(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（Ｉ）
0004223555.tif 000091
（式中、
Ｉはイオノホア（ionophore）の１価残基であり、
Ｆは発蛍光団（fluorophore）の１価残基であり、
Ｇは官能基であり、
Ｔは３価有機基であり、そして
Ｒ01、Ｒ02およびＲ03は各々互いに独立して直接結合または架橋基である）
で示され、そして以下の式で示されるフルオロイオノホア（fluoroionophore）である化合物：
0004223555.tif 000092
【請求項２】
請求項１記載の式（Ｉ）で示され、そして以下の式で示されるフルオロイオノホアである化合物：
0004223555.tif 000093
【請求項３】
請求項１記載の式（Ｉ）で示され、そして以下の式で示されるフルオロイオノホアである化合物：
0004223555.tif 000094
【請求項４】
（ａ）無機または有機担体材料および（ｂ）官能基Ｇにより直接または架橋基を介してそこに結合している請求項１〜３のいずれかに記載のフルオロイオノホアである化合物を含む組成物。
【請求項５】
担体材料が、共有結合されたフルオロイオノホアである化合物を有するモノマーを含むポリマーである有機担体材料である、請求項４記載の組成物。
【請求項６】
担体材料が、表面にフルオロイオノホアである化合物が共有結合された微細分割無機または有機担体材料である、請求項４記載の組成物。
【請求項７】
担体材料に共有結合されたフルオロイオノホアである化合物の量が、担体材料に基づいて０．０００１〜９９重量％である、請求項５記載の組成物。
【請求項８】
（ａ）請求項１〜３のいずれかに記載のフルオロイオノホアである化合物単独、または（ｂ）それに加えて少なくとも１種のコモノマー、もしくは（ｃ）更にそれに加えて当該化合物または／およびコモノマーに対する溶媒を含む、組成物。
【請求項９】
ナトリウムまたはカリウムイオン測定用光センサーにおける活性層形成用の請求項４〜８のいずれか記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
この発明は、直接的または架橋基により３価有機基に共有結合された発蛍光団、イオノホアおよび官能基を含むモノマー性フルオロイオノホア（fluoroionophore）、上記モノマー性フルオロイオノホアのホモおよびコポリマー、モノマー性フルオロイオノホアおよびそのポリマーの製造方法、溶媒およびモノマー性フルオロイオノホアのホモまたはコポリマーを含むコーティング組成物、支持体およびモノマー性フルオロイオノホアのホモまたはコポリマーの層から成る被覆材料、特に活性層に固定化されたフルオロイオノホアを含む水溶液中におけるイオン、極性物質または親油性物質の測定用センサー、上記センサーを用いた特に水溶液中におけるイオン、極性物質または親油性物質の定性的または定量的測定の蛍光光学的方法、および蛍光光学センサーにおける活性層としての上記モノマー性フルオロイオノホアのホモまたはコポリマーの用途に関するものである。
イオンの光学的測定については、近年ますます重要性が増しており、イオンの存在または濃度は例えば適当な染料の吸収または蛍光の変化により測定される。オプトロード（optrode）とも呼ばれるセンサーは、一般に透過性支持材料および活性層により構成される。活性層は、イオンの適度な拡散および活性成分の適度な溶解度の達成を目的として通常透過性疎水ポリマーおよび親油性可塑剤を含む。活性成分は、イオンに関する複合体形成剤としての特異的イオノホア、電気的中性を維持するための対イオン、および環境における化学変化または物理変化の結果として測定可能な光学的シグナルを発する指標物質である。多くの上記光学センサーが不利な点は、例えばそれらの応答時間が長すぎ、安定性が不十分であり、ｐＨ−依存的であり、活性成分が流失されているため、それらの有効寿命が短すぎるかまたは使用中にそれらを再検定しなければらならいことである。
イオノホアおよび発蛍光団を共有結合していわゆるフルオロイオノホアを形成させることにより、応答時間は短縮され得る。上記フルオロイオノホアは、ＷＯ８９／００９９７およびＵＳ４３６７０７２により公知である。しかしながら、それらのフルオロイオノホアを用いる場合でも、洗い流されるという問題点は完全には克服され得ない。
「ジャーナル・オブ・マテル・ケム」４（１）、（１９９４）、１４５−１５１頁で、ペレス−ヒメネスらは、アミドまたはエステル結合を介してカリクス［４］アレンに共有結合された４個のアントラセン単位を含む２種の新規フルオロイオノホアについて報告している。不利な蛍光クエンチング効果は、分子中で４個のアントラセン単位が密接に隣接している結果として生じ得る。
ショートリードらは、「アナリティカル・ケミストリー」（１９９６）、６８、１４１４−１４１８頁で、イオノホアに結合されたビニル基を含み、アクリルアミド中での光重合により光ファイバーの遠位末端で固定化されたカルシウム感受性フルオロイオノホアについて報告している。流失はその方法により阻止される。しかしながら、イオノホアはモノマーを構築するのに２個の官能基を含まなければならず、イオン親和力は上記構造変化により実質的に低減化され得るため、可能な選択は実質的に制限される。
単官能化イオノホアおよび発蛍光団は、直接的または架橋基により三官能基に共有結合され得、次いでポリマー形成または無機または有機材料に結合され得ることが見いだされた。驚くべきことに、発蛍光団およびイオノホア間の相互作用によるイオンの複合体形成の結果、さらに蛍光の測定可能な変化がもたらされ、従って実質的にｐＨとは関係の無い測定が可能であるため、固定化材料はイオンの蛍光検出にさらに適している。その結果、体液（例えば血液、尿、血清）、天然水、廃水または化学反応プロセスからの液体混合物における直接的イオン分析が可能であり、その場合、不利な点、例えばセンサーの活性成分の流失は回避され、驚くべきことに反復使用した場合でも、長い使用期間および高度の測定精度も達成される。
さらにこの考え方には、３価基に共有結合されるビルディングブロック（発蛍光団、イオノホアおよび官能基）のモジュール構築が包含されており、合成における多大な単純化が示され、個々のビルディングブロックを相互変換し得ることから生じる高度の可変性および変動範囲が可能となる。さらに、ビルディングブロックの選択、架橋基の性質および長さおよび固定化に使用されるベース材料の性質により意図された特定目的への最適化が可能である。
この発明は、第一に式（Ｉ）
0004223555.tif 000002
（式中、
Ｉはイオノホアの１価残基であり、
Ｆは発蛍光団の１価残基であり、
Ｇは官能基であり、
Ｔは３価有機基であり、そして
Ｒ01、Ｒ02およびＲ03は各々互いに独立して直接結合または架橋基である）
で示される化合物に関するものである。
好ましくは、Ｒ01、Ｒ02およびＲ03は各々互いに独立して架橋基である。
イオノホアは、開鎖または環状炭素鎖に複数のほぼ交互の高電子ヘテロ原子、例えばＳ、Ｎおよび特にＯを含み、測定されるイオンに対し選択的に複合体を形成させ得る天然または合成有機化合物であり得る。上記イオノホアは、例えばＵＳ−Ａ−４６４５７４４に記載されている。
式（Ｉ）におけるＩが誘導される１価イオノホアは、オリゴエーテル、ポリエーテル、オリゴエステル、ポリエステル、オリゴアミドまたはポリアミド構造を有する物質であり得る。上記の適当な物質の例は、クラウンエーテル類、コロナンデン類、クリプタンデン類、カリキサレン類、ポダンデンまたはその誘導体、同じく環状ペプチド類、例えばバリノマイシンまたはノナクチン、ペプチド類、例えばグラミシジン、および測定されるイオンの存在下イオンを結合するためそれらの２次、３次または４次構造を変えるペプチド類であり得る。また、エステル架橋により結合されたテトラヒドロフラン含有マクロライド類、および生物系において輸送を調節し得る類似物質、または環状オリゴ糖、例えばシクロデキストリンまたはシクロファンを使用することも可能である。
官能基Ｇは、カルボキシまたはスルホン酸、カルボキシまたはスルホン酸ハライド、カルボキシまたはスルホン酸アミド、カルボキシまたはスルホン酸エステル、チオール、アミン、ヒドロキシル、シアネート、イソシアネート、オキシム、アルデヒドまたはケトン基、または重合可能な基、例えばオレフィン系不飽和基であり得る。ハライドは、好ましくは塩化物または臭化物を示す。
官能基Ｇは、好ましくはヒドロキシル、チオール、イソシアネート、カルボキシル、カルボキシアミド、カルボキシハライド、カルボキシアルコキシまたはアミン基である。
官能基Ｇはまた重合可能な基であり得、その場合、好ましくは非置換またはＣ1−Ｃ4アルキルにより置換されたビニル基である。重合可能な基のさらに別の例は、ジオール、ジアミン、ジイソシアネート、ジカルボン酸、ジカルボン酸ジハライド、ジカルボン酸ジアミドおよびジカルボン酸ジエステル基である。
重合可能な基は、好ましくは架橋基Ｒ03により３価基Ｔに結合される。重合可能な基は、基−Ｏ−Ｒ8、−Ｓ−Ｒ8、−ＮＲ7Ｒ8、−ＮＲ7Ｃ（Ｏ）Ｒ8、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ8、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ8、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ7Ｒ8、−ＣＨ＝Ｎ−Ｏ−Ｒ8および−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＲ7Ｒ8（式中、Ｒ7はＨまたはＣ1−Ｃ4アルキルであり、Ｒ8は１〜１２個の炭素原子、好ましくは１〜４個の炭素原子を有するオレフィン基であり、それらの基は直接または架橋基Ｒ03、例えばＣ1−Ｃ20アルキレンを介して３価基Ｔに結合され得る）から選択され得る。それらの基は、好ましくは−ＮＲ7Ｃ（Ｏ）Ｒ8（式中、Ｒ7はＨであり、Ｒ8は好ましくは２〜２０個、特に２〜１２個、およびさらに特定すれば２〜６個の炭素原子を有するオレフィン基である）である。
Ｒ8は、好ましくは式（Ｖ）
−ＣＲ9＝ＣＨＲ10      （Ｖ）
（式中、
Ｒ9はＨまたはＣ1−Ｃ4アルキル、特にメチルであり、そして
Ｒ10はＨ、Ｃ1−Ｃ12アルキル、フェニルまたはベンジルである）
で示されるエチレン系不飽和有機基である。Ｒ9は好ましくはＨまたはメチルであり、Ｒ10は好ましくはＨである。
重合可能な基は、例えばエチレン系不飽和モノカルボン酸、アルコール、アミンまたはイソシアネート、例えばアリルアルコール、アリルアミン、アリルイソシアネート、クロトニルアルコール、アクリルまたはメタクリル酸から誘導され得る。
式Ｉにおける３価基Ｔは、開鎖または環状であり得、好ましくは少なくとも１個、特に少なくとも２個、および特に少なくとも３個の炭素原子を含む。この基は、基Ｃ、Ｏ、ＳおよびＮから選択された、３０個以下、好ましくは２０個以下、特に１６個以下およびさらに特定すれば１２個以下の原子を含み得る。基Ｔは、例えばＣ1−Ｃ4アルキルまたはＣ1−Ｃ4アルコキシにより置換され得る。
３価基は、例えばＣ1−Ｃ20−、特にＣ2−Ｃ1２−、さらに特定すればＣ2−Ｃ6−アルカントリイルであり得、直鎖または分枝状であり得、基Ｏ、ＳおよびＮから選択される１個またはそれ以上、好ましくは１〜３個のヘテロ原子により中断され得る。例としては、メタントリイル、１，１，１−エタントリイル、１，１，２−エタントリイル、１，２，３−、１，１，２−および１，１，３−プロパントリイル、１，２，３−、１，２，４−、２，２，３−、２，２，４−および１，１，４−ブタントリイル、１，２，３−、１，２，４−、１，２，５−、２，３，４−、２，３，５−および１，１，５−ペンチレン、１，２，３−、１，２，４−、１，２，５−、１，２，６−、１，３，５−、１，３，６−、２，４，６−、２，５，６−および１，１，６−ヘキサントリイル、ヘプタントリイル、オクタントリイル、ノナントリイル、デカントリイル、ウンデカントリイル、ドデカントリイル、テトラデカントリイル、ヘキサデカントリイル、オクタデカントリイル、−Ｎ［（ＣＨ2）−］2、−Ｎ［（ＣＨ2ＣＨ2）−］2、Ｎ［（ＣＨ2ＣＨ2）−］3、ＨＣ［（ＣＨ2ＣＨ2）−］3およびＣＨ3ＣＨ［（ＣＨ2ＣＨ2）−］3がある。
３価基は、例えば、環に３〜１２個、好ましくは３〜８個、特に４〜７個、さらに特定すれば５または６個の炭素原子を有する３価脂環式基、または環に３〜１２個、好ましくは３〜８個、特に４〜７個、さらに特定すれば５または６個の原子および基Ｏ、ＳおよびＮ、好ましくはＮから選択される１〜３個、好ましくは１または２個のヘテロ原子、特に１個のヘテロ原子を有する複素環脂肪族基であり得る。複素環脂肪族基は、好ましくは環に少なくとも２個の炭素原子、特に２〜１１個、さらに特定すれば環に３〜１０個の炭素原子を含む。例としては、シクロプロパントリイル、シクロブタントリイル、シクロペンチレン、１，２，３−、１，２，４−、１，３，５−および１，２，５−シクロヘキサントリイル、１，２，３−、１，２，４−、１，３，５−、１，２，５−、１，２，６−、１，３，６−および１，４，７−シクロヘプタントリイル、１，２，３−、１，２，４−、１，３，５−、１，２，５−、１，２，６−、１，３，６−、１，４，６−、１，２，７−、１，２，８−、１，３，８−、１，４，８−および１，４，７−シクロオクタントリイル、シクロノナントリイル、シクロデカントリイル、シクロウンデカントリイル、シクロドデカントリイル、アジリジントリイル、アゼチジントリイル、１，２，３−、１，２，４−、１，２，５−、２，３，４−および２，３，５−ピロリジン、１，３，４−Δ3−ピロリントリイル、１，２，３−、１，２，４−、１，３，５−、１，２，５−および２，３，５−ピペリジントリイル、および２，３，４−テトラヒドロフラントリイルがある。３価環状基は、環に二重結合を含み得る。それはまた、他の脂環式環（例えばビシクロヘキサントリイルまたはメチレンビスシクロヘキシルトリイル）に結合されるかまたは他の脂環式環（例えばデカリントリイル、ノボルナントリイル）に縮合され得る。
３価基は、例えば、環に６〜１８個、好ましくは６〜１４個、特に６〜１０個、およびさらに特定すれば６個の炭素原子を有する３価芳香族基、または環に全部で５〜１７個、好ましくは５〜１３個、特に５〜９個、およびさらに特定すれば５または６個の原子、および基Ｏ、ＳおよびＮ、好ましくはＮから選択される、１〜３個、特に１または２個のヘテロ原子、さらに特定すれば１個のヘテロ原子を有するヘテロ芳香族基であり得る。ヘテロ芳香族基は、特に環に少なくとも３個の炭素原子、さらに特定すれば環に４または５個の炭素原子を含む。３価芳香族基は、結合された芳香族基（例えばビフェニルトリチルまたはメチレンビスフェニルトリチル）または縮合芳香族基（例えばナフタレントリイル）であり得る。例としては、１，２，３−、１，２，４−および１，３，５−ベンゼントリイル、１，３，６−、１，３，７−、２，３，６−および２，３，７−ナフタレントリイル、２，３，４−、２，３，５−、２，３，６−および２，４，６−ピリジントリイル、１，２，３−、１，２，４−、１，２，５−、１，３，５−および１，３，４−ピロールトリイル、２，３，４−、２，３，５−および２，４，５−チオフェントリイル、２，３，４−、２，３，５−および２，４，５−フラントリイル、２，４，５−、２，４，６−および４，５，６−ピリミジントリイル、１，２，３−、１，２，４−、１，３，５−、１，３，６−および３，５，６−インドールトリイル、３，５，６−チオナフテントリイル、１，３，５−および１，３，４−ピラゾールトリイル、１，２，４−および１，２，５−イミダゾールトリイル、３，６，７−キノリントリイル、１，６，７−イソキノリントリイル、２，３，５−ピラジントリイル、３，４，５−ピリダジントリイルおよび２，８，９−プリントリイルがある。
