Z 7260-107 : 2000
(1)
まえがき
この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,社団法人日本化学工業協会 (JCIA) /財団法
人日本規格協会 (JSA) から工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,日本工業標
準調査会の審議を経て,通商産業大臣が制定した日本工業規格である。
JIS Z 7260-107
には,次に示す附属書がある。
附属書 A(規定) 引用文献
附属書 1(参考) 分配係数測定における補足的事項
日本工業規格
JIS
Z
7260-107
: 2000
分配係数(1−オクタノール/水)
の測定−フラスコ振とう法
Partition coefficient (1-octanol/water) Shake flask method
序文 この規格は 1995 年 7 月 27 日に採択された OECD Guideline for the testing of chemicals 107, Partition
coefficient (n-octanol/water) : Shake flask method
を翻訳し,技術的内容を変更することなく作成した日本工業
規格である。
なお,この規格で点線の下線を施してある箇所及び
附属書 1 は,対応 OECD 化学品テストガイドライン
に記載のない事項である。
備考 この規格の基礎とした OECD 化学品テストガイドライン No.107 では,溶媒名を“n−octanol”
としているが,この規格では JIS の例に従って“1−オクタノール”を使用した。
1.
適用範囲 この測定方法は,フラスコ振とう法による化学物質の 1−オクタノール/水間の分配係数
(以下,Pow という。
)の測定方法について規定する。
分配係数の常用対数値 log Pow の値が−2∼4(場合によっては 5 まで)の範囲は,ここに記載された方
法で測定することができる[
附属書 A の(1)及び(2)]。
このフラスコ振とう法は界面活性のある物質には適用できない。
2.
引用規格 次に掲げる規格は,この規格を引用することによって,この規格の規定の一部を構成する。
発効年を付記していない引用規格は,その最新版(追補を含む。
)を適用する。
OECD GUIDELINE FOR THE TESTING OF CHEMICALS, No.105
“Water Solubility” (Adopted by
theCouncil on 27 July, 1995)
.
OECD GUIDELINE FOR THE TESTING OF CHEMICALS, No.111
“Hydrolysis as a Function of pH”
(Adopted by the Council on 12 May, 1981)
.
OECD GUIDELINE FOR THE TESTING OF CHEMICALS, No.112
“Dissociation Constants in
Water” (Adopted by the Council on 12 May, 1981)
.
OECD GUIDELINE FOR THE TESTING OF CHEMICALS, No.115
“Surface Tension of Aqueous
Solutions” (Adopted by the Council on 27 July, 1995)
.
3.
定義・記号 この規格で用いる主な用語,記号の定義は,次による。
分配係数 (Partition Coefficient) (P) 二つの混じり合わない溶媒からなる二相へ溶解した物質の平衡濃
度の比。1−オクタノールと水の場合には,次の式で表す。
Pow
=C(1−オクタノール相中の濃度)/C(水相中の濃度)
2
Z 7260-107 : 2000
したがって,分配係数は二つの濃度の比,又は一定の体積比を乗じた二相中の被験物質量の比であり,
通常,10 を底とする対数で表す。
4.
試験の原理 ネルンストの分配則は,ある一定温度,圧力,pH のもとにおける希薄溶液に対して適用
できる。厳密には,0.01mol/L を超えない濃度で二つの純粋な溶媒の間に分配された純粋な物質に適用され
る。もし,幾つかの異なる溶質が一方,又は両方の相に共存すれば結果に影響を与える。溶解した分子の
解離又は会合は,ネルンストの分配則からのずれの原因となる。そのようなずれは,分配係数が溶液濃度
に依存する事実によって示唆される。イオン性の物質に適用する場合には,酸性物質のときはその pK 値
よりも少なくとも 1 小さい pH の緩衝液,塩基性物質のときはその pK 値よりも少なくとも 1 大きい pH の
適切な緩衝液を用いることによって生成した非イオン性の物質(遊離酸,遊離塩基)として,測定するこ
とが望ましい。
5.
