(57)【要約】【課題】水処理において簡便に使用することができ、かつ水銀イオンに対して高い選択性を備えた水銀イオン捕捉材、及びそれを用いた水処理の方法を提供すること。【解決手段】側鎖の末端に下記一般式（１）で表される構造を備え、水と接触することにより質量増加をするポリマーからなる水銀イオン捕捉材を用いる。2017006832.tif 000056（上記一般式（１）中、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立に、上記一般式（２）で表される一価の基であり、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立に、鎖中に酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基である。上記一般式（２）中、Ａで表される環構造は、５員環から８員環の環構造であり、半円で表した環の部分構造に含まれる原子から延びる化学結合により上記一般式（１）におけるＬ１又はＬ２に結合する。）【選択図】図４
2017006832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側鎖の末端に下記一般式（１）で表される構造を備え、水と接触することにより質量増加をするポリマーからなる、水銀イオン捕捉材。
【化１】
2017006832.tif 000044
（上記一般式（１）中、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立に、下記一般式（２）で表される一価の基であり、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立に、鎖中に酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基である。）
【化２】
2017006832.tif 000045
（上記一般式（２）中、Ａで表される環構造は、５員環から８員環の環構造であり、半円で表した環の部分構造に含まれる原子から延びる化学結合により上記一般式（１）におけるＬ１又はＬ２に結合する。）
【請求項２】
上記一般式（２）で表される一価の基が下記一般式（３）又は（４）で表される、請求項１記載の水銀イオン捕捉材。
【化３】
2017006832.tif 000046
（上記一般式（３）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。上記一般式（４）中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。）
【請求項３】
前記一般式（１）で表される構造が下記一般式（５）、（６）又は（７）で表される、請求項１又は２記載の水銀イオン捕捉材。
【化４】
2017006832.tif 000047
（上記一般式（５）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数である。上記一般式（６）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数である。上記一般式（７）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。）
【請求項４】
前記ポリマーは、主鎖がポリスチレン骨格からなるポリスチレンビーズであり、ポリスチレン骨格のフェニル基から延びた側鎖の始点から前記一般式（１）、（５）、（６）又は（７）で表される前記側鎖の末端までの間に、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基を備えたものである、請求項１〜３のいずれか１項記載の水銀イオン捕捉材。
【請求項５】
前記側鎖が下記一般式（８）、（９）又は（１０）で表される、請求項１〜４のいずれか１項記載の水銀イオン捕捉材。
【化５】
2017006832.tif 000048
（上記一般式（８）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、Ｌ５は、二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。上記一般式（９）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、Ｌ５は、二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。上記一般式（１０）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、Ｌ５は、二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。）
【請求項６】
前記側鎖が下記一般式（１１）、（１２）又は（１３）で表される、請求項１〜５のいずれか１項記載の水銀イオン捕捉材。
【化６】
2017006832.tif 000049
（上記一般式（１１）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。）
【化７】
2017006832.tif 000050
（上記一般式（１２）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。）
【化８】
2017006832.tif 000051
（上記一般式（１３）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。）
【請求項７】
側鎖中に１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基を含み、その末端にアミノ基を有するポリスチレンに、下記一般式（１４）で表される化合物を反応させる工程を備えた、水銀イオン捕捉材の製造方法。
【化９】
2017006832.tif 000052
（上記一般式（１４）中、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立に、下記一般式（２）で表される一価の基であり、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立に、鎖中に酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基であり、Ｌ３は、鎖中に酸素原子、窒素原子、硫黄原子、カルボニル基、又は−ＮＨＣ（＝Ｏ）−を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基である。）
【化１０】
2017006832.tif 000053
（上記一般式（２）中、Ａで表される環構造は、５員環から８員環の環構造であり、半円で表した環の部分構造に含まれる原子から延びる化学結合により上記一般式（１）におけるＬ１又はＬ２に結合する。）
【請求項８】
前記一般式（２）で表される一価の基が下記一般式（３）又は（４）で表される、請求項７記載の水銀イオン捕捉材の製造方法。
【化１１】
2017006832.tif 000054
（上記一般式（３）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。上記一般式（４）中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。）
【請求項９】
前記一般式（１４）で表される化合物が下記一般式（１５）、（１６）又は（１７）で表される、請求項７又は８記載の水銀イオン捕捉材の製造方法。
【化１２】
2017006832.tif 000055
（上記一般式（１５）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基である。上記一般式（１６）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基である。上記一般式（１７）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基である。）
【請求項１０】
前記一般式（１４）、（１５）、（１６）又は（１７）におけるＥが、ペンタクロロフェノキシ基である、請求項７〜９のいずれか１項記載の水銀イオン捕捉材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか１項記載の水銀イオン捕捉材を容器に充填し、水銀イオンを含み、処理対象となる水を前記容器に通過させることを特徴とする、処理対象の水から水銀イオンを除去する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水銀イオン捕捉材及びその製造方法、並びにその捕捉材を用いて処理対象の水から水銀イオンを除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水銀は非常に毒性の強い金属の一つである。溶液中の水銀化合物は、食物連鎖を経て体内に蓄積し、蓄積濃度が２０〜３０ｐｐｍ以上になると、知覚障害や運動障害といった中毒症状がみられるようになる。そのため、水銀による環境汚染を防止し、人の健康の保護及び生活環境の保全を図るため、環境関連法制度に基づく様々な対策がある。例えば、排水中における水銀化合物の量は厳しく規制されている。その一方で、水銀は、人類の活動によらずとも自然界にも一定量が存在し、その多くが火山活動から生まれてくるとされている。地中のマグマに含まれる水銀が火山活動によって地上に噴出し、硫黄と反応して硫化水銀を形成する。また、地殻活動によって気化した水銀蒸気は石炭層にもしみ込み、石炭にも水銀が含まれる。したがって、石炭を燃焼させるとそこに含まれる水銀が気化し、排煙と一緒に大気中に排出される。このように水銀による環境汚染は続いているので、水銀イオン（Ｈｇ（ＩＩ）イオン）を検出したり除去したりする技術の開発は、環境のモニターや保全に役立つといえる。
【０００３】
昨今、水銀イオンを結合することのできる種々の高分子化合物が開発され、市販されている。このような高分子化合物の一例として、キレート樹脂であるダイヤイオン（登録商標）ＣＲやイオン交換樹脂であるＤＯＷＥＸ（登録商標）等がある。これらの金属イオン結合性高分子は、水銀イオンと強く結合するが、同時に他の金属イオンとも結合し、水銀イオンに対する選択性が低い。
【０００４】
このような状況の中、近年、本発明者らによってＤＮＡの二本鎖中のチミン−チミン（Ｔ−Ｔ）塩基対に水銀イオンが選択的に結合し、二個のチミン塩基が水銀により架橋された構造（Ｔ−Ｈｇ−Ｔ）となることが見出されている（非特許文献１及び２を参照）。また、チミンはウラシルの５位がメチル基で置換された５−メチルウラシルであるが、この５位のメチル基を水素、ハロゲン、シアノ基等で置換したウラシル類もまた水銀イオンを結合し得ることも本発明者らによって報告されている（非特許文献３）。さらに、こうした選択性を利用し、ピレンのようなエキシマー形成可能な蛍光性基を鎖中に含んだ特定配列の一本鎖ＤＮＡによる水銀イオンの蛍光センサーが提案されている（特許文献１を参照）。この蛍光センサーに含まれるチミンが水銀により分子間架橋（Ｔ−Ｈｇ−Ｔ）されると、架橋された蛍光センサー分子に含まれる蛍光性基同士が互いに接近してエキシマー発光を示すので、そのエキシマー発光の強度により水銀イオンを選択的に検出することができるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１０２５０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Yoko Miyake et al., J. Am. Chem. Soc., 128, 2172-2173 (2006).
【非特許文献２】Yoshiyuki Tanaka et al., J. Am. Chem. Soc., 129, 244-245 (2007).