式Ｉにおける３価基Ｔは、式ＩｂまたはＩｃ
＝Ｔ1−Ｒ04−      （Ｉｂ）、
−Ｔ2−Ｒ05＝      （Ｉｃ）
［式中、
Ｔ1は、脂環式、複素環脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族３価基であり、
Ｔ2は、脂環式、複素環脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族２価基であり、
Ｒ04は、１〜２０個の炭素原子を有する２価脂肪族基であり、そして
Ｒ05は、１〜２０個の炭素原子を有する３価脂肪族基である］
で示される基であり得る。
式Ｉにおける３価基Ｔに関する上記記載と同じ定義、優先性および実例となる具体例は、脂環式、複素環脂肪族、芳香族基としてＴ1およびＴ2に適用される。
脂肪族基としてのＲ04およびＲ05は、好ましくは２〜１２個、特に２〜８個、およびさらに特定すれば２〜４個の炭素原子を含む。脂肪族基は、直鎖または分枝状であり得る。
２価基Ｒ04の例としては、メチレン、エチレン、１，２−および１，３−プロピレン、１，１−および２，２−プロピリデン、１，２−、１，３−および１，４−ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、デシレン、ドデシレン、テトラデシレン、ヘキサデシレンおよびオクタデシレンがある。
３価基Ｒ05の例としては、メタントリイル、１，２，２−エタントリイル、１，２，３−および２，３，３−プロパントリイル、１，２，３−、１，２，４−、２，３，４−および１，４，４−ブタントリイルがある。
式Ｉで示される化合物における置換基Ｉ、ＦおよびＧの位置は本質的に自由選択的である。しかしながら、置換基ＩおよびＦについては、短い架橋基が存在する場合、蛍光を変化させるのに十分な分子内相互作用を達成するためには互いに近いのが有利である。その場合、１，１−、１，２−および１，３−位が好ましい。その場合における架橋基は、例えば２〜１０個、特に２〜６個およびさらに特定すれば２〜４個の原子の鎖長を有する。選択された架橋基がさらに長い場合、蛍光の変化は分子間相互作用によりもたらされ得、従ってその場合はまた、より大きなスペーシングが可能となるような位置、例えば１，４−、１，５−または１，６−位が選択され得る。他方、官能基Ｇの位置は、所望に応じて選択され得る。合成に伴う理由のため、基ＩおよびＦからより遠隔にある位置、例えば基ＩおよびＦの１，１−または１，２−位に対して４−、５−または６−位が好ましい。スペーシングは、別法としてまたは追加的に架橋基の鎖長により制御され得る。
３価基Ｔは、例えば、下式（３官能基はどの場合にも指示されている）のうちの１つで示される化合物から誘導される３価基であり得る。
0004223555.tif 000003
さらに特定すれば、式Ｉにおける３価基Ｔはリシンから誘導される。３価基の場合、ラセミ混合物または鏡像体が使用され得る。
架橋基Ｒ01、Ｒ02およびＲ03は、鎖中に基Ｃ、Ｏ、ＳおよびＮから選択される１〜３０原子、特に１〜２０原子、およびさらに特定すれば１〜１２原子を含み得る。架橋基は、好ましくはＯ、ＳおよびＮからの１個またはそれ以上のヘテロ原子および／または基−Ｃ（Ｏ）−により中断され得る炭化水素基である。同じ分子で発蛍光団およびイオノホア間の十分な分子内相互作用を行わせるため、短い架橋基Ｒ01およびＲ02、例えば鎖に１〜６個、好ましくは１〜４個の原子を有するものを選択するのが好都合であり得る。同じ理由のため、架橋基Ｒ01およびＲ02間の鎖長の差異は大きすぎるべきではなく、例えば、原子数１０個以下、および特に最大６個、さらに特定すれば最大４個とすべきである。しかしながら、シグナルの十分な変化はまた、架橋基が長い場合でも、異なる分子間での分子間相互作用が存在するために起こることがある。
架橋基Ｒ01は、式（IIａ）
−Ｘ1−（Ｒ3）r−Ｘ2−      （IIａ）
に対応し得、架橋基Ｒ02は、式（IIｂ）
−Ｘ3−（Ｒ4）s−Ｘ4−      （IIｂ）
に対応し得、そして架橋基Ｒ03は、式（IIｃ）
−Ｘ5−（Ｒ2）t−Ｘ7−      （IIｃ）
に対応し得、
ただし、式中、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ4、Ｘ5およびＸ7は、各々互いに独立して直接結合であるか、またはＸ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ4、Ｘ5およびＸ7は各々互いに独立して基−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ5−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、−ＳＯ2−Ｏ−、−Ｏ−ＳＯ2−、−Ｏ−ＳＯ2−Ｏ、−ＮＲ5−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＲ5−、−ＮＲ5−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＲ5−、−ＮＲ5−Ｃ（Ｏ）−ＮＲ5−、−ＮＲ5ＳＯ2−、−ＳＯ2−ＮＲ5−、−ＮＲ5−ＳＯ2−Ｏ−、−Ｏ−ＳＯ2ＮＲ5−および−ＮＲ5ＳＯ2−ＮＲ5−から選択され、
Ｒ5は、ＨまたはＣ1−Ｃ30アルキル、Ｃ5−またはＣ6−シクロアルキル、Ｃ5−またはＣ6−シクロアルキル−メチルまたは−エチル、フェニル、ベンジルまたは１−フェニルエチ−２−イルであり、
Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は各々互いに独立して２価架橋基であり、
ｒ、ｓおよびｔは、各々互いに独立して０または１であり、Ｘ1またはＸ3またはＸ5が上記基のうちの１つであるときｒ、ｓまたはｔは１であるものとする。
Ｒ5がアルキルであるとき、それは好ましくは１〜６個の炭素原子および特に１〜４個の炭素原子を有する。例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、ヘキシルおよびオクチルがある。Ｒ5がシクロアルキルであるとき、それは好ましくはシクロヘキシルであり、Ｒ5がシクロアルキルメチルであるとき、それは好ましくはシクロヘキシルメチルである。好ましい態様において、Ｒ5はＨまたはＣ1−Ｃ4アルキルである。
２価架橋基Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、好ましくは、各々互いに独立して好ましくは１〜３０個の炭素原子、さらに好ましくは１〜１８個の炭素原子、特に１〜１２個の炭素原子およびさらに特定すれば１〜８個の炭素原子を有し、非置換またはＣ1−Ｃ4アルキル、Ｃ1−Ｃ4アルコキシまたは＝Ｏによりモノまたはポリ置換されている炭化水素基である。炭化水素基はまた、基−Ｏ−、−Ｓ−および−ＮＲ5−（式中、Ｒ5は好ましくはＨまたはＣ1−Ｃ4アルキルである）から選択されるヘテロ原子により１回または複数回中断され得る。
２価架橋基Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々互いに独立して、例えばＣ1−Ｃ20アルキレン、好ましくはＣ2−Ｃ12アルキレン（これらは直鎖または分枝状であり得る）であり得る。例としては、メチレン、エチレン、１，２−および１，３−プロピレン、１，２−、１，３−および１，４−ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、オクチレン、ドデシレン、テトラデシレン、ヘキサデシレンおよびオクタデシレンがある。
２価架橋基Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々互いに独立して、例えば、２〜１２個、特に２〜６個、およびさらに特定すれば２〜４個のオキサアルキレン単位、および２〜４個、好ましくは２または３個の炭素原子をアルキレン基に有するポリオキサアルキレンであり得る。Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、特に２〜６個のオキサアルキレン単位を有するポリオキサエチレンまたはポリオキサプロピレンである。
２価架橋基Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々互いに独立して、例えば、Ｃ5−Ｃ12−、特にＣ5−Ｃ8−およびさらに特定すればＣ5−またはＣ6−シクロアルキレン、例えばシクロペンチレン、シクロヘキシレン、シクロオクチレンまたはシクロドデシレンであり得る。
２価架橋基Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、例えば、Ｃ5−Ｃ12−、特にＣ5−Ｃ8−およびさらに特定すればＣ5−またはＣ6−シクロアルキル−Ｃ1−Ｃ12−または好ましくは−Ｃ1−Ｃ4−アルキルであり得る。例としては、シクロペンチル−ＣnＨ2n−およびシクロヘキシル−ＣnＨ2n−（ただし、ｎは１〜４である）がある。−シクロヘキシル−ＣＨ2−が特に好ましい。
２価架橋基Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々互いに独立して、例えば、Ｃ5−Ｃ12−、特にＣ5−Ｃ8−およびさらに特定すればＣ5−またはＣ6−シクロアルキル−（Ｃ1−Ｃ12アルキル）2−または好ましくは−（Ｃ1−Ｃ4アルキル）2であり得る。例としては、シクロペンチル−（ＣnＨ2n−）2およびシクロヘキシル−（ＣnＨ2n−）2（ただし、ｎは１〜４である）がある。−ＣＨ2−シクロヘキシル−ＣＨ2−が特に好ましい。
２価架橋基Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々互いに独立して、例えば、Ｃ6−Ｃ14アリレン、特にＣ6−Ｃ10アリレン、例えばナフチレンまたはさらに特定すればフェニレンであり得る。
２価架橋基Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々互いに独立して、例えば、Ｃ7−Ｃ20アラルキレン、特にＣ7−Ｃ12アラルキレンであり得る。アリレン−ＣnＣ2n−（ただし、アリレンはナフチレンまたは特にフェニレンであり、ｎは１〜４である）が好ましい。例としては、ベンジレンおよびフェニルエチレンがある。
２価架橋基Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、各々互いに独立して、例えば、アリレン−（ＣnＨ2n−）2−（ただし、アリレンは好ましくはナフチレンまたは特にフェニレンであり、ｎは１〜４である）であり得る。例としては、キシリレン−および−フェニレン−（ＣＨ2ＣＨ2）2−がある。
好ましい具体例において、架橋基Ｒ01は、基−Ｏ−、ＮＨ、−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ、−Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−Ｏ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−Ｏ−、−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−Ｃ（Ｏ）ＣＨ2−Ｏ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）ＣＨ2−ＮＨ−、−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−Ｃ（Ｏ）ＣＨ2−ＮＨ−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−および−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−から選択される２価基である。
別の好ましい具体例において、架橋基Ｒ02は、基−Ｏ−、ＮＨ、−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ、−Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−Ｏ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−Ｏ−、−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−Ｃ（Ｏ）ＣＨ2−Ｏ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−ＮＨ−、−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−Ｃ（Ｏ）ＣＨ2−ＮＨ−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−および−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−から選択される２価基である。−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）および−Ｃ（Ｏ）−ＮＨが、特に好ましい。
別の好ましい態様において、架橋基Ｒ03は、２〜２０個、好ましくは４〜２０個の炭素原子を有する開鎖脂肪族基の群から選択される２価基であって、中断されていないか、または−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−および−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−から選択される１個またはそれ以上の原子または基により中断されている。例としてはＣ2−Ｃ20アルキレンがあり、中断されていないか１個またはそれ以上の−Ｏ−原子により中断されている。−Ｏ−により中断されているアルキレンは、好ましくは１〜８個、好ましくは２〜６個のオキサエチレン単位を有するオリゴエチレンオキシドから誘導される。
特定イオンに対するイオノホアは多数知られており、イオンは複合体形成および／または塩形成により結合されていることが多い。官能基の導入方法は、それらがまだ存在しない場合、当業界の熟練者には公知である。
イオノホアは、例えば、式
0004223555.tif 000004
［「ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー」１９９３、５８、４６８１−４６８４参照］
に対応するＣａ2+イオノホア、または式
0004223555.tif 000005
［「ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー」１９９４、１１６、４５０５−４５０６］
に対応するＣａ2+イオノホア、または式
0004223555.tif 000006
［ＥＴＨ４１２０類似体「アナリティカ・キミカ・アクタ」１９９０、２３３、２９５］
に対応するＮａ+イオノホアであり得る。
イオノホアは、好ましくは式IV
0004223555.tif 000007
［式中、
Ｒ07およびＲ08は、各々互いに独立してＨ、直鎖または分枝状Ｃ1−Ｃ20アルキル、または直鎖または分枝状Ｃ1−Ｃ20アルコキシである］
で示される１，３−交互カリクス［４］クラウン−５化合物、またはその酸誘導体である。
