Ion binding properties of 5,11,17,23 -tetra -tert -butyl -25,27-bis(diethylcarbamoylmethoxy)-26,28-bis(diphenylphosphinoylmethoxy)calix[4]arene towards alkaline-earth cations

The ability of 5,11,17,23-tetra-tert-butyl-25,27-bis(diethylcarbamoylmethoxy)-26,28-bis(diphenylphosphinoylmethoxy)calix[4]arene (calix-1) to complex alkaline-earth ions was evaluated by determination of stability constant of respective complexes in methanol and mixed methanol-X solvents (X = acetonitrile or tetrahydrofuran) at 20°C by UV-VIS spectroscopy. The analysis ofthe obtained spectra has shown a 1:2 (calix-1/metal) stoichiometric ratio for Ca 2+ and Sr 2+ complexes, and 1:1 stoichiometryfor Ba 2+ in all studied solvents. An addition of either acetonitrile or tetrahydrofuran to methanol increased stability of M-calix-1 (M - an alkaline-earth ion) complexes. The results have shown a significantly greater affinity of calix-1 receptor towards calcium ion than to other alkaline-earth ions. To demonstrate analytical applications of the studied calixarene, it has been used as an ionophore in a new PVC coated graphite membrane of Ca 2+ -selective electrode. The membrane comprised 6% calix-1, 61% solvent mediator (ortho-nitrophenyloctyl ether), 30% PVC, and 3% anion excluder (sodium tetraphenylborate). The electrode exhibited a near-Nernstian response of 30.7 ± 0.2 mV/decade over a concentration range of calcium ion of 1 x 10 -5 - 1 × 10 -3 mol L -1 , detection limit was 3.6 × 10 -6 mol L -1 . The working pH range of the proposed electrode was 4-7. The electrode was successfully used as a potentiometric sensor in complexometric titration of calcium ion in various solutions. Oceniono zdolnośC 5,11,17,23-tetra-tert-butyl-25,27-bis(dietylokarbamoilmetoksy)-26,28--bis(difenylofosfinoilmetoksy)kaliks[4]arenu (calix-1) do wiazania w kompleks jonow metali ziem alkalicznych na drodze wyznaczenia stalych wartosci odpowiednich kompleksow w metano lu i rozpuszczalnikach mieszanych: metanol-X (X = acetonitryl lub tetrahydrofuran), za pomoca spektroskopii UV-VIS w 20°C. Analiza uzyskanych widm wykazala, ze stechiometria kompleksow (calix-1-metal) wynosi 1:2 dla Ca 2+ i Sr 2+ oraz 1:1 dla Ba 2+ we wszystkich badanych rozpuszczalnikach. Dodatek acetonitrylu lub tetrahydrofuranu do meta-noluzwiekszal trwalośC kompleksow: M-calix-1 (M-jon metalu ziem alkalicznych). Wyniki wskazuja na duzo wieksze powinowactwo receptora calix-1 w stosunku do wapnia niz w stosunku do pozostalych metali ziem alkalicznych. W celu wykazania analitycznych zastosowan badanego kaliksarenu uzyto go w charakterze jonoforu w nowej, selektywnej wzgledem Ca 2+ elektrodzie z membrana PVC na graficie. Membrana skladala sie z 6% eteru o-nitrofenylooktylowego jako mediatora, 30% PVC i 3% tetrafenyloboranu sodu. Elektroda ta wykazywala nieomal Nemstowska odpowiedz 30,7 ± 0,2 mV/dekade w zakresie stezen jonu wapniowego: 1 x 10 -5 -1 x 10 -3 mol L -1 . Roboczy zakres pH nowej elektrody wynosil 4-7. Elektrode zastosowano z powodzeniem w charakterze potencjometrycznego sensora w kompleksometrycznym miareczkowaniu jonow wapniowych w roznych roz-tworach.