被験物質に関する情報 試験の実施に先立ち,被験物質に関する次の情報が有用である。
a)
構造式
b)
水溶解度(OECD 化学品テストガイドライン No.105)
c)
加水分解性(OECD 化学品テストガイドライン No.111)
d)
解離定数(OECD 化学品テストガイドライン No.112)
e)
1
−オクタノール溶解度
f)
表面張力(OECD 化学品テストガイドライン No.115)
g)
被験物質に対して選択性の高い分析法
6.
参照物質 参照物質(基準物質)を用いる必要はない。元来これらの物質は時おり,測定法の正確さ
を確認し,また,他の測定法を用いたときに結果を比較するときに役立つ。
7.
試験方法
7.1
装置及び器具 測定に先立ち,次に示す装置及び器具を準備するとよい。
相互飽和用容器 7.3 で使用するガラス製の容器(貯蔵瓶など)
振とう機又はスターラー 穏やかに振とうできる往復振とう機又は穏やかにかくはんできるマグネチ
ックスターラ−など
恒温槽,恒温水槽又は恒温室 試験温度に調節できるもの
遠心分離機 温度制御装置付きの装置を用いる場合には,試験温度に調節できるもの
振とう機 平衡化操作に振とう機を用いる場合には,平衡化容器を垂直に 180 度回転できるもの(回
転数=20 回/分)
平衡化容器 共栓付きの遠心管又はフラスコなどでガラス製,ふっ素樹脂製又はステンレス鋼製など,
被験物質と相互作用のない適切な材質のものが望ましい。測定条件の異なる 3 測定系の各々で 2 回ず
つ測定を行うので,容器は 6 個必要である。
pH
計 適切なもの
注射器 ガラス製など,被験物質と相互作用のない適切な材質のものが望ましい。
7.2
水及び 1−オクタノール 水は,蒸留水又は再蒸留水が望ましく,イオン交換体から直接採取した水
は使用しないほうがよい。1−オクタノールは分析用試薬が望ましい。
3
Z 7260-107 : 2000
参考 水は附属書 1 に示す方法を参考に精製することが望ましい(JIS K 0557 用水・排水の試験に用
いる水の種別 A3 又は A4)
。1−オクタノールは
附属書 1 に示す方法を参考に精製するか又は分
配係数測定用として市販されている高純度試薬(純度 99.5%以上)を用いることが望ましい。
被験物質の濃度既知の貯蔵液は,あらかじめ水で飽和させた 1−オクタノールを用いて調製する。この
溶液は,安定性が確認された条件下で保存する。
7.3
水と 1−オクタノールの相互飽和 分配係数を測定する前に,二つの溶媒相を試験温度で相互に飽和
させる。これを行うには二つの大きなガラス製の容器(貯蔵瓶など)を用意し,一方には 1−オクタノー
ルと飽和に十分な量の水を入れ,もう一方には水と飽和に十分な量の 1−オクタノールを入れ,24 時間穏
やかに,振とう機で振とうするか,又はスターラーでかくはんするのが実際的である。その後,二つの相
が分離するまで十分な時間,静置する。両相が完全に透明になったことを確認した後,分取することが望
ましい。
参考 水は 1−オクタノールで十分に飽和していることをガスクロマトグラフ法によって確認するこ
とが望ましい。また,1−オクタノールは水で十分に飽和していることをカール・フィッシャー
水分測定法によって確認することが望ましい。
7.4
試験条件 試験条件は,次による。
a)
試験温度 試験は 20 から 25℃の範囲で±1℃に保って行うことが望ましい。
b)
水に対する 1−オクタノールの体積比 水に対する 1−オクタノールの体積比と使用される被験物質
量を,次の要因を考慮して選択する。
1)
分配係数の予備的推定値[
附属書 A(3)]
分配係数の推定法を
附属書 1 に示す。
2)