Ｒ08は、好ましくはＨである。アルキルおよびアルコキシとしてのＲ07およびＲ08は、特に１〜１２個、およびさらに特定すれば１〜６個の炭素原子を含む。アルキルの例としては、メチル、エチルおよびプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニルおよびデシルの異性体があり、アルコキシの例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシおよびヘキシルオキシがある。
酸誘導体の例としては、酸ハライド、特に酸塩化物および臭化物、酸エステル、特にＣ1−Ｃ18アルキルエステル、酸アミド（そのＮＨ2基はＣ1−Ｃ4アルキルにより置換され得る）、および例えばアルカリ金属、例えばナトリウムまたはカリウムの塩類がある。
式IVで示される化合物およびその酸誘導体は、新規であり、この発明はそれらについても包含している。それらの製法は実施例に記載されている。
別の態様において、イオノホアは、好ましくはカリクス［４］アレン、特に式（IVａ）
0004223555.tif 000008
（式中、
Ｒ06はＨまたは置換もしくは非置換Ｃ1−Ｃ20アルキルであり、Ｒ6はＨまたは置換もしくは非置換Ｃ1−Ｃ30アルキルである）
で示されるカリクス［４］アレンから誘導される。
Ｒ06は、特に直鎖または分枝状Ｃ1−Ｃ12アルキル、さらに特定すれば直鎖または分枝状Ｃ1−Ｃ8アルキルである。アルキルの例としては、メチル、エチルおよびプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニルおよびデシルの異性体がある。好ましい態様では、Ｒ06はＨまたはＣ1−Ｃ4アルキルである。特にＲ06は第３ブチルまたはエチルである。
Ｒ6は特に直鎖または分枝状Ｃ1−Ｃ10アルキル、特に直鎖または分枝状Ｃ1−Ｃ4アルキルである。アルキルの例としては、メチル、エチルおよびプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニルおよびデシルの異性体がある。好ましい態様ではＲ6はＨまたはＣ1−Ｃ4アルキルである。特にＲ6は第３ブチルである。
式（Ｉ）におけるＦが誘導される発蛍光団は、好ましくはカルボニル基、Ｃ−Ｃ二重結合および芳香環により構成され、特に縮合環系、例えばナフタレン、アントラセン、ベンゾフラン、ベンゾジアジン、ベンゾトリオキサジン、ベンゾトリアゼピン、ピレンおよびクマリンである。
式（Ｉ）におけるＦが誘導される発蛍光団は、フルオレセインまたはその誘導体、例えば下式：
0004223555.tif 000009
で示されるフルオレセイン誘導体であり得る。
式（Ｉ）におけるＦが誘導される発蛍光団は、ローダミンまたはベンゾオキサゾンまたはその誘導体、例えば下式：
0004223555.tif 000010
で示されるものであり得る。
化合物Ａ−Ｆは新規であり、それらの製法は実施例に記載されている。
式（Ｉ）におけるＦが誘導される発蛍光団は、式：
0004223555.tif 000011
（式中、Ｒ01およびＲ02は各々互いに独立してＨまたはＣ1−Ｃ20アルキルであり、Ｒ03はＨまたはＣ1−Ｃ6アルキルである）
で示されるアクリジンまたはその誘導体であり得る。
式（Ｉ）におけるＦが誘導される発蛍光団は、例えば式：
0004223555.tif 000012
で示されるカルボシアニンであり得る。
式（Ｉ）におけるＦが誘導される発蛍光団は、メロシアニン、例えばメロシアニン５４０、またはその誘導体であり得る。
0004223555.tif 000013
発蛍光団は、好ましくはアクリジンまたはローダミンまたはその誘導体、特に式
0004223555.tif 000014
で示される３，６−ジアミノアクリジンおよびローダミンおよび式
0004223555.tif 000015
で示される化合物から誘導される。
この発明による式Ｉで示されるフルオロイオノホアは、好ましくは式（Ｉａ）
0004223555.tif 000016
［式中、
Ｘ8、Ｘ9およびＸ10は、各々互いに独立して−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ5−または−ＮＲ5−Ｃ（Ｏ）−であり、そして
Ｉ、Ｒ01、Ｒ02、Ｒ03、ＧおよびＦは、上記式（Ｉ）で与えられた意味および好ましい意味を有し、ｕは１〜６および好ましくは１〜４の整数であり、Ｒ5基は各々互いに独立してＨまたはＣ1−Ｃ4アルキルである］
で示される化合物である。Ｒ5基は好ましくはＨである。
式ＩａにおいてＲ01は好ましくは直接結合またはＣＨ2である。
式ＩａにおいてＲ02は好ましくは直接結合またはＣ1−Ｃ6アルキレンである。
式ＩａにおいてＲ03は好ましくはＣ2−Ｃ20アルキレンまたは−ＣＨ2−（Ｏ−ＣＨ2ＣＨ2−）ｖ（式中、ｖは１〜８、特に１〜６およびさらに特定すれば１〜４である）である。
フルオロイオノホアは、特に式Ｉｄ
0004223555.tif 000017
（式中、
Ｉ、Ｒ01、Ｒ02、Ｒ03、Ｇ、ＦおよびＲ5基は、上記で与えられた意味および好ましい意味を有する）
で示されるものである。
具体的には、例えば次の式で示されるフルオロイオノホアを挙げることができる。
0004223555.tif 000018
式Ｉで示される化合物は、自体公知の方法に従い製造され得、通常は式Ｚ
0004223555.tif 000019
で示される３官能性化合物を出発物質として用い、それに続いて架橋基を導入し、適当な場合、さらに基Ｉ、ＦおよびＧを、それらの官能基と官能基Ｇ1Ｇ2およびＧ3とを結合することにより任意の順序で導入するが、場合によってはこれらは架橋基に結合される。反応段階に必要とはされない官能基は、保護され、常法で再び除去され得る。
多すぎる反応段階を回避するため、重合可能な基を官能基として使用する場合、保護される必要の無い官能基の導入から始めるのが好都合であることがわかった。
この発明はまた、式（Ｉ）の化合物の製造方法であって、
式Ｉｅ
0004223555.tif 000020
（式中、Ｇ、Ｇ1およびＧ2は官能基であり、Ｒ01、Ｒ02およびＲ03は直接結合または架橋基であり、基Ｇ並びに基Ｇ1およびＧ2のうちの一方は必要ならば保護される）
で示される化合物を、まず第一に式Ｉｆ
Ｉ−Ｇ01      （Ｉｆ）
で示されるイオノホアと、そして次に式Ｉｇ
Ｆ−Ｇ02      （Ｉｇ）
で示される発蛍光団と反応させるかまたは、まず第一に式Ｉｇで示される発蛍光団および次いで式Ｉｆで示されるイオノホアと反応させること
（ただし、式中、Ｉはイオノホアの１価残基であり、Ｆは発蛍光団の１価残基であり、Ｇ01およびＧ02はＧ1およびＧ2と反応する官能基である）
を含む方法に関するものである。
式Ｚ、ＩｅおよびＩｆで示される化合物は公知であるかまたは公知方法に従い製造され得る。
式（Ｉ）で示される化合物を製造するため、式（Ｉｅ）で示される化合物の官能基は、まず第一に保護基により保護され得る。式（Ｉｆ）で示される単官能性イオノホアおよび単官能性発蛍光団を結合するため、その官能基または式Ｉｂの化合物の官能基が活性化され得る。公知活性化方法は、例えばエーテル化、エステル化、アミド化、および尿素およびウレタン形成であり、容易に除去可能な基が導入される。活性化エステルによる官能基の活性化が好ましい。
式（Ｉｅ）、（Ｉｆ）および（Ｉｇ）で示される化合物は、当モル量で使用され得る。
保護基および官能基の誘導体化方法は、有機化学の教科書に記載されている（イー・ブライトマイヤー、ギュンター・ユング、オルガニシェ・ヘミーII（１９８３）、ゲオルク・ティーメ・フェルラーク・シュツットガルト、ニューヨーク３４２頁、４０９ｆｆ）。
官能基は、例えば誘導体化により保護され得る。−ＸＨ型（Ｘ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ）の官能基はアシル化により保護され得ることにより、アシル誘導体またはカルボン酸誘導体が製造され得る。カルボキシ保護基は、ペプチド合成、例えばメタノール、エタノールまたはモノメチルエチレングリコールエーテルによるエステル化により知られている。アミノ官能基に対する保護基は、例えば、ベンジルオキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル、ｐ−トルエンスルホニル、２−ニトロフェニルスルフェニル、トリフルオロアセチルまたはフルオレニルメトキシカルボニルであり得る。
官能基による結合は、公知方法に従い行われ得る。また、存在する官能基を異なる官能基に変換する、例えば−ＣＨ2ＯＨ基を酸化によりカルボン酸に、カルボン酸をアミドまたはハライドに、アミン基をイソシアネート基に、およびアルコールまたはアミンをカーボネートまたはウレタンに変換することも原則として可能である。また、アルコールまたはアミンをまず第一にハロカルボン酸（例えば、クロロ酢酸）と反応させることも可能である。鎖伸長剤、例えばエポキシド、アジリジン、ジオール、ジアミン、ジカルボン酸またはエステルおよびジイソシアネートもまた１回または複数回連続して使用され得、従って特定方法で架橋基の長さが決定され得る。それらの結合方法および手順は公知であり、専門文献に記載されている。
これらの反応は、常用の不活性有機溶媒により例えば０℃〜２００℃の温度で行われ得る。
適当な不活性溶媒は、例えばプロトン性極性溶媒および非プロトン性溶媒であり、これらは単独または少なくとも２種の溶媒の混合物形態で使用され得る。例としては、水、アルカノール類（メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールモノメチルまたはモノエチルエーテル）、エーテル類（ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルまたはジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルまたはジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル）、ハロゲン化炭化水素（メチレンクロリド、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン）、カルボン酸エステルおよびラクトン類（酢酸エチル、プロピオン酸メチル、安息香酸エチル、２−メトキシエチルアセテート、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ピバロラクトン）、カルボン酸アミドおよびラクタム（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、ヘキサメチル燐酸トリアミド、γ−ブチロラクタム、ε−カプロラクタム、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−アセチルピロリドン、Ｎ−メチルカプロラクタム）、スルホキシド類（ジメチルスルホキシド）、スルホン類（ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、トリメチレンスルホン、テトラメチレンスルホン）、第３級アミン類（Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−メチルモルホリン）、脂肪族および芳香族炭化水素、例えば石油エーテル、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼンまたは置換ベンゼン（クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、ニトロベンゼン、トルエン、キシレン）およびニトリル類（アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル、フェニルアセトニトリル）がある。
式（Ｉ）で示される化合物は、沈澱、結晶化または抽出により常法で単離され、必要な場合、再結晶化またはクロマトグラフィー方法により精製され得る。
反応中に酸が形成される場合、酸受容体、例えばアルカリ金属炭酸塩または第３級アミン、特に立体障害第３級アミンが加えられ得る。
式（Ｉ）で示される化合物の製造に関するさらなる詳細は、実施例で明らかにされている。
式Ｉで示される化合物は、使用中における流失を防ぐためにイオノホアおよび発蛍光団を担体材料に同時共有結合させるのに非常に適している。共有結合は、例えば重合化または共重合化またはそれに続く官能性にされた担体材料と式Ｉの対応する官能性化合物の反応により行われ得る。
この発明はまた、（ａ）無機または有機担体材料および（ｂ）官能基Ｇにより直接または架橋基を介してそこに結合している式（Ｉ）のフルオロイオノホアを含む組成物に関するものである。
反応性基Ｇを介して担体材料の官能基に共有結合されている式（Ｉ）のフルオロイオノホアの場合、２つの態様、すなわち（Ａ）共有結合されたフルオロイオノホアを有するモノマーを含むポリマーおよび所望により（Ｂ）続いて表面修飾されることによりフルオロイオノホアが共有結合された微細分割無機または有機担体材料の間で区別が為され得る。エマルションポリマー（ラテックス）形態の態様（Ａ）のポリマーと比較した場合、態様（Ｂ）は部分的に微粒子へ重合されておらず、従って近づきにくくされているため、この方がフルオロイオノホアの消費が低くてすむという利点を呈する。
次の具体例は態様（Ｂ）に関するものである。
担体材料は、無機または有機物質であり得る。担体材料は、不透明、半透明または透明であり得る。透明担体材料が好ましい。不透明または半透明担体材料は、例えば薄層の製造で使用され得る。適当な担体材料は、例えば、プラスチック、ガラス、セラミック、鉱物、石、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属および金属合金である。担体材料は、フルオロイオノホアと結合するための官能基を含み、要すれば、これらの基は、必要な場合反応性ガス雰囲気中で、プラズマ処理による単純な方法により製造され得る。好ましい担体材料は、プラスチック、例えば官能基を有するポリマー、または続いて官能基を導入するために表面修飾されたポリマーであり、フルオロイオノホアが共有結合される。
無機担体材料の場合、官能基は特にアミン基および特にヒドロキシル基である。官能基は、一般にフルオロイオノホアが直接または架橋基を介して結合されるアンカー基を伴う。官能基を有するシランはその目的に好適であり、例えばトリ（Ｃ1−Ｃ4アルコキシ）Ｓｉ−（ＣＨ2）p−ＮＨ2、トリ（Ｃ1−Ｃ4アルコキシ）Ｓｉ−（ＣＨ2）p−ＯＨ、トリ（Ｃ1−Ｃ4アルコキシ）Ｓｉ−（ＣＨ2）p−ＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2−ＮＨ2、トリ（Ｃ1−Ｃ4アルコキシ）Ｓｉ−（ＣＨ2）p−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、トリ（Ｃ1−Ｃ4アルコキシ）−（プロパ−１−エン−３−イル）シラン、トリ（Ｃ1−Ｃ4アルコキシ）−グリシドオキシシランおよびトリ（Ｃ1−Ｃ4アルコキシ）Ｓｉ−（ＣＨ2）p−ＮＣＯ（式中、ｐは２〜１２、特に２〜６および特に２〜４である）がある。例としては、γ−アミノプロピル−トリメトキシ−または−トリエトキシ−シラン、γ−ヒドロキシプロピル−トリメトキシ−または−トリエトキシ−シランおよび２−トリメトキシ−または２−トリエトキシ−シリルプロピオン酸がある。