【非特許文献３】Itaru Okamoto et al., Angew. Chem. Int. Ed., 48, 1648-1651(2009).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、チミンやウラシルのような核酸塩基が水銀イオンに対して高い選択性をもって結合することを利用し、水銀イオンに対して高い選択性を備えたセンサーが提案されてはいるが、例えば、水処理においてイオン交換樹脂のように簡便に利用することができ、かつ水銀イオンに対して高い選択性を備えた水銀イオンの捕捉材は未だ提案されていない。
【０００８】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、水処理において簡便に使用することができ、かつ水銀イオンに対して高い選択性を備えた水銀イオン捕捉材、及びそれを用いた水処理の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】
【０００９】
本発明者らは、以上の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、二本に分岐した鎖構造の末端にチミンやウラシル又はその類縁体を持つ部分構造を側鎖の末端に備え、かつ水に対して十分な親和性を備えたポリマーを用いることにより上記の課題が解決されることを見出した。本発明は、以上の知見により完成されたものであり、以下のようなものを提供する。
【００１０】
（１）本発明は、側鎖の末端に下記一般式（１）で表される構造を備え、水と接触することにより質量増加をするポリマーからなる、水銀イオン捕捉材である。
【化１】
2017006832.tif 000003
（上記一般式（１）中、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立に、下記一般式（２）で表される一価の基であり、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立に、鎖中に酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基である。）
【化２】
2017006832.tif 000004
（上記一般式（２）中、Ａで表される環構造は、５員環から８員環の環構造であり、半円で表した環の部分構造に含まれる原子から延びる化学結合により上記一般式（１）におけるＬ１又はＬ２に結合する。）
【００１１】
（２）また本発明は、上記一般式（２）で表される一価の基が下記一般式（３）又は（４）で表される、（１）項記載の水銀イオン捕捉材である。
【化３】
2017006832.tif 000005
（上記一般式（３）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。上記一般式（４）中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。）
【００１２】
（３）また本発明は、上記一般式（１）で表される構造が下記一般式（５）、（６）又は（７）で表される、（１）項又は（２）項記載の水銀イオン捕捉材である。
【化４】
2017006832.tif 000006
（上記一般式（５）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数である。上記一般式（６）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数である。上記一般式（７）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。）
【００１３】
（４）また本発明は、上記ポリマーが、主鎖がポリスチレン骨格からなるポリスチレンビーズであり、ポリスチレン骨格のフェニル基から延びた側鎖の始点から上記一般式（１）、（５）、（６）又は（７）で表される前記側鎖の末端までの間に、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基を備えたものである、（１）項〜（３）項のいずれか１項記載の水銀イオン捕捉材である。
【００１４】
（５）また本発明は、上記側鎖が下記一般式（８）、（９）又は（１０）で表される、（１）項〜（４）項のいずれか１項記載の水銀イオン捕捉材である。
【化５】
2017006832.tif 000007
（上記一般式（８）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、Ｌ５は、二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。上記一般式（９）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、Ｌ５は、二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。上記一般式（１０）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、Ｌ５は、二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。）
【００１５】
（６）また本発明は、上記側鎖が下記一般式（１１）、（１２）又は（１３）で表される、（１）項〜（５）項のいずれか１項記載の水銀イオン捕捉材である。
【化６】
2017006832.tif 000008
（上記一般式（１１）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。）
【化７】
2017006832.tif 000009
（上記一般式（１２）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。）
【化８】
2017006832.tif 000010
（上記一般式（１３）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。）
【００１６】
（７）また本発明は、側鎖中に１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基を含み、その末端にアミノ基を有するポリスチレンに、下記一般式（１４）で表される化合物を反応させる工程を備えた、水銀イオン捕捉材の製造方法でもある。
【化９】
2017006832.tif 000011
（上記一般式（１４）中、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立に、下記一般式（２）で表される一価の基であり、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立に、鎖中に酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基であり、Ｌ３は、鎖中に酸素原子、窒素原子、硫黄原子、カルボニル基、又は−ＮＨＣ（＝Ｏ）−を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基である。）
【化１０】
2017006832.tif 000012
（上記一般式（２）中、Ａで表される環構造は、５員環から８員環の環構造であり、半円で表した環の部分構造に含まれる原子から延びる化学結合により上記一般式（１）におけるＬ１又はＬ２に結合する。）
【００１７】
（８）また本発明は、上記一般式（２）で表される一価の基が下記一般式（３）又は（４）で表される、（７）項記載の水銀イオン捕捉材の製造方法である。
【化１１】
2017006832.tif 000013
（上記一般式（３）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。上記一般式（４）中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。）
【００１８】
（９）また本発明は、上記一般式（１４）で表される化合物が下記一般式（１５）、（１６）又は（１７）で表される、（７）項又は（８）項記載の水銀イオン捕捉材の製造方法である。
【化１２】
2017006832.tif 000014
（上記一般式（１５）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基である。上記一般式（１６）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基である。上記一般式（１７）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基である。）
【００１９】
（１０）また本発明は、上記一般式（１４）、（１５）、（１６）又は（１７）におけるＥが、ペンタクロロフェノキシ基である、（７）項〜（９）項のいずれか１項記載の水銀イオン捕捉材の製造方法である。
【００２０】