分析法の感度から要求される各相中の被験物質の最低濃度
3)
それぞれの相中における被験物質の最大温度は 0.01mol/L
4)
二つの相の全体積は遠心管などの平衡化容器にほぼ一杯になるようにすることが望ましい。このよ
うにすることにより空間部分が減り,揮発によって被験物質が減少することを防ぐことができる。
c)
測定条件 体積比を次に示す 3 条件に設定する。
測定条件−1 b)で設定した水に対する 1−オクタノールの体積比とする。
測定条件−2 水に対する 1−オクタノールの体積比を測定条件−1 で設定した体積比の 1/2 とする。
測定条件−3 水に対する 1−オクタノールの体積比を測定条件−1 で設定した体積比の 2 倍とする。
測定条件−2, 測定条件−3 では,添加される被験物質量は b)の 1),2),3),4)の条件を満たすため
測定条件−1 のときと異なってくるかもしれない。
各測定条件の試験は二つの溶媒と貯蔵液を正確にはかりとり,並行して実施する。すなわち,各測
定条件において繰り返し測定 (n=2) を行う。
7.5
試験の実施 試験の実施は,次による。
a)
分配平衡の達成 試験容器は振とう機又は手によって振とうする。推奨する方法としては,試験容器
として遠心管を用いた場合,その上下を逆転させることによって横軸(水平軸)の周りに 180°回転
して(5 分間,約 100 回)
,管中の空気が二相を横切って上昇するように振とうする方法である。
b)
相の分離 一般的に相を分離するためには遠心分離を行う。遠心分離は試験温度で行うことが望まし
い。温度制御されていない遠心機を使用する場合は,分析する前に遠心管を少なくとも 1 時間,試験
温度で放置して平衡化させる。
c)
分析 分配係数を算出するために二つの相中の被験物質濃度を測定することが必要である。分析は次
4
Z 7260-107 : 2000
の操作によって行うことが望ましい。
1)
分析を開始する前に二相が完全に分離していることを確認する。
2)
1
−オクタノール相の採取 1−オクタノール相の中央部に例えばピペットの先端を挿入し,適切な
量の 1−オクタノールを採取する。
参考 適切な量として約 1/2 以下の液量が望ましい。
ピペットの外側をろ紙でふき取った後,1−オクタノールを別の容器に移す。
3)
水相の採取 1−オクタノールの混入を最小限にとどめるために,水相からの採取は,針が取り外し
できる注射器を使用し次のように行う。
3.1)
最初,注射器の一部に空気を入れておく。1−オクタノール相中に針を通過させるとき,空気をゆっ
くり押し出しながら水相に達するように行う。
3.2)
次に,分析に十分な量の水相を吸い込む。注射器をすばやく溶液から抜き取り,針を外し,水相を
別の容器に移す。
参考 なお,1−オクタノール相を除去してから,水相を採取する場合は次のように行うとよい。
遠心管中に残存している 1−オクタノール相を除去するときは
附属書 1 に示すような吸引装
置を用いて行うと便利である。吸引装置を用いない場合には,ピペット,注射器などを用いる
が,その場合,これらは新しいものを用いる。
新しいピペットの先端を水相の下部に挿入し,約 2/3 以下の量の水相を採取する。
4)
ピペットの外側をろ紙などでふき取った後,水相を別の容器に移す。水相を抽出溶媒が入れてある
容器に移す場合には,ピペットを抽出溶媒に接触させてはならない。
5)
上記で採取した水相及び 1−オクタノール相はそのまま分析するか又は必要があれば希釈,抽出,
濃縮などの前処理を行って分析する。分析は被験物質に対して選択的な方法が好ましい。適切な分
析方法としては,吸光光度法,ガスクロマトグラフ法,高速液体クロマトグラフ法が挙げられる。
8.