有機担体材料の場合、官能基は、好ましくはアミン、ヒドロキシル、カルボキシ、−ＳＯ3Ｈまたはイソシアネート基である。それらは官能基を有する天然または合成ポリマーであり得、それらのポリマーは、続いて修飾されたか（例えばプラズマ処理方法による）または粉砕されている。適当な合成ポリマーには、官能基を有する少なくとも１個のモノマーを有するエマルションポリマーおよびラテックスがある。天然ポリマーの例には、多糖類、例えばセルロース、澱粉、カラゲーニンおよびキトサンがあり、これらはＣ1−Ｃ4アルキルにより部分エーテル化またはＣ1−Ｃ8アシルにより部分アシル化されたものであり得る。官能基を有する合成ポリマーは多数知られているか、またはそれらは類似方法に従い製造され得る。合成ポリマーの例には、ポリビニルアルコールおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸およびポリマレイン酸およびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリヒドロキシアルキルアクリレート、ポリヒドロキシアルキルメタクリレートおよびポリマレイン酸ヒドロキシアルキルエステルおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリアクリルアミドおよびポリメタクリルアミドおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリアミノアルキル−アクリル酸エステル、−メタクリル酸エステルおよび−マレイン酸エステルおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリヒドロキシアルキルまたはポリアミノアルキルビニルアルコールおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ブタジエン、イソプレンまたはクロロプレンのヒドロキシル化ポリブタジエンおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ヒドロキシ−またはアミノ−ポリスチレン、クロロメチルポリスチレンおよびポリスチレンスルホン酸およびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリグリシジルエーテルおよびヒドロキシアルキル化またはアミノアルキル化ポリグリシジルエーテル、およびヒドロキシル基含有モノマーを有するポリエステル、ポリアミドおよびポリウレタンがある。デュロプラストもまた適当であり、例えばエポキシ樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂およびフェノール−ホルムアルデヒド樹脂がある。適当なコモノマーは、例えばオレフィン類、例えばエテン、プロペン、ブテン、ペンテン、オクテン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、およびアクリロニトリルである。また、架橋ポリマーも適しており、例えばオレフィン系およびジオレフィン系モノマーを有するポリメリセート、例えばブタジエン、ジビニルベンゼンまたはジオール−ジアクリルまたは−メタクリル酸エステルがある。他の適当なビニルポリマーは、ポリビニルピロリドン、ポリビニルイミダゾールおよびポリビニルピリジンおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマーである。
担体材料に共有結合されたフルオロイオノホアの量は、例えば、担体材料に基づくと、０．０００１〜９９重量％、好ましくは０．００１〜８０重量％、さらに好ましくは０．００１〜５０重量％、特に０．１〜２０重量％、およびさらに特定すれば１〜１０重量％であり得る。
好ましい態様では、さらに、好ましくはセンサー膜の製造に使用される重合可能な有機化合物に対応するラジカル性またはカチオン性光重合可能有機基が担体材料にイオンまたは共有結合されている。従って、ラジカル性重合可能エチレン性不飽和系では、官能基を有するエチレン性不飽和化合物を使用するのが有利であり、そしてカチオン性の重合可能な系、例えばジ−またはポリ−エポキシドでは、官能基を有するジ−またはポリ−エポキシドを使用するのが好都合である。
多数知られている官能基を有するエチレン性不飽和有機化合物が好ましい。エチレン性不飽和有機化合物の担体材料に共有結合した残基は、例えば式VI
−Ｘ3−（Ｒ4）r−（Ｘ4）s−Ｒ12−ＣＲ9＝ＣＨＲ10      （VI）
［式中、
Ｘ3は、−ＮＲ5−（式中、Ｒ5はＨである）であり、Ｒ4はＣ1−Ｃ18アルキレン、特にＣ1−Ｃ8アルキレンおよび特にＣ1−Ｃ3アルキレンであり、Ｘ4は−ＮＲ04−Ｃ（Ｏ）−（式中、Ｒ04はＨまたはＣ1−Ｃ8アルキル、好ましくはＨである）であり、ｒは１であり、
Ｒ12は直接結合、Ｃ1−Ｃ18アルキレン、Ｃ5−またはＣ6−シクロアルキレン、Ｃ6−Ｃ10アリレンまたはＣ7−Ｃ12アラルキレンであり、
Ｒ9はＨまたはＣ1−Ｃ4アルキル、特にメチルであり、
Ｒ10はＨ、Ｃ1−Ｃ12アルキル、フェニルまたはベンジルである］
に対応し得る。
アルキレンとしてのＲ12は特に１〜１２個、特に１〜６個の炭素原子を含む。特に好ましい例は、メチレン、エチレン、１，２−および１，３−プロピレンおよび１，２−、１，３−および１，４−ブチレンである。アリレンとしてのＲ3は、好ましくはフェニレンおよびアラルキレンとしては好ましくはベンジレンである。
Ｒ9は好ましくはＨまたはメチルであり、Ｒ10は好ましくはＨである。
官能基を含むエチレン性不飽和化合物は、例えば、エチレン性不飽和アルコール、アミンおよびイソシアネート、例えばアリルアルコール、アリルアミン、アリルイソシアネート、クロトニルアルコール、ジカルボン酸および不飽和アルコールおよびアミンのモノエステルまたはモノアミド、官能性スチレン、例えばクロロメチルスチレン、ヒドロキシスチレン、ヒドロキシエトキシスチレン、スチレンアミン、スチレンヒドロキシエチルアミン、スチレンカルボン酸、スチレンスルホン酸、ビニルヒドロキシエチルエーテル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルまたはメタクリル酸アミド、アクリルまたはメタクリル酸Ｃ2−Ｃ6ヒドロキシアルキルアミドおよびアクリルまたはメタクリル酸Ｃ2−Ｃ6ヒドロキシアルキルエステルである。
イオンまたは共有結合したラジカル性またはカチオン性光重合可能有機化合物の量は、例えば、０．００１〜９９重量％、好ましくは０．０１〜８０重量％、さらに好ましくは０．０１〜５０重量％、特に０．０１〜２０重量％、および特に０．１〜２０重量％であり得る。
重量パーセンテージは、常に全部加えて１００％となる。
固定化は、公知方法に従い行われ得る。「固定化」は共有結合を示し、その場合、原則として存在する官能基を異なる官能基に変換する、例えば−ＣＨ2ＯＨ基を酸化によりカルボン酸に、カルボン酸をアミドまたはハライドに、アミン基をイソシアネート基に、そしてアルコールまたはアミンをカーボネートまたはウレタンに変換することも可能である。また、アルコールまたはアミンをまず第一にハロカルボン酸（例えば、クロロ酢酸）と反応させることも可能である。鎖伸長剤、例えばエポキシド、アジリジン、ジオール、ジアミン、ジカルボン酸またはエステルおよびジイソシアネートはまた、１回または複数回連続して使用され得、従って特定された方法で架橋基の長さが決定される。固定化方法および手順は公知であり、専門文献に記載されている。架橋基は、担体材料または官能性化合物から出発して構築され得る。官能性化合物または担体材料との後続反応の結果、場合によっては、この発明による固定化フルオロイオノホアが生成されることもある。これらの反応は、常用不活性有機溶媒により０℃〜２００℃の温度で行われ得る。
「微細分割（された）」は、粒子が好ましくは小さな平均直径を有することを意味し、粒子の直径は５ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜５０μｍ、特に１０ｎｍ〜２０μｍ、および特に２０ｎｍ〜１００ｎｍであり得る。
次の説明は態様（Ａ）に関するものである。
この発明の別の好ましい態様において、固定化フルオロイオノホアは、バックボーンに同一または異なるフルオロイオノホアの１価残基が直接または架橋基を介して共有結合されているポリマーである。それらのポリマーは、製造中にセンサー膜に組み込まれる異種粒子形態であり得るが、それらは、別法としてそして好ましくはセンサー膜が直接製造され得る可溶性ポリマーであり得る。ポリマーは、さらに架橋され、層または膜を形成し得る。
ポリマーは、フルオロイオノホアの１価残基を含むモノマー単位および所望ならばコモノマー単位を有し得る。フルオロイオノホアは、モノマーに直接または架橋基および追加的にスペーサー基により結合され得る。架橋基は、モノマーに（または場合によってはポリマーに）結合された官能基から誘導される。
ポリマーの場合、官能基は、好ましくはアミン、ヒドロキシル、カルボキシル、−Ｓ3ＯＨまたはイソシアネート基である。ポリマーは、官能基を有する粉砕された天然または合成ポリマーであり得る。適当な合成ポリマーは、官能基を有する少なくとも１個のモノマーのエマルションポリマーおよびラテックスを含む。天然ポリマーの例としては、多糖類、例えばセルロース、澱粉、カラゲーニンまたはキトサンがあり、これらはＣ1−Ｃ4アルキルにより部分的にエーテル化またはＣ1−Ｃ8アシルにより部分的にアシル化されたものであり得る。官能基を有する合成ポリマーは多数知られているか、またはそれらは類似方法に従い製造され得る。合成ポリマーの例には、ポリビニルアルコールおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸およびポリマレイン酸およびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリヒドロキシアルキルアクリレート、ポリヒドロキシアルキルメタクリレートおよびポリマレイン酸ヒドロキシアルキルエステルおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリアクリルアミドおよびポリメタクリルアミドおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリアミノアルキル−アクリル酸エステル、−メタクリル酸エステルおよび−マレイン酸エステルおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリヒドロキシアルキルまたはポリアミノアルキルビニルアルコールおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ブタジエン、イソプレンまたはクロロプレンのヒドロキシル化ポリブタジエンおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ヒドロキシ−またはアミノ−ポリスチレン、クロロメチルポリスチレンおよびポリスチレンスルホン酸およびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリグリシジルエーテルおよびヒドロキシアルキル化またはアミノアルキル化ポリグリシジルエーテル、およびヒドロキシル基含有モノマーを有するポリエステル、ポリアミドおよびポリウレタンがある。他の適当なビニルポリマーは、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾールおよびポリビニルピロリドンおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマーである。
官能基置換されたエチレン性不飽和モノマーに基づくポリマーが好ましい。
好ましい態様において、この発明によるポリマーは、式VII
0004223555.tif 000021
で示される同一または異なる構造単位を１００〜０．００１モル％の割合および式VIII
0004223555.tif 000022
［両式中、
Ｘ’3は、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−または−Ｃ（Ｏ）ＮＲ5−（式中、Ｒ5はＨである）であり、Ｘ’4は−ＮＲ’4−Ｃ（Ｏ）−（式中、Ｒ’4はＨまたはＣ1−Ｃ8アルキル、好ましくはＨ）であり、ｓは０または１であり、ｒは０または１であり、ｓが０のときｒは１であり、
Ｒ01およびＲ02は、各々互いに独立して直接結合または架橋基であり、
Ｒ’4は架橋基であり、
−Ｉはイオノホアの１価残基であり、−Ｆは発蛍光団の１価残基であり、
Ｒ23およびＲ24は、各々互いに独立してＨ、Ｃ1−Ｃ6アルキル、Ｃ6−Ｃ10アリールまたはＣ7−Ｃ12アラルキルであり、
Ｒ25はＨまたは基−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ30であり、
Ｒ26はＨ、Ｃ1−Ｃ6アルキル、Ｃ6−Ｃ10アリールまたはＣ7−Ｃ12アラルキルであり、
Ｒ27は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、Ｃ1−Ｃ6アルキルまたはＣ6−Ｃ10アリールであり、
Ｒ28は、Ｈ、Ｃ1−Ｃ6アルキルまたは−Ｃ（Ｏ）０−Ｒ29であり、
Ｒ29は、Ｈ、Ｃ1−Ｃ6アルキル、Ｃ6−Ｃ10アリールであり、Ｃ7−Ｃ12アラルキル、イミダゾリル、ピロリドニル、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは基Ｘ1−（Ｒ1）r−（Ｘ2）s−Ｈであり、そして
Ｒ30は、Ｈ、Ｋ、Ｎａ、Ｃ1−Ｃ18アルキル、Ｃ1−Ｃ18ヒドロキシアルキル、シクロヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシルメチル、フェニル、Ｃ1−Ｃ4アルキルフェニル、ベンジルまたはＣ1−Ｃ4アルキルフェニルベンジルである］
で示される同一または異なる構造単位を０〜９９．９モル％の割合で含む。
上記に示された好ましい意味および具体例は、Ｒ01、Ｒ02、Ｔ、ＩおよびＦに適用される。
Ｒ’4は、好ましくはＣ1−Ｃ20アルキレン、特にＣ1−Ｃ12アルキレンおよび特にＣ1−Ｃ8アルキレンであり、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−および−Ｃ（Ｏ）−ＮＨから選ばれる１個またはそれ以上の基により中断され得る。Ｒ’4は、特に好ましくはＣ2−Ｃ18アルキレン、または１〜８個および好ましくは２〜６個のオキサエチレン単位を有するオリゴオキサエチレンである。
アルキルとしてのＲ23およびＲ24は好ましくはＣ1−Ｃ4アルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−またはイソ−プロピルまたはｎ−、イソ−またはｔ−ブチルであり、アリールとしては好ましくはナフチルまたはフェニルであり、アラルキルとしては好ましくはベンジルである。さらに特定すれば、Ｒ23はＨであり、Ｒ24はＨまたはメチルである。
Ｒ25は好ましくはＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨまたは−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｃ1−Ｃ4アルキルである。
アルキルとしてのＲ26は好ましくはＣ1−Ｃ4アルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−またはイソ−プロピルまたはｎ−、イソ−またはｔ−ブチルであり、アリールとしては好ましくはナフチルまたはフェニルであり、アラルキルとしては好ましくはベンジルである。さらに特定すればＲ26はＨである。
