用于检测水的组合物以及用于检测水的指示剂制造技术

本发明专利技术提供代替蓝硅胶的新型用于检测水的组合物、和利用该用于检测水的组合物而构成的用于检测水的指示剂。所述组合物含有卟啉配位化合物和选自“碱金属、碱土金属、Ａｌ、以及Ｆｅ”中的至少１种的无机盐为有效成分。以２个轴配位基为羟基或卤素（氯）的磷卟啉配位化合物（［Ｐ（Ｖ）ＴＰＰ（ＯＨ）↓［２］］Ｃｌ或［Ｐ（Ｖ）ＴＰＰ（Ｃｌ）↓［２］］Ｃｌ和ＣａＣｌ↓［２］为有效成分的用于检测水的组合物的场合，在相对湿度２０％时变为绿色、５０％时变为带茶色的绿色或带桃色的绿色、９０％时变为茶色或桃色的阶段的变色。再于１００℃下干燥时返回到绿色，再次进行吸湿率试验时，与初次同样地确认依赖于相对湿度的阶段的发色，具有可逆性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于检测水的组合物、以及用于检测水的指示剂。
技术介绍
作为吸湿(吸水)程度的标准而使用的湿度指示剂，在以前，已知有担载了氯化钴的二氧化硅凝胶(例如，参照非专利文献1)。该担载了氯化钴的二氧化硅凝胶通常被称为蓝硅胶，广泛地作为湿度指示剂使用。“硅胶试验方法JIS K 1150-1994”，平成6年8月1日制定，日本工业标准调查会审议，日本标准协会发行，“5.13蓝硅胶的变色区域”
技术实现思路
专利技术要解决的课题可是，公知的“蓝硅胶”，根据其用途，也并不是一定可以容易地使用，在市场上，寻求代替蓝硅胶的新型湿度指示剂的呼声越发高涨。为了对应这样的市场的呼声，本专利技术者们反复进行深入研究的结果发现，如果使特定的卟啉配位化合物和特定的无机盐共存，对应于湿度变化可敏锐地变色。本专利技术就是基于上述发现而完成的，其目的在于，提供一种代替蓝硅胶的新型的用于检测水的组合物、以及利用该用于检测水的组合物而构成的用于检测水的指示剂。解决课题的方法以下，对本专利技术中采用的特征构成进行说明。本专利技术的用于检测水的组合物的特征是，含有下述通式(式中，M为选自“Mg、Al、Si、P、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、W、Re、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、以及Bi”中的1种元素，X为卤素或OR1(式中，R1为氢或可以取代该氢的任意的取代基)，R2为氢或可以取代该氢的任意的取代基)表示的卟啉配位化合物、和选自“碱金属、碱土金属、Al、以及Fe”中的至少1种无机盐作为有效成分。 在该通式中，配位化合物的中心元素M为选自“Mg、Al、Si、P、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、W、Re、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、以及Bi”中的1种。该中心元素也可以是离子，此时，通式表示的配位化合物成为配位离子。成为配位离子时，配位离子可以作为配盐包含在用于检测水的组合物中。另外，虽然为形成配盐而共存的离子可以是任意的，但优选例如，Br-、Cl-、F-等卤素离子、或OH-等。另外，上述通式中，X为卤素(例如，Br、Cl、F等)或OR1，X为OR1时，R1为氢或可以取代该氢的任意的取代基。该取代基只要是不损害作为用于检测水的组合物的作用的基团，则可以是任意的基团，但如果考虑配位化合物的制造容易程度、稳定性等，希望该R1为氢、可以被苯基取代的烷基、环烷基、可以具有取代基的苯基、或可以具有取代基的酰基中的任意一种。其中，R1为氢时，-OR1成为羟基，由于容易固定在硅胶这样的具有羟基的载体上，因此特别优选。另外，作为上述“可以具有取代基的苯基、或可以具有取代基的酰基”中的取代基，可以举出，例如，烷基、烷氧基、羧基、氟基团、氯基团、溴基团、碘基团、羟基、氰基、氨基、甲酰基、苯基、酰基、硝基等。另外，上述通式中，R2也是氢或可以取代该氢的任意的取代基。该取代基只要是不损害作为用于检测水的组合物的作用的基团，则可以是任意的基团，但如果考虑上述配位化合物的制造容易程度、稳定性等，希望该R2为可以具有取代基的苯基。另外，作为可以具有苯基的取代基，可以举出，例如，烷基、烷氧基、羧基、氟基团、氯基团、溴基团、碘基团、羟基、氰基、氨基、甲酰基、苯基、酰基、硝基等。另外，作为用于得到“碱金属、碱土金属、Al、以及Fe”中的至少1种的无机盐的无机酸，可以使用盐酸、硫酸、或硝酸。其中，使用盐酸或硫酸时，与使用硝酸时相比，由于因吸湿引起的发色变化有变大的倾向，故优选。