（１１）また本発明は、（１）項〜（６）項のいずれか１項記載の水銀イオン捕捉材を容器に充填し、水銀イオンを含み、処理対象となる水を上記容器に通過させることを特徴とする、処理対象の水から水銀イオンを除去する方法でもある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、水処理において簡便に使用することができ、かつ水銀イオンに対して高い選択性を備えた水銀イオン捕捉材、及びそれを用いた水処理の方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実験例１において、水銀イオンの添加量を増加させた際の化合物２０の蛍光スペクトルの変化を示したものであり、（ａ）は、水銀イオンの添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、水銀イオンの添加量を変化させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【図２】図２は、実験例２にて比較例２のポリマーを用いた場合において、上澄み液の添加量を増加させた際の化合物２０の蛍光スペクトルの変化を示したものであり、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【図３】図３は、実験例２にて比較例１のポリマーを用いた場合において、上澄み液の添加量を増加させた際の化合物２０の蛍光スペクトルの変化を示したものであり、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【図４】図４は、実験例２にて実施例１のポリマーを用いた場合において、上澄み液の添加量を増加させた際の化合物２０の蛍光スペクトルの変化を示したものであり、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【図５】図５は、実験例３にて比較例２のポリマーを用いた場合において、上澄み液の添加量を増加させた際の化合物２０の蛍光スペクトルの変化を示したものであり、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【図６】図６は、実験例３にて実施例１のポリマーを用いた場合において、上澄み液の添加量を増加させた際の化合物２０の蛍光スペクトルの変化を示したものであり、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【図７】図７は、実験例４にて比較例２のポリマーを用いた場合において、上澄み液の添加量を増加させた際の化合物２０の蛍光スペクトルの変化を示したものであり、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【図８】図８は、実験例４にて実施例１のポリマーを用いた場合において、上澄み液の添加量を増加させた際の化合物２０の蛍光スペクトルの変化を示したものであり、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【図９】図９は、実験例４にて実施例１のポリマーを用い、そのポリマーの量を図８のときよりも増加させた場合において、上澄み液の添加量を増加させた際の化合物２０の蛍光スペクトルの変化を示したものであり、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の水銀イオン捕捉材の一実施形態、水銀イオン捕捉材の製造方法の一実施態様、及び処理対象の水から水銀イオンを除去する方法の一実施態様をそれぞれ説明する。なお、本発明は、以下の実施形態又は実施態様に限定されるものではなく、本発明の範囲において適宜変更を加えて実施することができる。
【００２４】
＜水銀イオン捕捉材＞
まずは、本発明に係る水銀イオン捕捉材の一実施形態について説明する。本発明に係る水銀イオン捕捉材は、側鎖の末端に下記一般式（１）で表される構造を備え、水と接触することにより質量増加をするポリマーからなる、水銀イオン捕捉材である。
【化１３】
2017006832.tif 000015
（上記一般式（１）中、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立に、下記一般式（２）で表される一価の基であり、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立に、鎖中に酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基である。）
【化１４】
2017006832.tif 000016
（上記一般式（２）中、Ａで表される環構造は、５員環から８員環の環構造であり、半円で表した環の部分構造に含まれる原子から延びる化学結合により上記一般式（１）におけるＬ１又はＬ２に結合する。）
【００２５】
既に述べたように、二分子のチミン−チミン（Ｔ−Ｔ）ペアが存在すると、この塩基対に水銀イオンが選択的に結合し、下記式に示すように、この水銀により二個のチミン塩基が架橋された構造（Ｔ−Ｈｇ−Ｔ）が形成される。この架橋反応は、金属イオンが水銀イオンである場合に特異的に生じるものであり、他の金属イオンではこのような化学反応は生じない。
【００２６】
【化１５】
2017006832.tif 000017
【００２７】
また、チミンの５位に存在するメチル基が水素原子であるウラシルでも、下記化学式に示すように、水銀イオンに対して同様の反応性を示すことが知られている。そして、同様の化学反応は、ウラシルの５位がメチル基のようなアルキル基である場合だけでなく、ハロゲン、シアノ基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５（Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。）、シアノ基等であっても生じるとされる。
【００２８】
【化１６】
2017006832.tif 000018
【００２９】
さらに、ｔＲＮＡ等で観察される特殊な核酸塩基として知られるシュードウラシルも、下記化学式に示すように、水銀イオンに対して同様の反応性を示す。
【００３０】
【化１７】
2017006832.tif 000019
【００３１】
以上のことから理解できるように、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣ（＝Ｏ）−という部分構造を備えた二つの環状構造が、その部分構造を互いに対向可能なように配置されることにより水銀イオンに対して選択的に結合する能力を獲得するということができる。それゆえ、本願発明の水銀イオン捕捉材は、側鎖の末端に上記一般式（１）で表される構造を備えたポリマーからなる。上記一般式（１）では、二股に分岐した後に結合基であるＬ１及びＬ２を介して、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣ（＝Ｏ）−という部分構造を備えた一般式（２）で表される二つの環状基Ｒａ及びＲｂがそれぞれ結合されている。これら二つの環状基が存在することにより、水銀イオンを選択的に補足することが可能になる。
【００３２】
上記のように、一般式（１）におけるＬ１及びＬ２は、それぞれ独立に、鎖中に酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基である。つまり、Ｌ１及びＬ２は、水銀イオンを結合させるためのＲａ及びＲｂを上記のような対向可能に配置させることができるために、柔軟な鎖状構造であることが望ましい。より好ましくは、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立に、酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数３〜８で原子数４〜８の２価の鎖状基であることが好ましく、炭素数３〜６で原子数５〜７の２価の基であることがより好ましい。
【００３３】
上記一般式（２）で表される一価の環状基は、Ａで表される５員環から８員環の環構造を備える。この環構造Ａには、上記のように、水銀イオンを結合させるための−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣ（＝Ｏ）−という構造が含まれ、それ以外の部分（環構造Ａのうち半円で示した部分）を構成する原子については、特に限定されないが、置換基を備えてもよい炭素原子又は窒素原子が好ましく挙げられる。そして、環構造Ａのうち半円で示した部分に含まれるいずれかの原子からは、上記一般式（２）に示すように、Ｌ１又はＬ２に結合するための結合子となる化学結合が延びている。なお、ここでいう化学結合とは、単結合、二重結合等、原子と原子とを結合させる何らかの結合であればよい。
【００３４】
一般式（２）で表される一価の環状基としては、下記一般式（３）又は（４）で表される基を好ましく挙げられる。下記一般式（３）で表される基は、ウラシル若しくはチミン、又はその類縁体である。下記一般式（４）で表される基は、シュードウラシル又はその類縁体である。これらの基が水銀イオンを選択的に結合できることは、既に述べた通りである。
【００３５】
【化１８】
2017006832.tif 000020
【００３６】
上記一般式（３）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。また、上記一般式（４）中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。つまり、上記一般式（３）及び（４）において、特に重要なのは−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣ（＝Ｏ）−という構造であり、環に含まれる他の原子には各種の置換基が結合していてもよい。
【００３７】
上記一般式（１）で表される構造として、より具体的には、下記一般式（５）、（６）又は（７）で表されるものを好ましく例示できる。下記一般式（５）、（６）又は（７）で表される構造においては、グリセリンに含まれる二つの水酸基を用いて二股に分岐する鎖状基を形成させている。後述するが、このような構造は、アセトンをグリセリンでアセタール化した化合物である市販の２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノールから好ましく形成させることができる。
【００３８】
【化１９】
2017006832.tif 000021
【００３９】
上記一般式（５）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数である。ｍ及びｎは、互いに同一であっても異なってもよい。ｍ及びｎは、それぞれ独立に２〜７の整数であることが好ましく、それぞれ独立に４〜６の整数であることがより好ましく、いずれも５であることがさらに好ましい。
【００４０】