アルキルとしてのＲ27は好ましくはＣ1−Ｃ4アルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−またはイソ−プロピルまたはｎ−、イソ−またはｔ−ブチルであり、そしてアリールとしては好ましくはフェニルまたはナフチルである。さらに特定すればＲ27はＨ、Ｃｌ、ＣＮ、フェニルまたはＣ1−Ｃ4アルキルである。
アルキルとしてのＲ28は好ましくはＣ1−Ｃ4アルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−またはイソ−プロピルまたはｎ−、イソ−またはｔ−ブチルである。基−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ30におけるＲ30は特にＨまたはＣ1−Ｃ12アルキル、さらに特定すればＣ1−Ｃ6アルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシルまたはオクタデシルである。さらに特定すればＲ28はＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨまたは−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｃ1−Ｃ4アルキルである。
アルキルとしてのＲ29は好ましくはＣ1−Ｃ4アルキル、例えばメチル、エチル、ｎ−またはイソ−プロピルまたはｎ−、イソ−またはｔ−ブチルであり、アリールとしては好ましくはフェニルまたはナフチルであり、アラルキルとしては好ましくはベンジルである。Ｒ29は好ましくはＨ、Ｃ1−Ｃ4アルキル、フェニル、ピロリドニル、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは基Ｘ3−（Ｒ4）r−（Ｘ4）s−Ｈである。
Ｒ29は、例えばＨ、Ｋ、Ｎａ、Ｃ1−Ｃ6アルキル、Ｃ1−Ｃ6ヒドロキシアルキル、シクロヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシルメチル、フェニル、メチルフェニル、ベンジルまたはメチルフェニルベンジルであり得る。
式VIIの構造単位は、０．００１〜１００モル％、特に０．５〜９０モル％、さらに特定すれば０．５〜８０モル％、特に１〜８０モル％、さらに特に１〜６０モル％、特に１〜５０モル％、および最も特定すれば１〜３０モル％の量で存在し得る。
式VIIIの構造単位は、９９．９〜０モル％、特に９９．５〜０モル％、さらに特定すれば９９．５〜２０モル％、特に９９〜２０モル％、さらに特に９９〜４０モル％、特に９９〜５０モル％、および最も特定すれば９９〜３０モル％の量で存在し得る。
これらのポリマーはまた、膜形成における架橋に使用されるペンダント不飽和基を有する構造単位を含み得る。
多数で知られている共有結合オレフィン基を有するエチレン性不飽和有機化合物の構造単位が好ましい。エチレン性不飽和有機化合物のポリマーに共有結合された残基は、例えば、式Ｘ
0004223555.tif 000023
（式中、
Ｘ3、Ｘ4、Ｒ4、Ｒ12、ｒおよびｓは、各々互いに独立して式VIに関して上記で示した意味および好ましい意味を有し、
Ｒ9はＨまたはＣ1−Ｃ4アルキル、特にメチルであり、
Ｒ10は、Ｈ、Ｃ1−Ｃ12アルキル、フェニルまたはベンジルであり、そして
Ｒ26、Ｒ27およびＲ28は式VIIIの場合の意味と同じである）
で示される構造単位に対応し得る。
アルキレンとしてのＲ12は、１〜１２個、および特に１〜６個の炭素原子を含む。特に好ましい例は、メチレン、エチレン、１，２−および１，３−プロピレンおよび１，２−、１，３−および１，４−ブチレンである。アリレンとしてのＲ3は、好ましくはフェニレンであり、アラルキレンとしてはベンジレンである。
Ｒ9は好ましくはＨまたはメチルであり、そしてＲ10は好ましくはＨである。
式Ｘの構造単位は、式VIIIの構造単位の０．１〜９９．９９９９モル％、特に０．５〜９０モル％、さらに特定すれば０．５〜８０モル％、特に１〜８０モル％、さらに特に１〜６０モル％、特に１〜５０モル％、および最も特定すれば１〜３０モル％の割合で置き換わり得る。
さらに、この発明によるポリマーは、少なくとも２官能性モノマーにより、ポリマーに基づいた上記モノマーの例えば０．０１〜３０モル％、好ましくは０．１〜１５モル％により架橋され得る。ポリマーの性質によっては、少なくとも３官能性カルボン酸、イソシアネート、アルコール、アミンまたはエポキシドおよび、ポリマー材料の場合、少なくとも２個のエチレン性不飽和基を含む有機化合物が使用され得る。上記架橋剤は多数知られている。エチレン性不飽和架橋剤は、例えば、ジビニルベンゼン、ビス−ジメチルマレイミド−アルキレン（例えばビス（ジメチルマレイミジル）−メチレンまたは−エチレン）、ポリオール類、好ましくはジオール〜テトロール、またはポリアミン、好ましくはジアミン〜テトラミンのアクリル酸またはメタクリル酸エステルまたはアミドであり得る。特に２〜１２個、さらに特定すれば２〜８個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式および脂環式−脂肪族ジオールおよびジアミンが好ましい。上記ジオールの例には、アルキレンジオール、例えばエチレングリコール、１，２−および１，３−プロパンジオール、１，２−、１，３−および１，４−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、シクロヘキサンジオール、ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、特に２〜１００アルキレンジオール単位、さらに特定すれば２〜５０アルキレンジオール単位および最も特定すれば２〜２０アルキレンジオール単位を有するアルキレンジオール、好ましくはＣ2−Ｃ6アルキレンジオールのポリオキサアルキレングリコール、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールおよびポリエチレン／ポリプロピレングリコール、同じく１，１，１−トリヒドロキシメチル−エタンまたは−プロパン、ペンタエリスリトールおよびジペンタエリスリトールがある。ポリアミンの例には、エチレンジアミン、１，２−および１，３−プロパンジアミン、１，２−、１，３−および１，４−ブタンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、シクロヘキサンジアミン、アミノメチルシクロヘキサンアミン、イソホロンジアミンおよびジ（アミノメチル）シクロヘキサンがある。
好ましい態様においてこの発明によるポリマーは、式ＸＩ
0004223555.tif 000024
（式中、Ｒ30はＨまたはメチルであり、Ｘ’3、Ｘ’4、Ｒ’4、−Ｒ02Ｆ、−Ｒ01−Ｉ、Ｔ、ｒおよびｓは、上記で示された好ましい意味および特別な具体例を含め、上記で示された意味を有する）
で示される少なくとも１個の構造単位を含む。
式ＸＩで示される構造単位における基−Ｘ’3−（Ｒ4’）r−（Ｘ’4）s−は、好ましくは−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｃ1−Ｃ12アルキレン−Ｏ−ＣＨ2−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｃ1−Ｃ12アルキレン−Ｏ−ＣＨ2−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−（Ｃ2−Ｃ6アルキレン−Ｏ）u−ＣＨ2−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−（式中、ｕは２〜１０である）、または−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−（Ｃ2−Ｃ6アルキレン−Ｏ）u−ＣＨ2−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−（式中、ｕは２〜１０である）である。
好ましいポリマー材料は、式ＸＩで示される構造単位に加えて、式ＸII
0004223555.tif 000025
［式中、Ｒ30、Ｘ’3、Ｘ’4、Ｒ’4、ｒおよびｓは前記の意味である］
で示される同一または異なる構造単位をも含み得る。特に式（Ｉ）で示される化合物を、官能基を有するポリマーと反応させたとき、それらの構造単位が存在する。
好ましいポリマー材料は、式ＸＩで示される構造単位に加えて、式ＸIII
0004223555.tif 000026
［式中、
Ｒ30はＨまたはメチルであり、そして
Ｒ38は、Ｈ、Ｃ1−Ｃ4アルキル、Ｃ1−Ｃ4アルコキシ、−ＣＮ、Ｃｌ、フェニル、ピロリドニル、ピリジニル、イミダゾリル、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ39または−Ｃ（Ｏ）−ＮＲ40Ｒ41であり、
Ｒ39はＨまたはＣ1−Ｃ18−または好ましくはＣ1−Ｃ12アルキルであり、そして
Ｒ40およびＲ41は、各々互いに独立してＨまたはＣ1−Ｃ12−または好ましくはＣ1−Ｃ6−アルキルである］
で示される同一または異なる構造単位をも含み得る。
さらに別の好ましい態様では、式ＸＩ並びに所望ならば式ＸIIおよびＸIIIで示される構造単位を有する本発明ポリマー材料は、式ＸIVまたはＸＶ
0004223555.tif 000027
［式中、
Ｒ30はＨまたはメチルであり、
Ｘ6は−Ｏ−または−ＮＨ−または−Ｎ（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−であり、およびＲ42はＣ2−Ｃ12−または好ましくはＣ1−Ｃ6アルキレン、シクロヘキシレンまたはシクロヘキシレンジメチレンであるか、または
Ｘ6は−Ｏ−であり、Ｒ42はＣ2−Ｃ6アルキレン−（Ｃ2−Ｃ6アルキレン−Ｏ）2-20−Ｃ2−Ｃ6アルキレンである］
で示される同一または異なる構造単位と架橋される。
さらに好ましい態様では、式ＸＩ並びに所望ならば式ＸII、ＸIII、ＸIVおよびＸＶで示される構造単位を有する本発明ポリマー材料は、側鎖に結合された、イオン基、例えば−Ｃ（Ｏ）Ｏ-または−ＳＯ3-またはアンモニウム基を含む同一または異なる構造単位を含むか、または少なくとも２個のイオン形成構造単位、例えばアミノ基を有する構造単位および側鎖に結合された−Ｃ（Ｏ）Ｏ-または−ＳＯ3-を有する構造単位を含む。それらのポリマーは、好ましくはエマルションポリマーまたはラテックスである。
式Ｘで示される構造単位を有するポリマーは、ポリマーに基づくと好ましくは０．１〜３０重量％、好ましくは２〜１５重量％の量でそれらの構造単位を含む。
式ＸIIで示される構造単位は、９９〜０重量％、好ましくは９８〜０重量％の量で存在し得る。式ＸIIIで示される構造単位は、９９．９〜０重量％、好ましくは９８〜０重量％の量で存在し得る。式ＸIVおよびＸＶで示される構造単位は、０．１〜３０重量％、好ましくは１〜１５重量％の量で存在し得る。
式VIIまたはＸＩで示される構造単位を有する本発明ポリマーは、好ましくはエマルションポリマーである。
この発明のポリマーは、ポリマー化学で知られている方法に従い製造され得る。モノマーは、公知であるか、または公知方法に従い製造され得る。公知ポリマー形成方法は、液中ポリマー形成、バルクポリマー形成、エマルションポリマー形成および界面ポリマー形成である。有利には、この発明の固定化フルオロイオノホアが微粒子形態で製造されると、後続処理、例えば粉砕が回避され得るため、高撹拌速度でのエマルションポリマー形成法が使用される。微粒子製造のためのポリマー粉砕もまた一般的に知られており、例えばボールミルによる方法が適当である。ポリマーを保護するため、粉砕は冷却しながら行われ得る。微粒子の製造はまた、異種反応における表面修飾に関して上述した要領で、官能基を有する天然または合成ポリマーおよび官能化フルオロイオノホアおよび所望ならば他の官能性にされた化合物、例えば官能性重合可能化合物の反応により溶液中でも行われ得る。次いで、微粒子は、溶液からの沈澱または単離された修飾ポリマーの粉砕により得られる。その製造方法において公知スペーサー基（スペーサー）導入方法も使用され得る。特にまた、式VIIで示される構造単位および官能基を有する他の構造単位を有するポリマーがそれに続いて表面修飾され、さらに重合可能基を微粒子表面にのみ共有結合させることも可能である。
この発明によるフルオロイオノホアは、それ自体が蛍光の変化によるイオン検出用光イオンセンサーにおける活性成分として非常に適している。
この発明はまた、ポリマーＺ（ただし、式Ｉで示される少なくとも１種の化合物の有効量が組み込まれている）を含む組成物に関するものである。
式Ｉで示される化合物の量は、ポリマーに基づくと、０．００１〜１０重量％、特に０．０１〜５重量％、さらに特定すれば０．０１〜３重量％であり得る。
この発明はまた、共有結合したフルオロイオノホアを有する態様Ａのポリマーを単独またはポリマーＺと混合した状態で含む組成物に関するものである。
この発明はまた、態様Ｂの微細分割された無機または有機担体材料が組み込まれているポリマーＺを含む組成物に関するものである。
それらの組成物および態様Ａのポリマーは、溶解形態で適当な場合、センサーの製造における優れたコーティング組成物である。
共有結合したフルオロイオノホア、ポリマーまたは担体材料の量は、組成物に基づくと、例えば、０．１〜８０重量％、好ましくは０．１〜５０重量％、特に１〜２０重量％、さらに特定すれば１〜１０重量％であり得る。
ポリマーＺは、天然または合成ポリマーであり得る。天然ポリマーの例は、多糖類、例えばセルロース、澱粉、カラゲーニンまたはキトサンであり、それらはＣ1−Ｃ4アルキルにより部分エーテル化またはＣ1−Ｃ8アシルにより部分アシル化されたものであり得る。合成ポリマーは多数知られているかまたはそれらは類似方法に従い製造され得る。合成ポリマーの例には、ポリビニルアルコールおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸およびポリマレイン酸およびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリヒドロキシアルキルアクリレート、ポリヒドロキシアルキルメタクリレートおよびポリマレイン酸ヒドロキシアルキルエステルおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリアクリルアミドおよびポリメタクリルアミドおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリアミノアルキル−アクリル酸エステル、−メタクリル酸エステルおよび−マレイン酸エステルおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリヒドロキシアルキルまたはポリアミノアルキルビニルアルコールおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ブタジエン、イソプレンまたはクロロプレンのヒドロキシル化ポリブタジエンおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ヒドロキシ−またはアミノ−ポリスチレン、クロロメチルポリスチレンおよびポリスチレンスルホン酸およびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマー、ポリグリシジルエーテルおよびヒドロキシアルキル化またはアミノアルキル化ポリグリシジルエーテル、およびヒドロキシル基含有モノマーを有するポリエステル、ポリアミドおよびポリウレタンがある。デュロプラストもまた適当であり、例えばエポキシ樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂およびフェノール−ホルムアルデヒド樹脂がある。適当なコモノマーは、例えばオレフィン類、例えばエテン、プロペン、ブテン、ペンテン、オクテン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレンおよびアクリリロニトリルである。同じく適当なのは、架橋ポリマー、例えばオレフィンおよびジオレフィンモノマーを有するポリメリセート、例えばブタジエン、ジビニルベンゼンまたはジオール−ジアクリルまたは−メタクリル酸エステルである。他の適当なビニルポリマーは、ポリビニルピロリドン、ポリビニルイミダゾールおよびポリビニルピリジンおよびコモノマーとして非置換または置換オレフィンを有するコポリマーである。