另外，如果在碱金属、碱土金属、Al、以及Fe中使用Ca或Mg，由于因吸湿引起的发色变化有变大的倾向，故优选。如果采用以上构成的本专利技术的用于检测水的组合物，伴随着吸湿或与水的接触而引起发色变化，例如，通过将该用于检测水的组合物担载在具有吸湿性的载体上，可以作为湿度指示剂使用。或者，通过担载在具有吸水性的载体上，可以作为漏水指示剂使用。至于为构成这些湿度指示剂或漏水指示剂(以下，统称为用于检测水的指示剂)而使用的载体应该具有何种程度的吸湿性或吸水性，由于根据要检测的湿度或水的形态(水蒸气、水)而变化，不能一概而定，但作为一例，如果要举出作为湿度指示剂的优选的具体例子，优选例如，在“JIS Z07014.1吸湿性试验”中，相对湿度20％时的吸湿率为0.1％或0.1％以上，相对湿度50％时的吸湿率为0.3％或0.3％以上，相对湿度90％时的吸湿率为1.0％或1.0％以上的载体。特别优选无机多孔性载体，其中，无色载体由于容易确认到由吸湿引起的发色反应，因此，在这点上，优选硅胶。这样的硅胶，只要是作为粒状物形成的硅胶即可。或者，也可以是通过将含有这样的硅胶的流动性组合物渗入或涂布到纸或其它的载体上而构成具有吸湿性的载体。另外，说到与作为公知的湿度指示剂的蓝硅胶的比较，近年，钴及其化合物作为有可能对人的健康或生态系统有害的物质，在化学物质把握管理促进法中被选定为第一种指定化学物质，因此，强烈需求代替氯化钴的更加安全的物质。在这一点上，如果是本专利技术的用于检测水的组合物，当然可以是钴，但还可以选择钴以外的元素作为配位化合物的中心元素，因此，根据用于检测水的组合物的使用目的，通过避开第一种指定化学物质而选择安全性更高的元素，可以提供对人的健康或生态系统的不良影响少、安全性高的用于检测水的指示剂。附图说明图1是示出在第2种实施方式中示出的试样的吸附等温线的图。图2是示出在第3种实施方式中示出的试样的吸附等温线的图。图3是示出在第4种实施方式中示出的试样的吸收光谱的图。图4是示出在第5种实施方式中示出的试样的吸收光谱的图。具体实施例方式接着，举出具体的例子对本专利技术的实施方式进行说明。首先，按以下的工序合成磷卟啉。在50L的玻璃反应釜中设置回流装置，在反应釜内，在氮气气流下使四苯基卟啉(H2TPP，120g)溶解在12L脱水吡啶中，再添加2.4L的POCl3。接着，将反应溶液充分回流，用UV-vis光谱进行反应跟踪。确认Soret吸收带从416nm移动到438nm时，使反应结束。反应结束后，将反应釜放置冷却到室温。接着，将120L的己烷加入到500L的玻璃釜中，一边搅拌己烷一边经过1小时滴加反应后的反应溶液来进行再沉淀，将沉淀物用36L的氯仿经过30分钟左右使目的物充分溶解。另外，为了除去无机盐，将80L离子交换水加入到萃取的氯仿溶液中，搅拌30分钟后，静置30分钟左右进行分液。水层确认pH后，废弃。此操作再重复2次，并将氯仿层充分水洗。分液后，通过蒸发器在减压下使氯仿层蒸发干固，再用真空泵减压干燥2～3天，得到具有作为轴配位基的2个氯原子的磷卟啉配位化合物(Cl，以下，称为磷卟啉配位化合物(A))。收率为92％。另外，以上述工序合成的磷卟啉配位化合物(A)是下述化学式表示的化合物。 接着，为了将轴配位基变换为羟基，将1.0g上述磷卟啉配位化合物(A)溶解在160ml的25％含水乙腈水溶液中，在空气下回流1小时。反应跟踪用UV-Vis光谱进行。确认Soret吸收带从438nm移动到423nm，使反应结束。用蒸发器将乙腈水溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测水的组合物，其特征在于，含有下述通式［Ⅰ］表示的卟啉配位化合物和选自“碱金属、碱土金属、Ａｌ、以及Ｆｅ”中至少１种的无机盐作为有效成分，　　　　［化学式１］　　＊＊＊　　…［Ⅰ］　　　　（式中，Ｍ为选自“Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｗ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、以及Ｂｉ”中的１种元素，Ｘ为卤素或ＯＲ↓［１］（式中，Ｒ↓［１］为氢或可以取代该氢的任意的取代基），Ｒ↓［２］为氢或可以取代该氢的任意的取代基）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：笛田佳之，
申请(专利权)人：富士西利西亚化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]