上記一般式（６）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数である。ｐ及びｑは、互いに同一であっても異なってもよい。ｐ及びｑは、それぞれ独立に２〜７の整数であることが好ましく、それぞれ独立に４〜６の整数であることがより好ましく、いずれも５であることがさらに好ましい。
【００４１】
上記一般式（７）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。
【００４２】
本発明の水銀イオン捕捉材は、側鎖の末端にこれまで説明した構造（一般式（１）等に関連する構造）を備えたポリマーである。この構造は、上記の通り、ポリマーの側鎖において水銀イオンを補足するという重要な機能を果たすためのものであるが、さらに、ポリマー自身にも重要な要件がある。それは、ポリマーの親水性である。ポリマーの側鎖に水銀イオンを補足するための上記構造を備えていたとしても、ポリマー自身が親水性を備えていないと、この構造が水銀イオンを含んだ被処理水に接触することができず十分な水銀イオンの捕捉性能を発現することはできない。ここでいう、ポリマーの親水性とは、ポリマーが水に対する濡れ性を備えることを意味する。なお、上記一般式（１）で表される構造は、上記のように一般式（５）、（６）、（７）等で表すこともできるが、これらの構造を総括して「一般式（１）等」という表現を用いるものとする。
【００４３】
そこで、本発明の水銀イオン捕捉材となるポリマーは、水と接触することにより質量増加をするポリマーが選択される。これは、水に対して膨潤性を備えたポリマーであることを意味する。このことはポリマーが水に対して十分な親和性を備え、水に対する十分な濡れ性を備えることの証でもある。他に、水に対する濡れ性を備えることの証としては、例えば、ポリマーを水中に投入した際にポリマーの表面に空気の層が形成されないことも挙げられる。例えば、ポリマーがビーズ状をしている場合には、水に対する濡れ性が不足していると、そのポリマーはその表面に空気が多く付着して水に浮いたり、光散乱により不透明に見えたりするようになる。一方、ビーズ状のポリマーが水に対する十分な濡れ性を備えている場合には、ポリマー表面には空気が付着せず水に沈み、空気が付着することによる光散乱もないので透明に見える。そのため、ポリマーがビーズ状である場合には、水中に投入したときに沈むものを選択すれば上記の条件を満たすことができる。
【００４４】
水銀イオン捕捉材となるポリマーは、側鎖に上記一般式（１）等で表される構造を備えればよく、そのようなポリマーは、上記一般式（１）等に相当する構造のＲａ及びＲｂ側とは反対側の末端に重合性基（このような例としてエチレン性の不飽和結合を備えた基等が挙げられる。）を備えた化合物を重合して得ることもできるし、既にポリマーとなっている化合物に対し修飾を行って、上記一般式（１）等で表される構造を側鎖として導入してもよい。後者の場合、側鎖への化学修飾を行うための足掛かりとなる置換基を備えたポリスチレンビーズが市販されているので、それを用いるのが簡便である。
【００４５】
そのようなポリスチレンビーズでは、主鎖であるポリスチレンのフェニル基に上記のような足掛かりとなる置換基が導入されている。足掛かりとなる置換基としては、アミノ基等各種のものが挙げられるが、本発明においては、アフィニティーカラムクロマトグラフィー用として水への親和性を考慮した修飾のされた置換基を備えたポリスチレンビーズが好ましく例示される。このような置換基を備えたポリスチレンビーズは、水に対する親和性が高く、水と接触することにより膨潤し質量増加を示す。こうしたポリスチレンビーズの一例として、Ｒａｐｐ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ＧｍｂＨ製のＴｅｎｔａＧｅｌ  Ｓ−ＮＨ２を好ましく挙げることができる。このポリスチレンビーズは、ポリスチレン骨格のフェニル基にポリエチレングリコール鎖を含んだ側鎖が結合され、さらにその側鎖の末端にアミノエチレンオキシ基（ＮＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）を備えるので、末端に存在するアミノ基を足掛かりに所望の基を導入することができる。このアミノ基を足掛かりとして上記一般式（１）等の構造を導入した場合、導入された上記一般式（１）等の構造が側鎖の末端となり、ポリスチレン骨格のフェニル基から延びた側鎖の始点から上記一般式（１）等で表される末端までの間に、ポリエチレングリコール鎖を含んだ二価の鎖状基を備えることになる。このポリエチレングリコール鎖の存在により、ポリマーは、その親水性が著しく向上し、水に対する膨潤性を示すようになる。
【００４６】
なお、エチレングリコール鎖自体にも親水性があるので、ポリスチレン骨格のフェニル基から延びた側鎖の始点から上記一般式（１）等で表される末端までの間に、１のエチレングリコール鎖（−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）又はそれが２以上繰り返された構造を含むものであれば親水性を示すことが期待される。こうした構造には、エチレングリコールが重合したポリエチレングリコール鎖、それよりも重合度の小さなオリゴエチレングリコール鎖、又は重合していないエチレングリコール鎖が含まれる。以下の説明では、これらをまとめて「ポリエチレングリコール鎖等」と呼ぶ。また、本発明においてポリスチレンの側鎖とは、ポリスチレン骨格のフェニル基に結合された基を意味するものとする。
【００４７】
本発明では、ポリスチレン骨格のフェニル基から延びた側鎖の始点から上記一般式（１）等で表される末端までの間に、ポリエチレングリコール鎖等（上記のように、これには、ポリエチレングリコール鎖、オリゴエチレングリコール鎖、又は重合していないエチレングリコール鎖が含まれる。）が含まれるのが好ましい。つまり、ポリスチレン骨格のフェニル基から延びた側鎖の始点から上記一般式（１）等で表される末端までの間に、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基が含まれるのが好ましい。１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基とは、その基の少なくとも部分構造として上記のポリエチレングリコール鎖等を含む二価の基という意味である。上記のポリエチレングリコール鎖等は、Ｘを正の整数として−Ｏ−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｘ−の一般式で表される。本発明におけるポリエチレングリコール鎖等としては、左式におけるＸが１以上の整数のものであればよく、左式におけるＸが２以上の整数のものであることが好ましい。このような部分構造を側鎖として備えたポリスチレンは、例えば上記のＲａｐｐ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ＧｍｂＨ社からＴｅｎｔａＧｅｌシリーズとして入手可能であり、これらは水に対して膨潤性を示すなど高い親水性を備えること特徴とする。
【００４８】
このようにポリエチレングリコール鎖等が側鎖に含まれ、かつその末端にアミノ基を備えたポリスチレンビーズに対して上記一般式（５）、（６）又は（７）で表される構造を導入すると、一例として、下記一般式（８）、（９）又は（１０）のような側鎖を有するポリスチレンビーズが得られる。このポリスチレンビーズからなる水銀イオン捕捉材は、水と接触することにより質量増加、すなわち膨潤を示し、水銀イオンに対して高い親和性と選択性を備えたものになる。
【００４９】
【化２０】
2017006832.tif 000022
【００５０】
上記一般式（８）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基である。Ｌ５は、二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。なお、二価の鎖状基の途中には、酸素原子が分枝するカルボニル基、水素原子が分枝するアミノ基、種々の原子や原子団が分枝する２級、３級又は４級の炭素原子、等が含まれてもよい。
【００５１】
上記一般式（９）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、Ｌ５は、二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。なお、二価の鎖状基の途中には、酸素原子が分枝するカルボニル基、水素原子が分枝するアミノ基、種々の原子や原子団が分枝する２級、３級又は４級の炭素原子、等が含まれてもよい。
【００５２】
上記一般式（１０）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、Ｌ５は、二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。なお、二価の鎖状基の途中には、酸素原子が分枝するカルボニル基、水素原子が分枝するアミノ基、種々の原子や原子団が分枝する２級、３級又は４級の炭素原子、等が含まれてもよい。
【００５３】
上記一般式（８）、（９）又は（１０）で表される側鎖のさらに具体的な例として、下記一般式（１１）、（１２）又は（１３）で表される側鎖を挙げることができる。これらの側鎖は、上記Ｒａｐｐ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ＧｍｂＨ製のＴｅｎｔａＧｅｌ  Ｓ−ＮＨ２に対して上記一般式（５）、（６）又は（７）で表される末端構造を導入した場合のものである。
【００５４】
【化２１】
2017006832.tif 000023
【００５５】
上記一般式（１１）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。ｍ及びｎは、互いに同一であっても異なってもよい。ｍ及びｎは、それぞれ独立に２〜７の整数であることが好ましく、それぞれ独立に４〜６の整数であることがより好ましく、いずれも５であることがさらに好ましい。