この発明による組成物は、溶媒および他のプロセシング成分を含み得、溶媒については前述されている。溶媒は、コーティング工程のために粘稠性を調節するのに使用され得る。
組成物は、適当な支持材料に直接または溶解形態で適用され得る。
この発明はまた、（ａ）支持体および（ｂ）少なくとも−表面上の活性層であって、（１）この発明によるポリマーを単独またはポリマーＺと混合した状態、または（２）態様Ｂの本発明ポリマーまたは態様Ａの担体材料の粒子が組み込まれているポリマーＺから成る活性層を含む材料に関するものである。
支持体は、好ましくは透明であり、例えばプラスチック材料、例えばポリカーボネートまたはアクリルガラス、鉱物材料、金属酸化物またはガラスから形成され得、いかなる形状でもあり得、例えばプレート、円筒、管、ストリップまたは繊維形態であり得る。ガラスが好ましい。
支持体における層の厚さは、例えば、０．０１〜１００μｍ、好ましくは０．１〜５０μｍ、特に０．１〜３０μｍ、さらに特定すれば０．１〜１０μｍであり得る。
上記層は、それ自体公知の方法、例えば溶媒に組成物および所望ならばホモ−および／またはコ−ポリマーを溶かし、次いでフィルムを鋳型成形し、それに続いて溶媒を除去することにより製造され得る。溶媒除去後、フィルムは基質から解離され、自立性膜が得られる。
膜の製造に使用され得る他の方法は、表面コーティング技術で知られている方法、例えばスピン−コーティング、噴霧またはナイフ適用方法がある。スピン−コーティング方法が好ましい。この発明による材料はまた、注入−成型または押し出し成型方法により得られる。
適当な溶媒には、水、アルコール、エーテル、エステル、酸アミドおよびケトンがある。揮発し易い溶媒、特にテトラヒドロフランおよびハロゲン化炭化水素、または溶媒混合物が特に適している。
これらの層はまた、支持体における重合により製造され得る。
従って、この発明はまた、（ａ）式Ｉで示される化合物単独または（ｂ）これと一緒に少なくとも１種のコモノマーおよび適当な場合成分（ａ）および（ｂ）に対する溶媒を含む組成物に関するものである。式Ｉで示される化合物、コモノマー、その量および溶媒については、態様Ａに関して示された優先性が適用される。
膜は透明またはやや不透明であり得る。膜は好ましくは透明である。層は好ましくは疎水性である。
センサーとしての物質が励起され得る光学範囲は、紫外線範囲から赤外線範囲にまで及ぶ。この発明に従い使用される固定化発蛍光団−イオノホアは、経済的な価格の既知低エネルギー光源、例えばハロゲンまたはキセノンランプまたは発光ダイオードの使用を可能にする非常に好適な吸収および放射波長範囲を有する。好ましい励起源は、約４００ｎｍおよびそれを越える波長を有する発光ダイオードである。蛍光の検出に使用される検出器は、例えばフォトダイオードであり得る。市販されている光ファイバーは、励起および検出に使用され得る。従って、このセンサーは患者における使用後に改変され得る。
光センサーは、好ましくは蛍光分光法を用いて水性環境中、イオン、特にカチオン、さらに特定すれば金属カチオンで血漿中に存在する場合、例えばカルシウム、ナトリウムまたはカリウムカチオンの定量的測定に特に適しており、測定値は有利には最大発光領域で行われる。測定は、低濃度（例えばモル範囲からナノモル範囲に及ぶ）の場合でも短い時間内に高い精度で行われ得る。
固定化フルオロイオノホアの非常に重要な利点は、それらが実質的にｐＨ値とは関係無く測定を実施できる可能性を提供することである。従って、発蛍光団でのプロトン交換がイオンの検出には必要とされないため、フルオロイオノホアの選択は大きく自由化される。さらに、分析される溶液の直接測定が可能であって、この点はかなりの商業的利点を有する。しかしながら、所望ならば、例えば、プロトン交換によりもたらされるシグナル変化を生じる発蛍光団が使用されるとき、測定が緩衝分析液中で行われることも場合によっては可能である。
これらの分析は、例えば、体液（血液、尿、血清）、天然水または廃水において直接行われ得、干渉し得るカチオンが事前に選択的に結合または除去されることも可能である。この発明による組成物は、水性媒質中でカチオンの生理学的量を測定するのに特に適しており、カリウムの場合、例えば、ほぼ０．５〜２０ミリモルの範囲であり得る。
イオノホアは、カチオンおよびアニオンの両方に結合し得る。
カチオンは、例えば、元素周期表の主要Ｉ〜Ｖ族およびＩ〜VIII亜族からの金属、ランタノイドおよびアクチノイドのカチオンである。金属の例としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕがある。好ましいカチオンは、アルカリ金属およびアルカリ土類金属イオン、特にＬｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｍｇ2+、Ｃａ2+およびＳｒ2-であり、特にＫ+、Ｎａ+およびＣａ2+である。適当なアンモニウムカチオンは、例えばＮＨ4+およびプロトン化第１級、第２級および第３級アミンおよび第４級アンモニウムのカチオンである。アミン類は、１〜４０個、特に１〜２０個、さらには１〜１２個の炭素原子を含み得る。第４級アンモニウムは、４〜４０個、特に４〜２０個、さらに特定すれば４〜１６個の炭素原子を含み得る。さらに、有機イオン、例えばオリゴアルキルアンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、グアニジンイオンまたはコリンイオンは、選択的に結合され得る。
無機酸、酸素酸および無機錯体酸から誘導されるアニオンを選択的に結合させるのは可能である。例としては、ハライドおよびプソイドハライドＦ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、Ｎ3-、ＣＮ-、ＯＣＮ-およびＳＣＮ-、無機酸素酸のアニオンＮＯ2-、ＮＯ3-、ＣＯ32-、ＰＯ43-、ＳＯ42-、ＣｌＯ4-、ＭｎＯ4-およびＣｌＯ3-、無機錯体酸のアニオンＦｅ（ＣＮ）64-およびＣｏ（ＣＮ）63-、カルボン酸、フェノールのアニオン、およびヌクレオチドアニオン、例えばアデノシン燐酸がある。
イオノホアにより選択的に結合され得る中性極性物質の例としては、尿素、チオ尿素、グアニン、グアニジン、尿酸、コリン、クレアチニン、アミノ酸および糖類があり、親油性分子であると、ステロイド類、例えばコレステロール、または脂質、例えばトリグリセリドまたはレシチンが選択的に結合され得る。
好ましい蛍光分光法に加えて、他の光学的測定方法、例えば表面プラズモン共鳴分光法、吸収分光法、反射分光法、干渉計使用または表面増強ラマンまたは蛍光分光法もまた使用され得る。
この発明はまた、適当な試験試料におけるイオンの光学測定方法であって、この発明によるセンサーを上記水性試験試料と接触させ、次いでポリマー層における発蛍光団の蛍光の変化を測定する方法に関するものである。
この発明による方法は、例えば、活性層を試験試料と接触させる光学セルにおいて活性ポリマー層で支持体を固定することにより行われ得る。光学セルは、励起を目的として活性層が照射され得、分光蛍光計を用いて放出された蛍光放射線が測定され得る窓を有する。波長を調節することにより、照射に対する最大吸収および蛍光測定に対する最大放射が提供され得る。強度を時間の関数として測定する。例えば、測定用セルを通して試験溶液をポンプで供給することにより断続的または連続的に測定が行われるように測定用システムが配置され得る。カチオンの未知濃度を測定するために、このシステムは、まず蛍光強度に対する濃度をプロットすることにより既知濃度の試験試料を用いて検定され得る。
ｐＨ依存性フルオロイオノホアを使用する場合、吸収スペクトルおよびその結果発蛍光団の蛍光強度もまたｐＨ依存性であることから、測定感度が試験溶液のｐＨに左右されるため、ｐＨ緩衝液を試験試料に加えるのが好都合である。しかしながら、別の態様では、ｐＨ依存性が、測定され、計算の際考慮に入れられ得る。試験試料のｐＨ範囲は、例えば４〜８、好ましくは６．８〜７．６であり得る。適当な緩衝液は、例えばクエン酸緩衝液および燐酸緩衝液である。さらに別の緩衝系はＵＳ−Ａ−４６４５７４４に記載されており、特に試験試料への添加を回避するために活性層に直接組み込まれているものも含まれる。
この発明はまた、蛍光分光法によりカチオンまたはアニオンを測定するための光センサーの使用に関するものである。
以下、実施例により本発明の説明を行う。
下記実施例では、次の略語を使用する。
ｈ：時間
ＤＭＦ：ジメチルホルムアミド
ＭＳ（ＦＤ）：質量分析法（フィールドディソープション）
ＭＳ（ＦＡＢ）：質量分析法（高速原子衝撃）
ＴＨＦ：テトラヒドロフラン
ＭＳ：マススペクトル
ＡＩＢＮ：α，α’−アゾイソブチロニトリル
ＲＴ：室温
Ａ）前駆体および中間体の合成
Ａ１）ポリマーおよびコア構造単位（リンカーおよびコア）への結合
実施例Ａ１：
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７２ｇ（０．２２モル）のω−アミノドデカン酸メチルエステルヘミジヒドロスルフェートを、１リットルのＣＨ2Ｃｌ2に懸濁し、７０ｍｌ（０．５モル）のトリエチルアミンをそこに加える。生成した溶液を５℃に冷却し、２４．１ｍｌ（０．２５モル）のメタクリル酸塩化物を２０分間かけて滴下する。追加量のトリエチルアミン（６ｍｌ）を加え、反応混合物を室温で一夜撹拌する。２５０ｍｌの水を澄明溶液に加え、有機相を除去する。水相をＣＨ2Ｃｌ2で逆抽出し、有機相を合わせて水で洗浄し、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮する。粗生成物を酢酸エチル／ヘキサンから再結晶化する。融点４８℃。収率８６％。
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実施例Ａ２：
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２．９３ｇ（１０ミリモル）のメチルエステルを、６０℃で４時間４ＮのＨＣｌ、１００ｍｌと加熱する。冷反応混合物を酢酸エチルで抽出し、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにかける。収量は白色固体３ｇ。
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実施例Ａ３：
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４．４１ｇ（１５．６ミリモル）のカルボン酸を、９０ｍｌの乾燥ＴＨＦに溶かし、２．６６ｇ（１．０５当量）のカルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ）をそこに加える。生成した澄明溶液を２時間撹拌する。５０ｍｌの乾燥ＴＨＦに５ｇ（１当量）のＢＯＣ−リシンメチルエステルアセテートを溶かした溶液を加える。それに続いて、６．５３ｍｌ（３当量）のトリエチルアミンをそこに滴下し、生成した混合物を一夜撹拌し、次いで２００ｍｌの水に注ぐ。水相をＣＨ2Ｃｌ2で抽出し、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮する。収率：酢酸エチルからの白色結晶７．０ｇ（８５％）。Ｍｐ．１０１℃。
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実施例Ａ４：
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５．４ｇ（１０ミリモル）のメチルエステル、２００ｍｌのＭｅＯＨ、２００ｍｌのＴＨＦおよび１２３．３ｍｌ（１２．３３ミリモル）の０．１ＮのＮａＯＨを、室温で混合し、一夜撹拌する。反応混合物を５００ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2中に注ぎ、５０ｍｌの水中１ＮのＨＣｌ、１５ｍｌを加える。有機相を除去し、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮する。粗生成物を１００ｍｌのエーテルで２回洗浄し、高度真空下で乾燥する。収率：４．９５ｇ（９４％）。Ｍｐ．１０３℃。
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実施例Ａ５：
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７３ｍｌ（０．５モル）のトリエチレングリコールモノクロリドを、４００ｍｌの乾燥ＴＨＦに溶かす。５０ｍｇの酢酸ロジウムをそこに加える。１５０ｍｌの乾燥ＴＨＦに１０５ｍｌ（１モル）のジアゾ酢酸エチルエステルを溶かした溶液を３ｈかけて滴下する。５０ｍｇ分量の酢酸ロジウムを３０分ごとに加える。全期間を通じて気体の放出が観察される。反応混合物を一夜撹拌し、次いで５０ｍｌのＭｅＯＨを加え、混合物を蒸発により濃縮する。圧力０．０８ミリバールで粗生成物を蒸留する。純生成物の沸点は１１８−１２４℃。収率５７．９ｇ（４５．５％）。
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実施例Ａ６：
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２００ｍｌのＤＭＦ中２５．４ｇ（０．１モル）のクロロエチレングリコールエステルおよび９．７５ｇ（０．１５モル）のアジ化ナトリウムから成る混合物を、１０５℃で６時間加熱する。反応混合物を２００ｍｌのジエチルエーテルで希釈し、濾過し、蒸発濃縮する。
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実施例Ａ７：
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１１ｇ（４２ミリモル）のアジドエステルを５５０ｍｌの無水ＥｔＯＨに溶かす。吸引装置を適用し、反応フラスコをアルゴンで３回ブラッシングした後、１５０ｍｇのＰｔＯ2をそこに加える。吸引装置の適用および気体の導入を反復し、水素を気体として使用する。反応溶液を１．５時間激しく撹拌した後、さらに１５０ｍｇのＰｔＯ2を加える。さらに１．５時間後、反応混合物をハイフロ（商標）で濾過し、蒸発濃縮する。粗アミノエステル１０．４ｇが得られ、直接次の反応段階で使用する。
実施例Ａ８：
