品から選ばれる検知対象物に含まれていることを特徴とする請求項４に記載のニトロ基含有化合物の検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知対象物である爆発物、環境汚染物質及び医薬品に含まれるニトロ基含有化合物に対して色の変化を示すものであって、トリフェニレン誘導体を含有しているインジケータ化合物及びそれによるニトロ基含有化合物の検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、空港や地下鉄など公共の場をテロリズムから安全に確保するために、爆発物を検知する方法についての開発が重視されている。
【０００３】
その方法として、爆発物を探知するように訓練された爆発物探知犬やイオン易動度分光測定式爆発物探知器などで、爆発物から揮発するガスを検知する方法や、現場から採取した試料を中性子後方散乱式爆発物探知器や質量分析計などを用いて実験室で分析する方法がある。これらの方法は敏感であり、高い効果を得ることができるが、それぞれ検知される爆発物の種類や使用される環境によって利点と欠点を有している。
【０００４】
例えば、爆発物探知犬は、その優れた嗅覚によって、爆発物から揮発したニトロ化合物の蒸気を探知する。この方法は、爆発物探知犬の敏感性や移動性などの優れた利点を有するが、爆発物探知犬の注意力は短時間でしか持続できないため、頻繁に休ませてやる必要があるなどの欠点も有する。
【０００５】
また、中性子後方散乱式爆発物探知器は、放射線源と放射線検出器からなるもので検知対象物からガスが揮発されていなくても検知を可能とする利点を有するが、コストが高く、大型のため持ち運ぶことができない欠点を有する。
【０００６】
爆発物の検知は、携帯性に優れ、簡素な構成で煩雑な手順を必要とせずに、より検知対象物に対して明確な検知ができるものであることを望まれている。
【０００７】
非特許文献１及び非特許文献２には、トリフェニレン誘導体が記載され、そのトリフェニレン誘導体はキラル分子が導入されておりＤ(Dextro：右旋性)体及びＳ(Sinistro：左旋性)体が存在する。Ｄ体どうしは水素結合の相互作用で自己組織化し、またＳ体どうしも水素結合の相互作用で自己組織化することが開示されている。
【０００８】
【非特許文献１】畑中辰也及び帯刀陽子他、「日本化学会第８８春季年会（２００８）講演予稿集」、２００８年、第８８巻、５Ｌ４−１７Ａ
【非特許文献２】畑中辰也及び帯刀陽子他、「高分子学会予稿集」、２００８年、第５７巻、ｐ２３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、構成が簡素であり、煩雑な手順を必要とせずに、爆発物、環境汚染物質、及び医薬品に含有されているニトロ基含有化合物を検知できる化合物および検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の発明者は、前記したトリフェニレン誘導体につき鋭意研究を続けた結果、自己組織化したトリフェニレン誘導体は、アクセプター分子を受け入れ自己組織が崩壊して色を変化させることを見出した。さらにアクセプター分子には、ニトロ基含有化合物が含まれるという知見を得て、本発明を完成するに至った。
【００１１】
この知見の下に、前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載されたインジケータ化合物は、ニトロ基含有化合物に色の変化を示すインジケータ化合物であって、下記化学式（Ｉ）
【００１２】
【化１】
2010126459.tif 000002
（式（Ｉ）中、ｎ＝１〜１９と、＊はキラル中心）で表わされるＤ体または／およびＳ体のトリフェニレン誘導体が含有されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載のインジケータ化合物は、請求項１に記載のものであって、前記ニトロ基含有化合物が爆発物、環境汚染物質及び医薬品から選ばれる検知対象物に含まれていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載のインジケータ化合物は、請求項１に記載のものであって、前記トリフェニレン誘導体が少なくとも１重量％含まれていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載のニトロ基含有化合物の検知方法は、下記化学式（Ｉ）
【００１６】
【化２】
