Novel liquid crystalline compounds: the phase transition mechanism of calamitic-discotic bimesomorphism

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我々が見出した世界初のカラミチックーディスコチック双液晶性化合物（カラミチック液晶性（棒状分子の示す液晶性）とディスコチック液晶性（円盤状分子の示す液晶性）を単一化合物種で示す）であるトリフェニレンのヘキサテトラデシロキシアゾベンゼンエステル誘導体（1-C14-3）について、令和３年度はSmA相とColr相間の相転移メカニズムの概要を明らかにでき、そのアルキル同族体についてもスメクチックーカラムナー相転移のメカニズムの詳細解明を開始した。令和４年度は、スメクチック－カラムナー相転移におけるスメクチック層状構造形成を担うアルコキシアゾベンゼンユニットとカラム構造形成を担うトリフェニレンユニットの役割を解明するために、SmA相とカラムナー相形成のアルキル鎖長依存性を調べた。アルキル鎖長が短くなると、スメクチック相における層状構造中で棒状分子として振る舞う分子中心となるトリフェニレン部π電子系同士のπーπ相互作用が増強し、層状構造中でカラム構造様の秩序が増強されることを見出した。これはいわゆるラメロカラムナー相に分類され得るが、これまで、ラメロカラムナー相を形成する液晶性化合物は大きく分子のコンフォーメーションを変える系ではないと言う点で、ラメロカラムナー液晶研究の新たな展開を可能にする液晶系であることも判った。これらのことは、1-C14-3のSmA-Colr相転移では、層状構造形成を担うアルコキシアゾベンゼンユニットと分子積層構造であるカラム構造形成を担うトリフェニレンユニットそれぞれの分子間相互作用のバランスがこの双液晶性発現にとってキーとなる重要因子であることを示唆しており、さらに棒状ー円盤状のコンフォメーション変化に関係すると考えられるアルコキシアゾベンゼンユニットとトリフェニレンユニットを繋ぐ結合基の双液晶性への効果についてそのエーテル類縁体が発現する液晶相の詳細検討を開始した。