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３５．５ｇ（１５０ミリモル）のアミノエステルおよび１８．５ｍｌ（２３０ミリモル）のピリジンを、１５０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に溶かす。８０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2中２２．２ｍｌ（２３０ミリモル）のメタクリル酸クロリドを３０分かけて滴下する。反応混合物を一夜撹拌し、１００ｍｌ分量の水で３回洗浄し、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮する。粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにかける。収率３０．１ｇ（６６％）。
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実施例Ａ９：
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２０ｇ（６６ミリモル）のエステルを、１２０ｍｌの４Ｎ  ＨＣｌにより６０℃で３時間処理する。１５０ｍｌの水を冷却した混合物に加え、そして混合物をＮａＣｌで飽和させ、ＣＨ2Ｃｌ2で抽出する。有機相をＮａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮する。
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実施例Ａ１０：
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１．６ｇ（５．８ミリモル）のカルボン酸を１０ｍｌの乾燥ＴＨＦに溶かす。０．９９ｇ（６．１ミリモル）のＣＤＩをそこに加える。ＣＯ2の放出が観察される。生成した澄明溶液を２時間撹拌する。１５ｍｌの乾燥ＴＨＦに１．８５ｇ（５．８ミリモル）のＢＯＣ−リシンメチルエステルアセテートを溶かした溶液をそこに加える。それに続いて、２．４２ｍｌ（１７．４ｍｌ）のトリエチルアミンを滴下し、生成した溶液を一夜撹拌し、次いで２００ｍｌの水に注ぐ。水相をＣＨ2Ｃｌ2で抽出し、有機相を水で洗浄し、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、濃縮乾固する。収量２．１ｇ（７０％）。
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実施例Ａ１１：
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２．１ｇ（４．０６ミリモル）のＢＯＣ−リシンメチルエステル誘導体および４８．７ｍｌ（４．８７ミリモル）の０．１Ｎ  ＮａＯＨを、１００ｍｌのＴＨＦおよび１００ｍｌのＭｅＯＨと混合する。混合物を室温で１８時間撹拌し、約５０ｍｌまで濃縮し、１５ｍｌの０．５Ｎ  ＨＣｌにより酸性化する。水相をＣＨ2Ｃｌ2で抽出し、有機相をＮａ2ＳＯ4で乾燥し、回転エバポレーターを用いて濃縮する。収率１．８９ｇ（９３％）。
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イオノホアの合成
実施例Ａ１２：
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１．７７ｇ（２．６５ミリモル）の１，３−交互ジ−ｎ−プロピルカリクス［４］クラウン−５（「ケム．ヨーロプ．ジャーナル」１９９６、２、４３６）を、１５０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に溶かし、溶液をアルゴン下−１５℃に冷却する。３．３ｍｌ（１４当量）のジクロロメチルメチルエーテルを加えた後、４．３７ｍｌ（１４当量）の発煙四塩化錫を加える。赤色混合物を１時間撹拌し、次いで１００ｍｌの水に注ぎ、有機相を除去し、水で２回洗浄する。有機相をＮａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮する。残留物をヘキサン／酢酸エチル（４：１）から再結晶化する。収量１．４ｇ（７６％）。Ｍｐ．１９６℃。
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実施例Ａ１３：
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７０ｍｇ（０．１ミリモル）のカリクスアルデヒド、０．０４５ｍｌ（０．４ミリモル）の２−メチル−２−ブテンおよび数滴のＴＨＦを、ｔ−ＢｕＯＨに溶かす。０．５ｍｌの水中６７．８ｍｇ（０．６ミリモル）の８０％ＮａＣｌＯ2および５５．２ｍｇ（０．４ミリモル）のＮａＨ2ＰＯ4から成る混合物を、室温でその溶液に加える。１時間撹拌後、１０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2を加える。さらに２０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2および１０ｍｌの水を加え、有機相を除去する。それをＮａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにかける。融点２１．９℃の白色結晶４４ｍｇ（６２％）が得られる。
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別法として、酸化は、「ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサエティー、ケミカル・コミュニケーション」（１９７８、２５３）に従いＢｕ4Ｎ+ＫＭｎＯ4-によっても行われ得る。
蛍光染料の合成
実施例Ａ１４：
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４．４１ｇ（２６．７ミリモル）の３−ジエチルアミノフェノールおよび６ｇ（１．１６当量）の４−ニトロフタル酸無水物を、３０ｍｌの１，２−ジクロロベンゼンと混合し、混合物を５時間１９０℃で加熱する。溶媒除去後、粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。異性体混合物４．２５ｇ（６４％）が得られる。
実施例Ａ１５：
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３．４４ｇ（７．０６ミリモル）のローダミン異性体を、ＣＨ2Ｃｌ2に溶かす。２５ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2中８．９５ｇ（１０当量）のオキサリルクロリドを、その溶液にゆっくりと滴下すると、激しい気体放出が伴う。２．５時間撹拌後、混合物を蒸発濃縮し、残留物を２０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2中に取る。５ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に溶かした１．５５ｍｌ（３当量）のジエチルアミンをその溶液にゆっくりと滴下する。一夜撹拌後、混合物を蒸発濃縮し、ＣＨ2Ｃｌ2中に取り、２ＮのＨＣｌで洗浄し、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥する。精製はシリカゲルクロマトグラフィーにより行われる。１：１異性体混合物２．６２ｇ（６８％）が得られる。ＭＳ（ＦＤ）：５４３（Ｍ）+。
実施例Ａ１６：
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３．０ｇ（５．５１ミリモル）のニトロローダミン異性体混合物、１８０ｍｇの活性炭／ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ触媒および０．３５ｍｌ（１０当量）の非対称ジメチルヒドラジンを、６０ｍｌのＭｅＯＨと混合し、混合物を８０℃で１３時間撹拌する。溶媒を除去し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。２．４８ｇ（８８％）の暗色固体が得られる。ＭＳ（ＦＡＢ）：５１３（Ｍ＋Ｈ）+。
実施例Ａ１７：
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５０ｇのべンゼン−１，２，４−トリカルボン酸１，２−無水物−４−クロリドを、８００ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に溶かし、溶液を０℃に冷却する。２００ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に１０．９４ｇ（１当量）のエタノールおよび２５．４５ｇの２，６−ルチジンを溶かした溶液をそこに滴下する。０℃で１．５時間および室温で１．５時間撹拌後、混合物を濃縮乾固する。結晶性残留物を酢酸エチル中で１時間撹拌し、濾過し、濾液を蒸発濃縮する。５２ｇ（９９％）の明黄色結晶。Ｍｐ．９８−１００℃。ＭＳ（ＦＤ）：２２０（１００％）。
実施例Ａ１８：
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７．７６ｇの３−ジエチルアミノフェノールおよび１２．０ｇ（１．１６当量）のベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸１，２−無水物−４−エチルエステルを、６０ｍｌの１，２−ジクロロベンゼンに溶かし、溶液を１９０℃で５．５時間加熱し、それに続いて溶媒を真空留去する。異性体混合物をシリカゲルクロマトグラフィーにより分離すると、５８％の全収率が得られる。
異性体Ａ
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実施例Ａ１９：
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１６．７ｇのローダミンカルボン酸を３００ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に溶かし、ＣＨ2Ｃｌ2に２０．６ｇ（５当量）のオキサリルクロリドを溶かした溶液をゆっくりとそこに滴下する。室温で２時間撹拌後、混合物を濃縮乾固する。酸塩化物を２５０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2中にとり、５０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に７．１２ｇ（２当量）のジエチルアミンを溶かした溶液を加える。一夜撹拌後、反応混合物を２ＮのＨＣｌで洗浄する。水相をＣＨ2Ｃｌ2により逆抽出する。有機相を合わせ、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにかける。収量１９．３３ｇ（９９％）。
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実施例Ａ２０：
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２００ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に１９．３ｇのローダミンアミドを溶かし、ＴＨＦ中２．６６ｇ（２．２当量）のＬｉＡｌＨ4の懸濁液に氷冷しながらゆっくりと滴下する。２．５時間撹拌後、１００ｍｌの２Ｎ  ＨＣｌ、次いで１５０ｍｌの２Ｎ  ＮａＯＨを滴下する。水相を酢酸エチルで反復抽出し、有機相を合わせ、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮する。薄いピンクに着色した残留物をクロマトグラフィーにより精製する。純粋な中間体（還元ローダミン、白色形態）を２５０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に溶かし、２．８７ｇ（１当量）のＤＤＱ（２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−１，４−ベンゾキノン）をそこに加える。１および２時間後にそれぞれ追加の１．４３ｇおよび０．６ｇのＤＤＱを加える。反応溶液をＣＨ2Ｃｌ2で希釈し、２ＮのＮａＯＨ、２ＮのＨＣｌおよび食塩水で連続洗浄する。乾燥し、蒸発濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製すると、９．７ｇ（５４％）の純粋なヒドロキシメチルローダミンアミドが得られる。
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実施例Ａ２１：
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２．０ｇのヒドロキシメチルローダミンアミドおよび０．９ｇのＥｔ3Ｎ（２．５当量）を３０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に溶かし、０℃で、１０ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に０．６１ｇ（１．５当量）のメタンスルホニルクロリドを溶かした溶液をそこに滴下する。一夜撹拌後、混合物をＣＨ2Ｃｌ2で希釈し、２ＮのＨＣｌで抽出する。有機相をＮａ2ＳＯ4で乾燥し、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。２．５ｇ（９９％）の濃い紫色が得られる。
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実施例Ａ２２：
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４．４ｇのクロロメチルローダミンおよび２．９５ｇのアジ化ナトリウムを、７５ｍｌのＤＭＳＯに溶かし、溶液を５０℃で４．７５時間加熱する。反応溶液をＣＨ2Ｃｌ2中にとり、２ＮのＨＣｌで２回洗浄する。有機相をＮａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにかける。定量的収率。
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実施例Ａ２３：
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２．３ｇのアジドメチルローダミンおよび１．３８ｇ（１．５当量）のトリフェニルホスフィンを、ピリジン中で２時間撹拌する。中間体付加物を、室温で４時間６０ｍｌの２５％アンモニアで分解する。蒸発濃縮後、残留物を２ＮのＨＣｌ中に取り、ＣＨ2Ｃｌ2で抽出する。有機相を廃棄し、水相をｐＨ１２に調節し、ＣＨ2Ｃｌ2で抽出する。有機相をＮａ2ＳＯ4で乾燥し、濾過後、ＨＣｌガス／ジオキサンで処理する。蒸発濃縮後、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。アミノメチルローダミンジクロリド１．４５ｇ（６６％）の収率。
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実施例Ａ２４：
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９９０ｍｇのアミノメチルローダミンジクロリドを、２０ｍｌの５Ｎ硫酸に溶かし、溶液を１２０℃で３０時間撹拌する。反応混合物を２ＮのＮａＯＨ中に注ぐ（ｐＨ＞１０）。水相をＣＨ2Ｃｌ2で抽出し、有機相をＮａ2ＳＯ4で乾燥し、残留物をクロマトグラフィーにより精製する。収率６６５ｍｇ（８０％）のアミノメチルローダミンカルボン酸。