【００５６】
【化２２】
2017006832.tif 000024
【００５７】
上記一般式（１２）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。ｐ及びｑは、互いに同一であっても異なってもよい。ｐ及びｑは、それぞれ独立に２〜７の整数であることが好ましく、それぞれ独立に４〜６の整数であることがより好ましく、いずれも５であることがさらに好ましい。
【００５８】
【化２３】
2017006832.tif 000025
【００５９】
上記一般式（１３）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｌ４は、１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造を含む二価の鎖状基であり、鉤括弧を付した末端のＰｈは、ポリスチレン骨格のフェニル基を意味する。
【００６０】
＜水銀イオン捕捉材の製造方法＞
次に、本発明の水銀イオン捕捉材の製造方法について説明する。この製造方法は、側鎖中に１のエチレングリコール鎖又はそれが２以上繰り返された構造（すなわちポリエチレングリコール鎖等）を含む二価の鎖状基を含み、その末端にアミノ基を有するポリスチレンに、上記一般式（１）等で表される構造を導入するものである。具体的には、例えば上記Ｒａｐｐ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ＧｍｂＨ製のＴｅｎｔａＧｅｌ  Ｓ−ＮＨ２のように、側鎖中にポリエチレングリコール鎖等を含み、その末端にアミノ基を備えたポリスチレンに対して、下記一般式（９）で表される化合物を反応させる工程を備えるものである。この製造方法により得られたポリマーは、側鎖にポリエチレングリコール鎖等を備えるので高い親水性を備えたものになる。
【００６１】
【化２４】
2017006832.tif 000026
【００６２】
上記一般式（１４）中、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立に、下記一般式（２）で表される一価の基であり、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立に、鎖中に酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基であり、Ｌ３は、鎖中に酸素原子、窒素原子、硫黄原子、カルボニル基、又は−ＮＨＣ（＝Ｏ）−を含んでもよい炭素数１〜１０の２価の鎖状基であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基である。
【００６３】
【化２５】
2017006832.tif 000027
【００６４】
上記一般式（２）中、Ａで表される環構造は、５員環から８員環の環構造であり、半円で表した環の部分構造に含まれる原子から延びる化学結合により上記一般式（１）におけるＬ１又はＬ２に結合する。この環構造については、水銀イオン捕捉材に関する上記説明で述べたものと同じであるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００６５】
上記一般式（１４）で表される化合物は、既に説明した上記一般式（１）におけるＲａ及びＲｂとは反対側の末端に結合基であるＬ３と、カルボニル基を介してそれに結合した脱離基Ｅを備えたものである。つまり、一般式（１４）で表される化合物と、アミノ基を側鎖の末端に備えたポリスチレンとを適切な条件で反応させると、そのアミノ基による求核置換反応により、一般式（１４）で表される化合物のカルボニル基にアミノ基が結合し、脱離基Ｅが脱離する。その結果、ポリスチレンの側鎖の末端に、上記一般式（１）等で表される構造が導入される。なお、上記一般式（１４）におけるＬ１及びＬ２については、水銀イオン捕捉材に関する上記説明で述べたものと同じであるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００６６】
脱離基Ｅとしては、一般の求核置換反応で脱離基として用いられる各種の基から選択され、一例としてハロゲン、トシル基、トリフル基、メシル基、ペンタクロロフェノキシ基（パークロロフェノキシ基とも呼ばれる。）等が挙げられる。これらの中でもペンタクロロフェノキシ基が好ましく挙げられる。
【００６７】
上記一般式（２）で表される一価の基は、下記一般式（３）又は（４）で表されるものであることが好ましい。これについては、水銀イオン捕捉材に関する上記説明で述べたものと同じであるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００６８】
【化２６】
2017006832.tif 000028
【００６９】
上記一般式（３）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。上記一般式（４）中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基である。
【００７０】
また、上記一般式（１４）で表される化合物としては、下記一般式（１５）、（１６）又は（１７）を好ましく例示できる。側鎖中にポリエチレングリコール鎖等を含み、その末端にアミノ基を有するポリスチレンと下記一般式（１５）、（１６）又は（１７）で表される化合物とを反応させると、上記一般式（８）、（９）又は（１０）、より具体的な例としては上記一般式（１１）、（１２）又は（１３）に相当する構造の側鎖がポリスチレン骨格に導入される。
【００７１】
【化２７】
2017006832.tif 000029
【００７２】
上記一般式（１５）中、２つのＲ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは、２〜１０の整数であり、ｍは、２〜１０の整数であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基であり、既に説明したものと同様である。ｍ及びｎは、それぞれ独立に２〜７の整数であることが好ましく、それぞれ独立に４〜６の整数であることがより好ましく、いずれも５であることがさらに好ましい。
【００７３】
上記一般式（１６）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、ｐは、２〜１０の整数であり、ｑは、２〜１０の整数であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基であり、既に説明したものと同様である。ｐ及びｑは、それぞれ独立に２〜７の整数であることが好ましく、それぞれ独立に４〜６の整数であることがより好ましく、いずれも５であることがさらに好ましい。
【００７４】
上記一般式（１７）中、２つのＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、２つのＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル基、アシル基、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−Ｒ５、又はシアノ基であり、Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｅは、求核置換反応における脱離基となる基である。
【００７５】
次に、上記一般式（１４）の化合物の一例となる化合物の合成方法について説明する。下記の合成経路は、Ｒａ及びＲｂとしてチミンを選択し、脱離基Ｅとしてペンタクロロフェニル基を選択した場合のものであるが、その他の選択を行った場合でも概ね同様の経路で合成することができる。なお、下記の合成経路において各化合物に付された化合物番号は、上記一般式に付された（１）〜（１７）の番号とは無関係である。また、下記の合成経路において各化合物に付された化合物番号は、後述の実施例における化合物番号に対応する。また、下記の合成経路において、「Ｂｎ」とはベンジル基を、「Ｂｚ」とはベンゾイル基を、「ＤＢＵ」とは１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセンを、「ｔＢｕ」とはｔｅｒｔ−ブチル基を、「ＤＭＦ」とはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを、「Ｅｔ」とはエチル基をそれぞれ意味する。このことは、後述の実施例でも同様である。
【００７６】
【化２８】
2017006832.tif 000030
【００７７】
上記の合成経路では、市販の２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール４及びチミン１を出発原料とし、複数のステップで上記一般式（１４）に相当する化合物１３が得られる。このようにして得られた化合物１３を、側鎖中にポリエチレングリコール鎖等を含み、その末端にアミノ基を有するポリスチレンビーズとＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中で反応させることで、本発明の水銀イオン捕捉材が得られる。
【００７８】
＜処理対象の水から水銀イオンを除去する方法＞
上記の水銀イオン捕捉材を容器に充填し、水銀イオンを含み、処理対象となる水を当該容器に通過させることを特徴とする、処理対象の水から水銀イオンを除去する方法も本発明の一つである。
【００７９】
既に説明したように、本発明の水銀イオン捕捉材は、高い選択性で水中から水銀イオンを捕捉することができる。そのため、水銀イオンを含む処理対象水から水銀イオンを取り除く際に好ましく用いられる。具体的には、容器の中に本発明の水銀イオン捕捉材を充填し、その容器中へ処理対象水を通過させればよい。このような用途においては、ポリスチレンビーズの側鎖の末端に上記一般式（１）で表される構造を備えた水銀イオン捕捉材が、取り扱い性の面で好ましく用いられる。