データと報告 データと報告は,次による。
a)
計算
1)
分配係数 Pow の算出 Pow の値はそれぞれの試験のデータから次の式によって求める。溶媒の体積
比が異なり,また,被験物質量も異なっている三つの測定条件でそれぞれ並行して行うので (n=2),
全部で 6 個の測定値が得られる。
logPow
=log
10
C
o
/C
w
ここに,
C
o
: 1−オクタノール相中の被験物質濃度
C
w
: 水相中の被験物質濃度
2) log
Pow
の全平均値及び標準偏差を求める。
3)
各測定系における物質収支の算出 各測定系において二つの相に存在する被験物質の全量を計算し,
最初に添加した量と比較することによって試験前後の物質収支の確認を行うことが望ましい。
b)
試験の有効性 3 回の試験で 6 個の値が得られるが 6 個の log Pow 値は±0.3 以内であることが望まし
い。
C)
試験報告書 試験報告書には,次の情報を含んでいなければならない。
1)
被験物質の化学的同定データと不純物
2)
分配係数の予備的推定値(フラスコ振とう法が適用できない場合,例えば,界面活性剤の場合には
5
Z 7260-107 : 2000
計算値,又は 1−オクタノール溶解度,水溶解度による推定値を記載することが望ましい。
)
3)
結果の解釈に適切なすべての情報,特に不純物や被験物質の物理的状態に関する情報
4)
試験条件 試験温度,試験容器中の被験物質量,それぞれの容器中の各相の体積及び分析データに
基づいた被験物質の全量の計算値
5)
使用した水(
1
)
の pH と試験中の水相の pH
注(
1
)
純水の pH の測定は困難と思われるが,原 OECD 規格に記載のままとした。
6)
緩衝液を用いた場合の正当な理由 組成,濃度,緩衝液の pH,実験前後の水相の pH
7)
遠心分離の時間と回転速度(用いた場合)
8)
分析方法
9)
それぞれの試験における濃度の測定値(12 個の濃度のすべて)
10)
各測定条件下での分配係数の計算値,その平均値及び全平均値(分配係数に濃度依存性がある場合
にはそのことも記載する。
)
11)
個々の Pow 値の,平均値に対する標準偏差
12) 10
を底とした対数値で表した全平均値
13)
計算によって求めたとき及び測定値が 10
4
を超えたときは (log Pow>4) Pow の理論値
6
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附属書 A(規定) 引用文献
(1) NF
T 20-043 AFNOR (1985). Chemical products for industrial use−Determination of partition coefficient−
Shake flask method
(2) 40CFR 796.1550, Office of the Federal Register (1989)
(3) Jübermann, O. (1958) in Houben Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Band I/1, 223-339, Georg Thieme
Verlag, Stuttgart
7
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附属書 1(参考) 分配係数測定における補足的事項
序文 この附属書は,分配係数測定における補足的事項を参考として示したもので,規定の一部ではない。
1.
この規格の適用対象物質 原則として水不溶性でなく,水中で解離も会合もせず,しかも界面活性の
ない化学物質を対象とする。
なお,高分子化合物(分子量分布をもつもの)
,有機金属化合物,純度の低い物質及び無機化合物には適
用しない。
2.
分配係数の推定 分配係数の推定は,例えば,次のいずれかの方法によって行うことができる。
a)
計算法
1)
π値法(疎水性置換基定数法) 親物質の水素を,ある疎水性をもつ置換基(π値)で置き換えるこ
とによって,目的物質の Pow 値を推定する。
2)
f
値法(疎水性フラグメント定数法) 目的物質をその構成要素に分解し,各フラグメントのもつ
疎水性フラグメント定数(f 値)を積算することによって,Pow 値を推定する。
参考 これを応用した各種のコンピュータソフトが市販されている。
b)
被験物質の溶媒への溶解度からの推定 次の式によって計算する。
P
(概数)=(1−オクタノール飽和濃度)/(水飽和濃度)
c)
逆相カラムを用いる高速液体クロマトグラフ法による方法[OECD 化学品テストガイドライン 117 分
配係数(n−オクタノール/水),HPLC 法]
d)
予備試験 本体の測定条件−1 に準じて測定する。
3.