2010126459.tif 000003
（式（Ｉ）中、ｎ＝１〜１９と、＊はキラル中心）で表わされるＤ体または／およびＳ体のトリフェニレン誘導体に、ニトロ基含有化合物を接触させ、前記トリフェニレン誘導体が色の変化を示すことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載のニトロ基含有化合物の検知方法は、請求項４に記載のものであって、前記ニトロ基含有化合物が爆発物、環境汚染物質及び医薬品から選ばれる検知対象物に含まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のインジケータ化合物は、その化合物中の自己組織化されたトリフェニレン誘導体にアクセプター分子であるニトロ基含有化合物が受け入れられ、自己組織化を崩壊させることで、色の変化を示すことができる。従って、簡素な構成で、煩雑な手順を必要とせずに少量のニトロ基含有化合物に対して色の変化を示すことができ、検知対象物からニトロ基含有化合物の有無を検知することを可能とする。
【００１９】
また、このインジケータ化合物は、爆薬・火薬などの爆発物に含有されているニトロ基含有化合物を検知することができ、取扱に注意を要し危険な物である爆発物の確認などの処置を迅速に行うことができる。
【００２０】
同様に環境汚染物質である排気ガスなどからもニトロ基含有化合物を検知することができ、窒素酸化物、亜硝酸、硝酸、およびそれらの塩などの環境汚染の問題となるニトロ基含有化合物の有無を調査するのに有用である。
【００２１】
心臓病を患っている患者が服用する狭心症治療薬などに含有されるニトログリセリンも検知することができるため、患者に直接服用の確認が出来ない場合においても、大掛りな検査を必要とせずに、尿や血液から服用しているか否かの判別が可能である。
【発明を実施するための好ましい形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための好ましい形態について、詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００２３】
本発明のインジケータ化合物は、簡便な構成をしており、ニトロ基を含有する化合物に対して色の変化を示し、検知対象物からニトロ基含有化合物の有無を検知するものであって、上記化学式（Ｉ）で表わされるトリフェニレン誘導体を含有しているものである。
【００２４】
このインジケータ化合物に含有されるトリフェニレン誘導体は、分子中に−ＮＨ−基、＝Ｏ基を有し、脂肪酸の炭素数がＣ＝１〜１９の正の数である化合物である。脂肪酸の炭素数は、６であると好ましい。脂肪酸の炭素数が多過ぎると、アルキル鎖が長くなるため、トリフェニレン誘導体自体の合成効率の低下を招く場合があり、インジケータの生産性を考慮すると適切でない場合を有する。
【００２５】
また、トリフェニレン誘導体は、キラル分子を導入しており、Ｄ体とＳ体をそれぞれ有している。しかし、Ｄ体及びＳ体であっても、性質に関する違いはないため、Ｄ体及びＳ体のどちらをインジケータ化合物に含有してもよく、また混合された状態で用いてもよい。
【００２６】
トリフェニレン誘導体は、トリフェニレン誘導体１分子中の−ＮＨ−基と同誘導体であって他分子中の＝Ｏ基とが水素結合しており、自己組織化された相互作用体を形成するものである。さらに、この相互作用体は分子が積み重なって組織体を構築するものである。
【００２７】
組織体は、温度に対して高い依存性をもつ水素結合によって構築されているため、加熱により水素結合が切断されて組織体の崩壊を生じ、冷却により水素結合が形成され組織体の再構築を生じる、性質をもつ。
【００２８】
さらに、この組織体は電子供与性であるため、電子受容性であるアクセプター分子と反応する性質をもつ。このとき、アクセプター分子は、この組織体の水素結合が形成されている状態では、水素結合による阻害がされるため組織体内部へ侵入しないが、一方、水素結合が切断された状態では、水素結合による阻害がされないため組織体内部へ侵入する。
【００２９】
これらの性質に基づき、この組織体であるトリフェニレン誘導体を含有するインジケータ化合物は、アクセプター分子であるニトロ基含有化合物が添加されることで、反応し色の変化を示す。
【００３０】
色の変化は、具体的に、変色、発色、発光及び消色が挙げられる。
【００３１】
インジケータ化合物は、ニトロ基含有化合物を添加した時と、さらにその添加後に加熱した時とで、それぞれ発色乃至変色し別の色を示すことができる。