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実施例Ａ２５：
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４５ｇの５−アミノ−１−ナフトールを、５００ｍｌのピリジンに溶かし、溶液を０℃に冷却する。５４ｍｌ（２当量）の無水酢酸を３０分間にわたって滴下する。室温で３．５時間撹拌後、反応混合物を蒸発濃縮し、１リットルの２Ｎ  ＨＣｌ中にとる。沈澱物を濾過し、真空乾燥する。乾燥した残留物を、ソックスレー抽出器中酢酸エチルで抽出する。溶媒を除去し、残留物をエタノール中に取り、活性炭を加え、混合物を還流する。加熱濾過後、混合物を冷却すると、生成物が結晶化する。収率６７％、褐色固体。
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実施例Ａ２６：
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４５．８ｇのジアセテートを２００ｍｌのメタノールに溶かし、２６０ｍｌの０．８Ｎ水酸化テトラブチルアンモニウムをそこに加える。一夜撹拌後、メタノールを留去し、残留物を２ＮのＨＣｌ中に取り、酢酸エチルで抽出する。有機相をＮａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにかける。収率２４ｇ（６３％）。
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実施例Ａ２７：
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１５ｇの５−ジメチルアミノ−２−ニトロソフェノール、１５．５ｇの５−Ｎ−アセチルアミノ−１−ナフトールおよび１．０３ｇのＡｌＣｌ3を、３５０ｍｌの１，２−ジクロロベンゼン中に混合し、混合物を１４０℃で６７時間加熱する。溶媒を留去し、残留物をＣＨ2Ｃｌ2およびＭｅＯＨ中に取り、ハイフロ（商標）で濾過する。濾液を蒸発濃縮し、残留物をクロマトグラフィーにより精製する。収率１４％。
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実施例Ａ２８：
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２５０ｍｇのアセチル化染料を、５ｍｌのＡｃＯＨ／Ｈ2ＳＯ4（５：２）に溶かし、溶液を４．５時間６０℃で加熱する。反応溶液を、氷冷しながら２Ｎ  ＮａＯＨ（ｐＨ１１−１２）中に注ぐ。有機相を水で洗浄し、Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、蒸発濃縮し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにかける。収率８５％、紫色結晶。
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実施例Ａ２９：
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５．７ｇ（４０ミリモル）のほう素トリフルオリドエチルエーテラートを、２５０ｍｌのジクロロエタンに４．８ｇ（１０ミリモル）のローダミンＢ（塩酸塩、イー・メルク、ダルムシュタッド）および１．１ｇ（１２ミリモル）のアセトアミドメタノールを溶かした溶液に加える。混合物を８０℃で３時間加熱し、反応混合物を室温に冷却し、氷に注ぎ、メチレンクロリドで抽出する。４’−（アセトアミドメチル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルローダミンが中間体として得られる。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥し、十分に濃縮すると、５．６ｇの生成物が得られ、これを４００ｍｌの４Ｎ塩酸中に取り、１００℃で２時間加熱する。室温で、混合物を２Ｎ水酸化ナトリウム溶液により中性にし、メチレンクロリドで抽出する。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥し、十分に濃縮する。残留物をシリカゲルクロマトグラフィー（溶離剤：メチレンクロリド／メタノール２０：１）にかけると、２．５ｇのの標記化合物が５３％の収率で得られる。
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Ｂ）フルオロイオノホアの合成
実施例Ｂ１：
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実施例Ａ４からの５１１ｍｇ（１ミリモル）のカルボン酸を、５ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に溶かし、１７８ｍｇ（１．１当量）のＣＤＩを加える。２時間後、２５ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に５１３ｍｇ（１ミリモル）の４−アミノローダミン／５−アミノ−ローダミン（実施例１６）を溶かした溶液を滴下し、混合物を２０時間撹拌する。反応混合物を蒸発濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーにかける。収率２８０ｍｇ（２８％）の紫色固体。ＭＳ：１００５（Ｍ＋）。
実施例Ｂ２：
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２８０ｍｇ（０．２７８ミリモル）のＢＯＣ−保護リシン誘導体を、２．５ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2および２．５ｍｌのトリフルオロ酢酸に溶かす。混合物を暗所で２０分間撹拌し、次いで蒸発により濃縮乾固する。残留物を、ＣＨ2Ｃｌ2／ＭｅＯＨ（９５：５）によるシリカゲルクロマトグラフィーにかける。収率２１０ｍｇ（７４％）。ＭＳ：９０６（Ｍ+）。
実施例Ｂ３：
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５０ｍｇ（０．０７ミリモル）の１，３−交互ジ−ｎ−プロピルカリクス［４］クラウン−５−カルボン酸（実施例Ａ１３）を、３ｍｌの乾燥ＣＨ2Ｃｌ2に溶かし、次いで０．５ｍｌのオキサリルクロリドを加える。３０分後、反応混合物を蒸発濃縮し、２ｍｌの乾燥ＣＨ2Ｃｌ2に溶かす。溶液を、２ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2中実施例３１からのリシン誘導体７１．８ｍｇ（０．０７ミリモル）、２５ｍｇ（３．５当量）のトリエチルアミンおよび２滴のＤＭＦから成る混合物に加える。一夜撹拌し、蒸発濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーにかけると、収率６１ｍｇ（５４％）の目的生成物が得られる。ＭＳ：１５９８（Ｍ＋）。
実施例Ｂ４：
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実施例Ａ４からのカルボン酸５０３ｍｇ（１ミリモル）を、５ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に溶かし、１７８ｍｇ（１．１当量）のＣＤＩをそこに加える。２時間後、２５ｍｌのＣＨ2Ｃｌ2に５１３ｍｇ（１ミリモル）の４−アミノ−ローダミン／５−アミノ−ローダミン（実施例１６）を溶かした溶液を滴下する。反応混合物を２０時間撹拌し、蒸発濃縮し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにかける。収率１１０ｍｇ（１１％）の紫色固体。
実施例Ｂ４：
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１１０ｍｇ（０．１０６ミリモル）のＢＯＣ−保護化合物を、室温でＣＨ2Ｃｌ2／ＣＦ3ＣＯＯＨ（５：１）（５ｍｌ）に溶かし、溶液を３時間撹拌する。反応溶液を蒸発濃縮し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィー（ＣＨ2Ｃｌ2／ＭｅＯＨ９：１）にかける。収率７０ｍｇ（６５％）。ＭＳ（ＦＡＢ）：８９８（Ｍ＋Ｈ）+。
実施例Ｂ５：
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９５ｍｇ（０．０９９ミリモル）のカリキサレン−トリエステル−モノカルボン酸（「ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサエティー、パーキン・トランザクションズ１」１９９０、４３１、同書、１９９２、１５９５）を、０．５ｍｌのＳＯＣｌ2に溶かし、溶液を１０分間８０℃で加熱する。蒸発濃縮後、残留物をＣＨ2Ｃｌ2中に取り、ＣＨ2Ｃｌ2に５０ｍｇ（０．０４９５モル）のリシン染料誘導体（実施例Ａ３４）および３５ｍｇ（０．３５ミリモル）のトリエチルアミンを溶かした溶液に滴下する。１６時間後、反応溶液をＣＨ2Ｃｌ2で希釈し、２ＮのＨＣｌで洗浄する。乾燥後蒸発濃縮し、クロマトグラフィーにより精製すると、５５ｍｇ（６０％）の紫色固体が得られる。ＭＳ（ＦＡＢ）：１８４４（Ｍ＋Ｈ）+。
実施例Ｂ６：
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上記化合物は、前記合成と同様にして製造される。ＭＳ（ＦＡＢ）：１８２５（Ｍ＋Ｎａ）+。選択された特徴シグナル、
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Ｃ）ポリマーの製造
実施例Ｃ１：非共有結合固定化発蛍光団用のマトリックスポリマーの製造
実施例Ｃ１．１：
１．７５ｇ（１７．６４ミリモル）のＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡ）、３．２５ｇ（１７．６４ミリモル）の２−エチルヘキシルアクリレート（ＥＨＡ）および２５ｍｇのＡＩＢＮを、フラスコにおいて１５ｍｌのジオキサンに溶かす。フラスコをスリーウェイタップにより密閉し、窒素を導入し、それに続いて凍結させ、吸引装置を適用し、解凍することにより、フラスコに窒素雰囲気を生じさせる。バッチを６０℃で９６時間ポリマー形成させる。粘稠性の塊を５ｍｌのジオキサンで希釈し、ポリマーを１．５リットルの脱イオン水に沈澱させる。ポリマーを濾過し、軽度真空下２４時間４０℃で乾燥し、１０ｍｌのジオキサンに溶かし、１．５リットルの脱イオン水に再沈澱させ、濾過し、高度真空下で乾燥する。収率：４．８ｇ（９６％）、２５℃でジオキサン中５％溶液の固有粘度ηｉｎｈは０．３７ｄｌ／ｇであり、ガラス転移温度Ｔg＝−１２０．℃、ポリマーにおけるＤＭＡＡの含有率４７．４モル％（元素分析より）。
実施例Ｃ１．２：
２．７０ｇ（１５．９５ミリモル）のジアセトンアクリルアミド（ＤＡＡＡ）、２．３０ｇ（１５．９５ミリモル）のヒドロキシブチルアクリレート（ＨＯＢＡ）および２５ｍｇのＡＩＢＮを、４５ｍｌのＤＭＳＯに溶かす。実施例Ｃ１．１と同様にしてさらに製造が行われ、ポリマー形成が６０℃で行われる。
収率：４．２３ｇ（８４％）、ηｉｎｈ＝０．４６ｄｌ／ｇ（２５℃でメタノール中０．５％溶液）、Ｔg＝３７．２℃、ポリマーにおけるＤＭＡＡの含有率４７．５モル％（元素分析より）。
実施例Ｃ１．３：
７５％ＤＡＡＡおよび２５％ＨＯＢＡを用いて実施例Ｃ１．２と同様にして製造。収率：７４％、ηｉｎｈ＝０．４０ｄｌ／ｇ（２５℃でメタノール中０．５％溶液）、Ｔg＝６９．８℃、ポリマーにおけるＤＭＡＡの含有率７０．５モル％（元素分析より）。
実施例Ｃ１：共有結合固定化発蛍光団用のマトリックスポリマーの製造
実施例Ｃ２．１：２．１６ｇ（１２．７６ミリモル）のＤＡＡＡ、１．８４ｇ（１２．７６ミリモル）のＨＯＢＡ、２０ｍｇのＡｌＢＮおよび２０ｍｇのＢ３を、３６ｍｌのＤＭＳＯに溶かす。実施例Ｃ１．２の場合と同様試料を製造し、重合させ、後処理する。
収率：３．７ｇ（９２．５％）、ηｉｎｈ＝０．４７ｄｌ／ｇ（２５℃でメタノール中０．５％溶液）、Ｔg＝３５．５℃、ポリマーにおけるＤＭＡＡの含有率４７．５モル％（元素分析より）。
実施例Ｃ２．２：
１．４ｇ（１４．１１ミリモル）のＤＭＡＡ、２．６０ｇ（１４．１１ミリモル）のＥＨＡ、２０ｍｇのＡｌＢＮおよび２０ｍｇのＢ３を、３６ｍｌのＤＭＳＯに溶かし、実施例Ｃ２．１記載の要領で溶液をポリマー形成用に製造する。ポリマー形成の持続時間は６０℃で９６時間である。収率：３．４ｇ（８５％）、ηｉｎｈ＝０．７９５ｄｌ／ｇ（２５℃で０．５％ＴＨＦ溶液）、Ｔg＝２４．１℃、ポリマーは４６．３モル％ＤＭＡＡを含む（元素分析から算出）。
実施例Ｃ２．３：
２．１６ｇ（１２．７６ミリモル）のＤＡＡＡ、１．８４ｇ（１２．７６ミリモル）のＨＯＢＡ、２０ｍｇのＡｌＢＮおよび１８．５ｍｇのＢ５を、３６ｍｌのＤＭＳＯに溶かし、実施例Ｃ２．１記載の要領で試料を製造し、ポリマー形成させ、後処理する。収率：３．４７ｇ（８７％）、ηｉｎｈ＝０．３８６ｄｌ／ｇ（２５℃でメタノール中０．５％溶液）、Ｔg＝３５．６℃、ポリマーにおけるＤＡＡＡの含有率：４５．８モル％（元素分析から算出）。
実施例Ｃ２．４：
１．４０ｇ（１４．１１ミリモル）のＤＭＡＡ、２．６０ｇ（１４．１１ミリモル）のＥＨＡ、２０ｍｇのＡｌＢＮおよび１８．５ｍｇのＢ５を、３６ｍｌのＤＭＳＯに溶かす。実施例Ｃ２．２記載の要領でバッチをポリマー形成させ、後処理する。収率：３．８１ｇ（８７％）、ηｉｎｈ＝０．３８２ｄｌ／ｇ（２５℃でＴＨＦ中０．５％溶液）、Ｔg＝２０．６℃。
Ｄ）コーティング組成物の製造
実施例Ｄ１：
１ｍｇのフルオロイオノホアＢ３、２９％イソプロパノール中１ｍｌのポリ（４−ヒドロキシブチルアクリレート）（カタログ番号８８８、ＳＰＰ）、１００μｌの４−ヒドロキシブチルアクリレート（カタログ番号Ｍ−２１７、ＳＰＰ）、５０μｌのエチレングリコールジアクリレートおよびアゾイソブチロニトリル（フルカ、カタログ番号１１６３０）を、２ｍｌ反応容器中で混合する。
実施例Ｄ２：
０．３５ｍｇのフルオロイオノホアＢ６、実施例Ｃ１．３からのコポリマー８８ｍｇおよび１ｍｌのイソプロパノールを、２ｍｌ反応容器中で混合する。
Ｅ）センサーの製造
実施例Ｅ１：
実施例Ｄ１からのコーティング溶液２００μｌを、直径１８ｍｍの円形顕微鏡カバーグラスにピペットで載せ、コンバック・スピン・コーターモデル１００１を用いて７００ｒｐｍで３０秒間回転させる。
コーティングされた顕微鏡カバーグラスを、オーブン中窒素雰囲気下で３時間６０℃で加熱する。
実施例Ｅ２：
実施例Ｄ２からのコーティング溶液２００μｌを、直径１８ｍｍの円形顕微鏡カバーグラスにピペットで取り、コンバック・スピン・コーターモデル１００１を用いて５００ｒｐｍで３０秒間回転させる。
コーティングされた顕微鏡カバーグラスを、オーブン中窒素雰囲気下で３時間６０℃で加熱する。
Ｆ）適用例（イオン検出）
実施例Ｆ１：
実施例Ｅ１のコーティングされた顕微鏡カバーグラスを、フローセルに固定する。蛍光強度を、カリウム濃度の関数として測定する。測定されたシグナルを表１に列挙する。
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実施例Ｆ２
実施例Ｅ２のコーティングされた顕微鏡カバーグラスを、フローセルに固定する。蛍光強度を、ナトリウム濃度の関数として測定する。測定されたシグナルを表２に列挙する。
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