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液晶場を用いた高分子合成と新機能発現

利用液晶场的聚合物合成和新功能表达

基本信息

批准号：
12129201
负责人：
赤木和夫
金额：
$ 6.53万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12129201/
关键词：
ポリアセチレン導電性高分子ヘリカル構造キラルネマティック液晶光学活性不斉異方性反応場分子ソレノイド分子素子らせん構造キラルドーパント不斉液晶反応場垂直配向場キラルチタン錯体キラルネマティック

项目摘要

キラルネマチック液晶を溶媒とする不斉反応場でのヘリカルポリアセチレンの合成を展開するとともに、らせん状モルホロジーの制御を目指した。(1)軸不斉キラルビナフティル誘導体をキラルドーパントしてネマティック液晶に添加して、キラルネマティック液晶を調製した。これに所定量のチグラー・ナッタ触媒を加えた後、5テスラーの磁場を印加して、キラルネマティック液晶が一方向に配向したモノドメイン構造を構築した。配向した不斉反応場でアセチレンの重合を行い、磁場方向に平行にかつ巨視的に配向したヘリカルポリアセチレン薄膜を合成することに成功した。従来の通説では、キラルネマティック液晶に磁場を印加すると、らせん構造が消失しネマティック液晶になるといわれていたが、本研究により、少なくとも5テスラーの磁場強度を印加する限りでは、液晶のらせん構造は壊れることなくキラルネマティック相が維持されたまま配向することがわかった。(2)ヘリカルポリアセチレンのねじれ方向をより一層厳密に制御すべく、ネマティック液晶に加えるキラルドーパントを分子設計し、種々の軸不斉ビナフチル誘導体を合成した。その中で、ビナフチル環の2、2'位をメチレン鎖で連結した架橋型バイナフチル誘導体は、非架橋型と同じ旋光性(R体ないしS体)であっても、ネマティック液晶に加えた段階で逆のらせん構造を形成し、結果的にヘリカルポリアセチレンのねじれも逆転することを見出した。すなわち、ビフェニル環同士の相対的ねじれ方向は同じであっても、ねじれの度合いが架橋型と非架橋型で異なるため、母液晶のネマティック分子のねじれ方向をも変えうる作用が働いていると理解された。すなわち、ヘリカルポリアセチレンのねじれ方向を制御するには、同じキラル化合物でR体とS体という二種類の旋光性を使い分けるアプローチの他に、同じR体ないしS体のビナフチル誘導体でも架橋型と非架橋型に分子修飾することで制御可能であることが明らかとなった。

The synthesis of liquid crystal in liquid crystal medium is described in detail below. (1)The axis of the liquid crystal can be adjusted by adding the liquid crystal. After the addition of the catalyst, the magnetic field of the 5-star liquid crystal is formed in one direction. The alignment of the thin film is successful because the alignment of the thin film is parallel to the direction of the magnetic field. In this study, the magnetic field strength of liquid crystal is limited by the structure of liquid crystal. (2)The molecular design of the liquid crystal and the synthesis of the liquid crystal are discussed in detail below. The 2 and 2'positions of the ring are linked to the bridge type, the non-bridge type and the optically active (R type, S type). The structure of the liquid crystal is formed by adding the step inversion structure, and the result of the link inversion is shown. The direction of the ring is the same as the direction of the ring. The direction of the ring is different from the direction of the ring. The direction of the ring is different from the direction of the ring. The direction of the ring is different from the direction of the ring. The direction of the compound is controlled by the same molecular structure as that of the R-body and the S-body, and the optical activity of the two types of compounds is controlled by the same molecular structure as the R-body and the S-body.