【００３２】
同時に、インジケータ化合物は、紫外線（ＵＶ）を照射されると発光を示し、ニトロ基含有化合物が添加されたときでは弱い発光を示し、さらにその添加後に加熱した後では発光を示さなくなる。
【００３３】
従って、このインジケータ化合物は、トリフェニレン誘導体の組織体の持つ性質によって、検知対象物による加熱や冷却の必要性などの条件に関らず、ニトロ基含有化合物の有無の検知を可能とする。
【００３４】
インジケータ化合物が検知するニトロ基含有化合物は、ニトロ基を有する電子受容性分子であって、Ｃ−ニトロ化合物、Ｎ−ニトロ化合物、Ｏ−ニトロ化合物、ニトリル化合物、窒素酸化物が挙げられる。
【００３５】
Ｃ−ニトロ化合物は、脂肪族ニトロ化合物及び芳香族ニトロ化合物であり、具体的には、ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロプロパン、ニトロブタン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、トリニトロベンゼン、ニトロトルエン、ジニトロトルエン、トリニトロトルエン、トリニトロフェノール、２，４，７−トリニトロフルオレノン、が挙げられる。
【００３６】
Ｎ−ニトロ化合物は、具体的に、シクロテトラメチレンテトラニトラミンン、シクロトリメチレントリニトラミン、が挙げられる。
【００３７】
Ｏ−ニトロ化合物は、具体的に、硝酸エステル、ニトログリセリン、ニトログリコール、が挙げられる。
【００３８】
ニトリル化合物は、具体的に、硝酸、亜硝酸、及びそれらの塩が挙げられる。
【００３９】
窒素酸化物は、具体的に、一酸化窒素、二酸化窒素、一酸化二窒素、三酸化二窒素、五酸化二窒素、が挙げられる。
【００４０】
これらの検知物質であるニトロ基含有化合物を含む検知対象物は、具体的に、火薬・爆薬などの爆発物、排気ガス、汚染水などの環境汚染物質及び狭心症治療薬などの医薬品が挙げられる。これらの検知対象物の状態は特に限定されず、気体、個体及び液体であってもよい。
【００４１】
爆発物の検知において、爆発物の取扱いは難しく極めて慎重な作業を要するため、複雑な構成や煩雑な手順を必要とするものは好ましくないが、このインジケータ化合物は、少量での検知が可能であるため扱い易く、検査の手順も容易であるため有用である。また、変色だけでなく、ＵＶ照射によって明確な発光の確認ができるため、判断をし易い。爆発物の検知の際に、インジケータ化合物の使用者にとっても安全であり、また、迅速な対応をとることができるため周囲の安全性を確保することも可能である。
【００４２】
環境汚染物質の調査や検査において、インジケータ化合物は、排気ガスや汚染水に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）、硝酸、硝酸塩、亜硝酸及び亜硝酸塩の検知も可能である。
【００４３】
医薬品である狭心症治療薬などに用いられるニトログリセリンや硝酸エステルについても検知することが可能である。患者の身元の確認ができず、病歴を調べることができない状態であっても、インジケータ化合物によって、患者の尿や血液などからニトロ基含有化合物を含む医薬品の服用があるかを判別することができる。これにより、時間がかかる検査を必要とせずに、迅速に確認または検査することができ、早期治療に着手することができる。
【００４４】
インジケータ化合物は、トリフェニレン誘導体を少なくとも１重量％含んでいればよい。
【００４５】
インジケータ化合物によるニトロ基含有化合物の検知方法は、インジケータ化合物に含有されているトリフェニレン誘導体と検知対象物に含有されているニトロ基含有化合物とを、接触させ、反応させることによって行われる。
【００４６】
検知対象物の状態によって、インジケータ化合物は加熱処理または冷却処理を施してもよい。
【実施例】
【００４７】
本発明を適用するインジケータ化合物にニトロ基含有化合物を添加した例を実施例に示し、ニトロ基非含有化合物を添加した例を比較例に示す。
【００４８】
（インジケータ化合物の合成）
まず、トリフェニレン４．３２ｍｍｏｌに６−ブロモヘキサン酸エチル３４．５６ｍｍｏｌを混合し、炭酸カリウム５１．５４ｍｍｏｌ、溶媒として無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０ｍｌを添加した後、６０℃で二晩、加熱撹拌を行った。ここで得られた化合物に、テトラヒドロフラン２０ｍｌ、水酸化ナトリウム水溶液１０７ｍｍｏｌを添加し、さらに７５℃で一晩、加熱撹拌した。この得られた化合物にフェニルエチルアミン３ｍｍｏｌを混合し、無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２ｍｌ、Ｎ，Ｎ−カルボニルジイミダゾール１．２ｍｍｏｌ中で反応させ、トリフェニレン誘導体を合成した。