水,1−オクタノール及び試薬 この測定方法において使用する試薬は,試薬特級又はこれと同等以上
の品質のものが望ましい。
1)
1
−オクタノール 分配係数の測定に使用する分析用 1−オクタノールは,次に示す方法によって
JIS
試薬特級品(JIS K 8213
,純度 98・0%以上)を精製するか又は試薬会社から分配係数測定用(純
度 99.5%以上)として市販されているものを購入するのがよい。
精製法 1−オクタノール(JIS 試薬特級品)に硫酸 (0.05mol/L) を加えて振とうした後,静置して
分離し,硫酸層を除去する。続いて水酸化ナトリウム溶液 (0.1mol/L) を加えて振とうした後,静置
して分離し,水酸化ナトリウム層を除去する。さらに水を加えて,中性になるまで洗浄を繰り返す。
これに硫酸マグネシウム(無水)を加えて脱水し,減圧蒸留装置を用いて蒸留を 2 回行い精製する。
精製した 1−オクタノールの純度が 99.5%以上であることを確認する。純度の確認にはガスクロマ
トグラフ法を用いるのがよい(JIS K 8213 参照)。
なお,似た蒸気圧の不純物の場合には,他の適切な方法で精製するのがよい。
2)
水 使用する水は,JIS K 0557(用水・排水の試験に用いる水)の種別 A3 又は A4 に示す方法によ
って精製することが望ましい。
3)
被験物質 可能な限り純度の高いものを使用する。
8
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4.
平衡化容器 共栓付きの遠心管又はフラスコで,ガラス製,ふっ素樹脂製,ステンレス鋼製など,被
験物質と相互作用のない適切な材質のものが望ましい。通常,30∼100mL の容積をもつものが測定に適切
である。
5.
分配平衡の達成 被験物質が揮発性である場合には,揮発による被験物質の損失を防ぐため平衡容器
の空間部分はできるだけ少なくなるようにする。水と 1−オクタノールを合わせた体積が 90%以上である
ことが望ましい。
6.
注射器の材質 被験物質と反応したり,被験物質を吸着するような材質のものは用いないことが望ま
しい。
7.
吸引装置の例 吸引装置の例を,附属書 1 図 1 に示す。チューブの材質は四ふっ化エチレン樹脂製が
望ましい。
附属書 1 図 1 吸引装置の例
8.
被験物質の分析 1−オクタノール相及び水相中の被験物質の分析は,可能な限りその物質を選択的に
検出・定量できる分析方法によって行う。また,各相の分析のため抽出・濃縮などの前処理を行う場合に
は,その前処理操作の妥当性を確認するため,分析上の回収率を確認することが望ましい。
備考 検出・定量分析方法としては,次のような JIS がある。
JIS K 0050
化学分析方法通則
JIS K 0114
ガスクロマトグラフ分析通則
JIS K 0115
吸光光度分析通則
JIS K 0123
ガスクロマトグラフ質量分析通則
JIS K 0124
高速液体クロマトグラフ分析通則
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OECD
化学品テスト JIS 原案作成委員会 構成表
氏名
所属
委員会
分科会
(委員長)
後 藤 幹 保
学習院大学理学部
◎
◎
塩 沢 文 朗
通商産業省基礎産業局化学品安全課
○
○
宮 崎 正 浩
工業技術院標準部
○
○
橋 本 進
財団法人日本規格協会
○
吉 岡 義 正
大分大学教育学部
○
米 沢 義 堯
資源環境技術研究所
○
○
若 林 明 子
東京都環境科学研究所基盤研究部
○
○
梅 崎 芳 美
社団法人産業環境管理協会
○
○
高 月 峰 夫
財団法人化学品検査協会安全性評価技術研究所
○
○
茂 岡 忠 義
株式会社三菱化学安全科学研究所横浜研究所
○
○
中 村 進
富士写真フィルム株式会社環境安全推進部
○
○
奥 村 彰
住友化学工業株式会社環境・安全部
○
○
鳥 居 圭 市
財団法人日本化学工業協会
○
外 山 洋 一
環境庁環境保健部
(
○)
斎 藤 昇 二
住友化学工業株式会社生物環境科学研究所
(
○) (○)
(事務局)
谷 口 捷 生
社団法人日本化学工業協会化学標準化センター
○
○
三 須 武
社団法人日本化学工業協会化学標準化センター
○
○
備考 ◎委員長,分科会主査を示す。
○委員会,分科会委員を示す。
(
○) 委員会オブザーバーを示す。