【実施例】
【００８０】
以下、実施例を示すことにより本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例において各化合物に付された化合物番号（括弧無しの番号）は、本明細書及び本願の特許請求の範囲にて一般式に付された（１）〜（１４）の番号（括弧有りの番号）とは無関係である。
【００８１】
［合成例１］上記一般式（９）に相当する化合物の合成
・４−（（ベンジロキシ）メチル）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン  ５の合成
【化２９】
2017006832.tif 000031
【００８２】
市販の２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−１−メタノール  ４（６．０ｍｍｏｌ、４９ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）３０ｍＬに溶解させ、アルゴン雰囲気下、氷浴上で撹拌しながら水素化ナトリウム（２．３２ｇ、５９ｍｍｏｌ）、及びベンジルブロミド（５．８ｍＬ、４９ｍｍｏｌ）を加えた。その後、室温に戻し、４時間撹拌した。溶液にエタノール（６．０ｍＬ）を加え溶媒を減圧下で留去し、残渣をクロロホルムに溶解させ、水で１回、飽和塩化ナトリウム水溶液で１回洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過し、溶媒を減圧下で留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（シリカゲルＣ−６０、ヘキサン：酢酸エチル＝１００：０で溶出）で精製し、黄色液状物質（７．２８ｇ、３２．１ｍｍｏｌ、収率６７％）として目的物を得た。
得られた化合物５の各物性値は、以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）δ（ｐｐｍ）：１．３０（ｓ，３Ｈ，ＣＨ３），１．３５（ｄ，３Ｈ，Ｊ＝０．５Ｈｚ，ＣＨ３），３．５２−３．４４（ｍ，２Ｈ，ＣＨ２ＯＢｎ），３．６７−４．０２（ｍ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨＣＨ２ＯＢｎ），４．２２−４．２７（ｍ，１Ｈ，ＣＨＣＨ２Ｂｎ），４．５２（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｐｈ），７．２７−７．３６（ｍ，５Ｈ，Ｐｈ）
【００８３】
・３−ベンジロキシプロパン−１，２−ジオール  ６の合成
【化３０】
2017006832.tif 000032
【００８４】
化合物５（７．０２ｇ、３１．６ｍｍｏｌ）に６０％酢酸水溶液（９０ｍＬ）を加え、６５℃で２時間撹拌した。溶媒を減圧下で留去し、トルエンで２回共沸除去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（Ｃ−６０，ＣＨＣｌ３：メタノール＝９０：１０で溶出）で精製し、淡黄色油状物質（５．６５ｇ、３１．０ｍｍｏｌ、収率９８％）として目的物を得た。
得られた化合物６の各物性値は、以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）δ（ｐｐｍ）：３．４０−３．５３（ｍ，４Ｈ，ＣＨ２ＣＨＣＨ２ＯＢｎ，ＨＯＣＨ），３．７１−３．７６（ｍ，１Ｈ，ＣＨＣＨ２ＯＢｎ），４．５０−４．５３（ｔ，３Ｈ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，ＣＨ２ＣＨＣＨ２ＯＣＨ２），４．６４−４．７８（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝３４．８Ｈｚ，ＨＯＣＨ２），７．２５−７．３５（ｍ，５Ｈ，Ｐｈ）
【００８５】
・（（２，３−ビス（（５−ブロモペンチル）オキシ）プロポキシ）メチル）ベンゼン  ７の合成
【化３１】
2017006832.tif 000033
【００８６】
化合物６（９９０ｍｇ、３４．５ｍｍｏｌ）をピリジンで３回共沸脱水し、トルエンでピリジンを３回共沸除去した。残渣をアルゴン雰囲気下でＤＭＦ（１０ｍＬ）に溶解させ、氷浴上で撹拌しながら水素化ナトリウム（７１０ｍｇ、１６ｍｍｏｌ）を加えた後に、１，５−ジブロモペンタン（７ｍＬ、５４ｍｍｏｌ）を加えた。反応溶液を室温に戻して撹拌し、一晩反応させた。その後、ｐＨ７のリン酸バッファー（１０ｍＭ、５ｍＬ）を加え、残渣をクロロホルムに溶解させ、水で２回、飽和塩化ナトリウム水溶液で１回洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過し、溶媒を減圧下で留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（シリカゲルＣ−６０，ヘキサン：酢酸エチル＝９５：５で溶出）で精製し、淡黄色液体物質（９２６ｍｇ、１．９３ｍｍｏｌ、収率３５％）として目的物を得た。
得られた化合物７の各物性値は、以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）δ（ｐｐｍ）：１．３９−１．５０（ｍ，８Ｈ，ＢｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２），１．７６−１．８１（ｍ，４Ｈ，ＢｒＣＨ２ＣＨ２），３．３１−３．５４（ｍ，１３Ｈ，ＢｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２），４．４８（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｐｈ），７．２６−７．３４（ｍ，５Ｈ，Ｐｈ）
【００８７】
・Ｎ３−ベンジルチミン  ３の合成
【化３２】
2017006832.tif 000034
【００８８】
市販のチミン  １（５．００ｇ、４０ｍｍｏｌ）をピリジンで４回共沸脱水し、アルゴン雰囲気下でアセトニトリルに溶解させ、ピリジン（１６ｍＬ）及び塩化ベンゾイル（２３ｍＬ、２００ｍｍｏｌ）を加えて室温で撹拌し、一晩反応させた。２０．５時間後に再び塩化ベンゾイル（９．１ｍＬ、８０ｍｍｏｌ）を加え、１．５時間撹拌した。溶媒を減圧下で留去し、残渣をクロロホルムに溶解させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で２回、飽和塩化ナトリウム水溶液で１回洗浄した。有機層を減圧下で留去し、１，４−ジオキサン（８０ｍＬ）及び炭酸カリウム水溶液（０．５Ｍ、４０ｍＬ）を加え、室温で４時間撹拌した。反応溶液に酢酸を加え、ｐＨを４以下にした。溶媒を減圧下で留去し、残渣に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（１００ｍＬ）を加え、１時間撹拌した。析出した白色固体を吸引濾過後、冷水及び冷エタノールで洗浄し、風乾後真空乾燥し、白色粉末（７．４６ｇ、３２．４ｍｍｏｌ、収率８１％）として目的物を得た。
得られた化合物３の各物性値は、以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）δ（ｐｐｍ）：１．８０（ｓ，３Ｈ，ＣＨ３），７．５２（ｓ，１Ｈ，６−Ｈ），７．５７−７．６１（ｍ，２Ｈ，Ｈ−Ｂｚ），７．７５−７．７８（ｍ，１Ｈ，Ｈ−Ｂｚ），７．９１−７．９３（ｍ，２Ｈ，Ｈ−Ｂｚ），１１．４（ｓ，１Ｈ，ＮＨ）
【００８９】
・１，１’−（（（３−（ベンジロキシ）プロパン−１，２−ジイル）ビス（オキシ））ビス（ペンタン−５，１−ジイル））ビス（３−ベンゾイル−５−メチルピリミジン−２，４（１Ｈ，３Ｈ）ジオン  ８の合成
【化３３】
2017006832.tif 000035
【００９０】
化合物３（４５８ｍｇ、２ｍｍｏｌ）をピリジンで３回共沸脱水後、ピリジンをトルエンで３回共沸除去した。残渣をアルゴン雰囲気下でアセトニトリル（８ｍＬ）に溶解させ、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン（ＤＢＵ）（４５０μＬ）、及び化合物７（４７５ｍｇ、１．０ｍｍｏｌ）を加え室温で３日間撹拌した。溶媒を減圧下で留去し、残渣をクロロホルムに溶解させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で２回、飽和塩化ナトリウム水溶液で１回洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過し溶媒を減圧下で留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（シリカゲルＣ−６０、ヘキサン：酢酸エチル＝３０：７０で溶出）で精製し、淡黄色油状物質（４０１ｍｇ、０．５１５ｍｍｏｌ、収率５２％）として目的物を得た。
得られた化合物８の各物性値は、以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）δ（ｐｐｍ）：１．２６−１．３２（ｍ，４Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２），１．４４−１．５１（ｍ，４Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２），１．５８−１．６４（ｍ，４Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２），１．８１−１．８２（ｍ，６Ｈ，ＣＨ３），３．３４−３．６７（ｍ，１３Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２），４．４５（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｐｈ），７．２９−７．９２（ｍ，１７Ｈ，６−Ｈ，Ｐｈ）
【００９１】