【００４９】
合成したトリフェニレン誘導体０．６１ｍｍｏｌに２−メトキシエタノール５００ｍｌを加え、加熱溶解しインジケータ化合物とした。
【００５０】
インジケータ化合物は加熱すると無色透明となり、冷却すると白色ゲルとなった。
【００５１】
（実施例）
インジケータ化合物０．６１ｍｍｏｌに、ニトロ基含有のアクセプター分子である、２，４，７−トリニトロフルオレノン０．６１ｍｍｏｌを添加した。２，４，７−トリニトロフルオレノンを添加した結果、茶色味を帯びたゲル状となり、このゲルを加熱すると、黒色の液体となった。この液体を冷却しても変化はなかった。
【００５２】
（比較例）
インジケータ化合物０．６１ｍｍｏｌに、ニトロ基非含有のアクセプター分子である、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン０．６１ｍｍｏｌを添加した。１，２，４，５−テトラシアノベンゼンを添加しても変色はなく、そのゲルを加熱した結果、桃色の透明液体となった。この液体を冷却すると、加熱前の状態へと戻った。
【００５３】
（変色及び分析結果）
実施例及び比較例のアクセプター分子の添加前後、またその添加後のゲルの加熱処理後をそれぞれ、紫外線ランプ（３６５ｎｍ）を照射して観察し、紫外可視分光光度（ＵＶ−ｖｉｓ）スペクトル測定、円二色性（ＣＤ）スペクトル測定、の分析を行った。
【００５４】
紫外線ランプを照射すると、実施例は、アクセプター分子の添加前は発光し、添加後は弱い発光となり、加熱処理後では発光しない、結果となった。一方、比較例では、添加前後、また加熱処理後においても変化なく発光する、結果となった。
【００５５】
インジケータ化合物の発光は、トリフェニレン誘導体とニトロ基含有のアクセプター分子とが反応することで発光波長がシフトされ、照射される光の波長と発振する光の波長が変わるため、変化した。
【００５６】
ＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定の実施例の結果を図１、比較例の結果を図２に示す。
【００５７】
ＣＤスペクトル測定の実施例の結果を図３、比較例の結果を図４に示す。
【００５８】
実施例と比較例の結果は、共にインジケータ化合物とアクセプター分子とが電荷移動相互作用によって、スペクトルシフトを示した。加熱後では、実施例の結果は、ＵＶ−ｖｉｓスペクトル、ＣＤスペクトルのいずれにおいても著しいスペクトル強度の上昇を示し、比較例の結果は、大きなスペクトルの変化は示されなかった。
【００５９】
加熱処理前後での変色は、実施例のスペクトル変化から、加熱処理前はインジケータ化合物とアクセプター分子とが互いに離れた分離積層型で存在していることに対し、加熱処理によりインジケータ化合物の水素結合が切断され、アクセプター分子が組織の内部へと侵入することで、交互積層型へと変化し、強い変色反応を示すと推測される。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のインジケータ化合物は、ニトロ基含有化合物を含む爆発物、排出ガス及び汚染水の検査、調査及び確認に用いられ、また、患者の治療の際に、心臓病患者の狭心症治療薬などの医薬品の服用の有無の検査及び確認に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明を適用するインジケータ化合物にニトロ基含有のアクセプター分子を添加した実施例の紫外可視分光光度スペクトルを示す図である。
【図２】本発明を適用するインジケータ化合物にニトロ基非含有のアクセプター分子を添加した比較例の紫外可視分光光度スペクトルを示す図である。
【図３】本発明を適用するインジケータ化合物にニトロ基含有のアクセプター分子を添加した実施例の円二色性スペクトルを示す図である。
【図４】本発明を適用するインジケータ化合物にニトロ基非含有のアクセプター分子を添加した比較例の円二色性スペクトルを示す図である。
【図１】
2010126459.tif 000006
【図２】
2010126459.tif 000007
【図３】
2010126459.tif 000008
【図４】
2010126459.tif 000009