・１，１’−（（（３−ヒドロキシプロパン−１，２−ジイル）ビス（オキシ）ビス（ペンタン−５，１−ジイル）ビス（３−ベンゾイル−５−メチルピリミジン−２，４（１Ｈ，３Ｈ）−ジオン）  ９の合成
【化３４】
2017006832.tif 000036
【００９２】
化合物８（８５０ｍｇ、１．１ｍｍｏｌ）を酢酸エチル（１０ｍＬ）に溶解させ、１０％Ｐｄ／Ｃ存在下で水素添加を行い、４時間撹拌した。反応溶液を濾過し、溶媒を減圧下で留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（シリカゲルＣ−６０、クロロホルム：メタノール＝９９：１−９８：２で溶出）で精製し、白色泡状物質（５１０ｍｇ、０．７６ｍｍｏｌ、収率６９％）として目的物を得た。
得られた化合物９の各物性値は、以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）δ（ｐｐｍ）：１．２４−１．３１（ｍ，４Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２），１．４６−１．５２（ｍ，４Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２），１．６２−１．６４（ｔ，４Ｈ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，ＮＣＨ２ＣＨ２），１．８３（ｓ，６Ｈ，ＣＨ３），３．３４−３．６７（ｍ，１３Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２），４．５３（ｓ，１Ｈ，ＯＨ），７．４５−７．９２（ｍ，１２Ｈ，６−Ｈ，Ｐｈ）
ＨＲＭＳ（ＥＳＩ−ＭＳ）ｍ／ｚ：［Ｍ＋Ｎａ＋］Ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ３７Ｈ４４Ｎ４ＯＮａ＋：７１１．３１，Ｆｏｕｎｄ：７１１．３０
【００９３】
・ｔｅｒｔ−ブチル−２−（２，３−ビス（（５−（３−ベンゾイル−５−メチル−２，４−ジオキソ−３，４−ジヒドロピリミジン−１（２Ｈ）−イル）ペンチル）オキシ）プロポキシ）アセテート  １２の合成
【化３５】
2017006832.tif 000037
【００９４】
化合物９（２００ｍｇ、０．３０ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（３ｍＬ）に溶解させ、アルゴン雰囲気下、氷浴上で撹拌しながら水素化ナトリウム（７４ｍｇ、１．５ｍｍｏｌ）を加えた後、２−ブロモ酢酸−ｔｅｒｔ−ブチル（２２０μＬ、１．５ｍｍｏｌ）を加え室温に戻しながら３０分間撹拌した。反応溶液に酢酸エチルを加え、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で２回、飽和塩化ナトリウム水溶液で１回洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過し、溶媒を減圧下で留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（シリカゲルＣ−６０、ヘキサン：酢酸エチル＝０：１００で溶出）で精製し、白色泡状物質（１６１ｍｇ、０．２０ｍｍｏｌ、収率６７％）として目的物を得た。
得られた化合物１２の各物性値は、以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）δ（ｐｐｍ）：１．２４−１．３５（ｍ，４Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２），１．３５−１．４０（ｍ，９Ｈ，Ｃ（ＣＨ３）３），１．４４−１．５１（ｍ，４Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２），１．６０−１．６４（ｍ，４Ｈ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，ＮＣＨ２ＣＨ２），１．８３（ｓ，６Ｈ，ＣＨ３），３．３３−３．７０（ｍ，１３Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２），４．０１−４．０５（ｍ，３Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２ＯＣＨ２），７．５８−７．９２（ｍ，１２Ｈ，６−Ｈ，Ｐｈ）
ＨＲＭＳ（ＥＳＩ−ＭＳ）ｍ／ｚ：［Ｍ＋Ｎａ＋］Ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ４３Ｈ５４Ｎ４Ｏ３Ｎａ＋：８２５．４０，Ｆｏｕｎｄ：８２５．３７
【００９５】
／２−（２，３−ビス（（５−（５−メチル−２，４−ジオキソ−３，４−ジヒドロピリミジン−１（２Ｈ）−イル）ペンチル）オキシ）プロポキシ）酢酸  １１の合成
【化３６】
2017006832.tif 000038
【００９６】
化合物１２（２００ｍｇ、０．２５ｍｍｏｌ）をトリエチルシラン（１２０μＬ、０．７５ｍｍｏｌ）及びジクロロメタン（７５０μＬ）に溶解させ、アルゴン雰囲気下、氷浴上で撹拌しながらトリフルオロ酢酸（１．５ｍＬ）を加え、室温に戻しながら１８時間反応させた。溶媒を減圧下で留去し、トルエンで３回共沸除去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（Ｃ−６０、クロロホルム：メタノール＝９６：４−９４：６で溶出）で精製し、白色泡状固体（１２０ｍｇ、０．２２２ｍｍｏｌ、収率８９％）として目的物を得た。
得られた化合物１１の各物性値は、以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）δ（ｐｐｍ）：１．２２−１．３４（ｍ，４Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２），１．４４−１．６２（ｍ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２），１．７３（ｓ，６Ｈ，ＣＨ３），３．３３−３．６６（ｍ，１３Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２），７．５１（ｓ，２Ｈ，６−Ｈ），１１．１８（ｓ，２Ｈ，ＮＨ），１２．６５（ｓ，１Ｈ，ＣＯＯＨ）
【００９７】
・パークロロフェニル−２−（２，３−ビス（（５−（５−メチル−２，４−ジオキソ−３，４−ジヒドロピリミジン−１（２Ｈ）−イル）ペンチル）オキシ）プロポキシ）アセテート  １３の合成
【化３７】
2017006832.tif 000039
【００９８】
化合物１１（９８ｍｇ、０．１５ｍｍｏｌ）をピリジンで３回共沸脱水した。残渣をアルゴン雰囲気下でＤＭＦ（１０ｍＬ）に溶解させ、室温で撹拌しながらペンタクロロフェノール（５１ｍｇ、０．１９ｍｍｏｌ）及びＮ，Ｎ−ジイソプロピルカルボジイミド（３４μＬ、０．２２ｍｍｏｌ）を加えて、１．５時間反応させた。残渣を酢酸エチルに溶解させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で１回、飽和塩化ナトリウム水溶液で２回洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過し、溶媒を減圧下で留去した。褐色泡状物質（９９ｍｇ、０．１０ｍｍｏｌ、収率６７％）として目的物を得た。
得られた化合物１３の各物性値は、以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）δ（ｐｐｍ）：１．２２−１．６２（ｍ，１２Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２），１．７２（ｓ．６Ｈ，ＣＨ３），３．３４−３．６８（ｍ，１３Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２），４．６３−４．６６（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝１５Ｈｚ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２ＯＣＨ２），７．４６−７．５１（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝１２．５Ｈｚ，６−Ｈ），１１．１８（ｓ，２Ｈ，ＮＨ）
【００９９】
［合成例２］修飾ポリスチレン  １４の合成
【化３８】
2017006832.tif 000040
【０１００】
ビーズ状のアミノメチルポリスチレン（３．９４ｇ、ＮＨ２当量１０．６ｍｍｏｌ）を２Ｍ塩酸：メタノール＝１：１の混合溶液（１００ｍＬ）で洗浄し、水：メタノール＝１：１の混合溶液中でｐＨを７にした。次に、２Ｍ水酸化ナトリウム水溶液：メタノール＝１：１の混合溶液（１００ｍＬ）で洗浄し、水：メタノール＝１：１の混合溶液中でｐＨを７にした。その後、メタノールで洗浄し、活性化させた後、真空乾燥させた。活性化させたアミノメチルポリスチレン（３７ｍｇ、ＮＨ２当量０．１００ｍｍｏｌ）と化合物１３（１０１ｍｇ、０．１０１ｍｍｏｌ）をピリジンで３回共沸脱水した。残渣をアルゴン雰囲気下でＤＭＦ（２００μＬ）に溶解させ、５０℃で２日間撹拌した。その後、ポリスチレンを濾過し、メタノールで洗浄した。ポリスチレンを真空乾燥させ、目的物である褐色のポリスチレンビーズ１４（１０２ｍｇ）を得た。このポリスチレンビーズ１４を比較例１のポリマーとした。
【０１０１】
［合成例３］修飾ポリスチレン  １５の合成
【化３９】
2017006832.tif 000041
（上記化学反応式において、Ｌ５は、ポリエチレングリコール鎖を含んだ二価の基である。）
【０１０２】
Ｒａｐｐ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ＧｍｂＨ製のＴｅｎｔａＧｅｌ  Ｓ−ＮＨ２  １７（１．１ｇ、ＮＨ２当量０．２８ｍｍｏｌ；このポリマーは、側鎖中にポリエチレングリコール鎖を含み、その末端にアミノ基を有するポリスチレンのビーズである。）を酢酸：メタノール＝１：９の混合溶液（１００ｍＬ）で洗浄し、水中でｐＨを７にした。次に、アンモニア水：メタノール＝１：１の混合溶液（１００ｍＬ）で洗浄し、水：メタノール＝１：１の混合溶液中でｐＨを７にした。その後、メタノールで洗浄し、活性化した後、真空乾燥させた。活性させたＴｅｎｔａＧｅｌ  Ｓ−ＮＨ２（５００ｍｇ、ＮＨ２当量０．１２０ｍｍｏｌ）と化合物１３（１２０ｍｇ、０．１２１ｍｍｏｌ）をピリジンで４回共沸脱水した。残渣をアルゴン雰囲気下でＤＭＦ（８００μＬ）に溶解させ、５０℃で２６時間撹拌した。その後、ポリスチレンを濾過し、メタノールで洗浄した。これを真空乾燥させ、目的物である淡黄色のポリスチレンビーズ１５（４７７ｍｇ）を得た。このポリスチレンビーズを実施例１のポリマーとした。
【０１０３】
［合成例４］修飾ポリスチレン  １６の合成
合成例２で用いたビーズ状のアミノメチルポリスチレンを原料とし、化合物１３に代えて塩化アセチルを用いたこと以外は合成例２と同様の手順で、ポリスチレンのアミノ基がアセチル化されたポリスチレンビーズ１６を得た。このポリスチレンビーズを比較例２のポリマーとした。
【０１０４】
［合成例５］水銀イオンセンサーの合成
・蛍光部位としてピレンを有するデオキシシチジンアナログアミダイド１９の合成
【化４０】
2017006832.tif 000042
【０１０５】
市販の２’−デオキシウリジン１８を出発原料として、特開２０１０−２１０２５０の図１に記載されているのと同様の手順で、蛍光部位としてピレンを有するデオキシシチジンアナログアミダイド１９を合成した。なお、上記の化合物１９においてＤＭＴｒとの記載は、（４，４’−ジメトキシフェニル）メチル基を意味する。
【０１０６】
・水銀イオン蛍光センサーとなるオリゴヌクレオチド２０の合成
化合物１９及び各種デオキシリボヌクレオシドのアミダイドを用い、ＤＮＡ自動合成機を用いたホスホロアミダイド法による固相合成法により、下記に示す配列を備えたオリゴデオキシヌクレオチドを合成した。この合成では通常のＤＮＡ自動合成のプロトコルを用いた。オリゴヌクレオチドの合成は、５’−末端のＤＭＴｒ基を結合した状態で終了させ、その後、濃アンモニア水中、５５℃で８時間処理することでオリゴデオキシヌクレオチドの樹脂からの切り出しと塩基部及びリン酸部の脱保護を行った。次いで精製を行い、オリゴヌクレオチド２０（化合物２０と呼ぶ。）を得た。なお、下記に示す配列において、「Ｐ」とは化合物１９のアミダイドを用いて結合させた、ピレンを有するデオキシシチジンアナログを意味する。
【０１０７】
合成したオリゴデオキシヌクレオチド２０（化合物２０）の配列
５’−ＰＴＣ  ＣＴＴ  ＴＣＴ  ＴＣＣ  ＣＣＴ  ＴＧＴ  ＴＴＧ  ＧＡＰ−３’
【０１０８】
化合物２０は、水銀イオンと結合するチミン（Ｔ）塩基を５組備え、水銀イオンの存在下で下記模式図に示すようなヘアピン構造を形成することで両端に結合している一組のピレンが互いに接近する。すると、これら一組のピレンがエキシマー発光を示すようになるので、このエキシマー発光の程度を観察することで水銀イオンの存在量を調べることが可能になる。なお、ピレンモノマーの蛍光波長は４００ｎｍ付近にあるのに対して、ピレンエキシマーの蛍光波長は５００ｎｍ付近である。
【０１０９】
【化４１】
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【０１１０】
［実験例１］水銀イオンセンサーとしての化合物２０の評価
１０ｍＭのＭＯＰＳ（３−モルホリノプロパンスルホン酸）緩衝液（ｐＨ７．０）を含んだ１００ｍＭの過塩素酸ナトリウムバッファーに２μＭの濃度になるように化合物２０を溶解させた。この溶液に対して０μＭ〜１３μＭの水銀イオン（Ｈｇ（ＣｌＯ４）２）を加え、３４０ｎｍの励起光による蛍光スペクトルを観察した。その結果を図１に示す。図１において、（ａ）は、水銀イオンの添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、水銀イオンの添加量を変化させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。図１に示すように、水銀イオンの添加量１０μＭまで増加するにつれて、ピレンエキシマーの蛍光強度が増大するのが観察され、化合物２０は高感度な水銀イオンセンサーとして使用可能であることが示された。
【０１１１】
［実験例２］水銀イオン結合性の評価１
水銀イオンを含む溶液に実施例１、比較例１又は比較例２のポリマーを加えて撹拌し、その上澄み液に含まれる水銀イオンの量を化合物２０により調べることで、それぞれのポリマーの水銀イオン除去性能を評価した。具体的には、１０ｍＭのＭＯＰＳ緩衝液（ｐＨ７．０）を含んだ１００ｍＭの過塩素酸ナトリウムバッファーの２．４ｍＬ中に１．２μｍｏｌの水銀イオンを含む溶液（つまり０．５ｍＭとなる溶液）を調製し、これに、実施例１のポリマー（水銀イオン結合ユニット導入量として１．２μｍｏｌとなる量）、比較例１のポリマー（水銀イオン結合ユニット導入量として６．０μｍｏｌとなる量）、又は比較例２のポリマー（アセチル基導入量として６．０μｍｏｌとなる量）を添加して撹拌して上澄み液を採取した。つまり、実施例１のポリマーでは水銀イオン当量の水銀ユニット結合ユニットの添加量としたのに対して、比較例１及び２のポリマーでは水銀イオンの５倍量となる水銀イオン結合ユニットの添加量として実験を行った。一方、実験例１で調製したのと同じ濃度を有する化合物２０の水溶液を調製し、この溶液（２ｍＬ）に対して、採取した上澄み液を４μＬずつ加えて、その都度、蛍光スペクトルを測定した。そして、この蛍光スペクトルの変化をもとに、採取した上澄み液中に含まれる水銀イオンの量を推定した。その結果を図２（比較例２のポリマー）、図３（比較例１のポリマー）及び図４（実施例１のポリマー）にそれぞれ示す。なお、図２〜図４において、図１のときと同様に、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【０１１２】
比較例２のポリマー（図２）は、アセチル基で修飾されたポリスチレンで水銀イオン捕捉能は無いので、これをコントロールとして実施例１（図４）及び比較例１（図３）を比較した。その結果、実施例１では、上澄み液の添加に対する４８５ｎｍにおける蛍光の増加の程度がコントロール（比較例２）に比べて著しく小さかったのに対して、比較例１では、上澄み液の添加に対する４８５ｎｍにおける蛍光の増加の程度がコントロール（比較例２）と殆ど変わらない結果となった。特に比較例１では、実施例１に対して水銀イオン結合ユニットの量を５倍としていたが、殆ど水銀イオンを捕捉しない結果となった。このことから、側鎖中にポリエチレングリコール鎖等を含み、水に対して高い親和性を備えたポリマーを用いることが有用であることが理解される。
【０１１３】
［実験例３］水銀イオン結合性の評価２
上記実験例２では、０．５ｍＭの水銀イオン溶液を用いて評価を行ったが、水銀イオンの濃度をさらに薄くしたときでも同様に水銀イオンを捕捉できるかどうかを確認した。この実験では、水銀イオンの濃度を０．０１ｍＭとし、用いる溶液の量を１２ｍＬ（水銀イオンの量は０．１２μｍｏｌである。）とした。この水銀イオン溶液に対して、１０当量（１．２μｍｏｌ）の水銀イオン結合ユニット量となる量の実施例１のポリマーを添加し、コントロールとして比較例２のポリマーを用い、実験例２と同様の手法で実験を行った。その結果を図５（比較例２のポリマー）及び図６（実施例１のポリマー）に示す。なお、図５及び図６において、図１のときと同様に、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。図５及び図６の対比から理解されるように、水銀イオンの濃度が希薄となった場合でも実施例１のポリマーは水銀イオンを捕捉可能であることがわかる。
【０１１４】
［実験例４］他の重金属イオンの影響評価
次に、水銀イオン以外の重金属イオンを含む場合でも、水銀イオンを捕捉することができるかどうかを評価した。１０ｍＭのＭＯＰＳ緩衝液（ｐＨ７．０）を含んだ１００ｍＭの過塩素酸ナトリウムバッファーに、Ｈｇ（ＩＩ）イオン、Ｃｕ（ＩＩ）イオン、Ｃｄ（ＩＩ）イオン、Ｐｂ（ＩＩ）イオン、Ｚｎ（ＩＩ）イオン、Ｎｉ（ＩＩ）イオン、Ｍｎ（ＩＩ）イオン及びＣｏ（ＩＩ）イオンをそれぞれのイオン濃度が０．０５ｍＭとなるように添加した。この混合金属イオン溶液を２ｍＬ（水銀イオンをはじめ、各金属イオンが０．１μｍｏｌずつ含まれる。）用い、実施例１のポリマー（０．６μｍｏｌの水銀イオン結合ユニット量とした。つまり水銀イオンに対して６当量である。）及びコントロールとして比較例２のポリマーを用いて、実験例２と同様の手法で実験を行った。図７に比較例２のポリマー（コントロール）を用いた結果を、図８に実施例１のポリマーを用いた結果をそれぞれ示す。なお、図７及び図８において、図１のときと同様に、（ａ）は、上澄み液の添加に伴う蛍光スペクトルの変化を示した図であり、（ｂ）は、上澄み液の添加量を増加させた際の４８５ｎｍにおける蛍光強度の変化をプロットした図である。
【０１１５】
図７（コントロール）に比べて図８（実施例１のポリマー）では、上澄み液中の水銀イオンの量が減少しており、実施例１のポリマーは、他の重金属イオンの存在下であっても選択的に水銀イオンを捕捉することが示された。さらに、実施例１のポリマーの量を１２当量に増加させたところ、図９に示すように、上澄み液中の水銀イオンが殆ど消失する結果となった。
【０１１６】
以上のことから、本発明の水銀イオン捕捉材が、水処理において簡便に使用することができ、かつ水銀イオンに対して高い選択性を備えることが示された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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