スピロピランの分子修飾による高効率機能性フォトクロミック材料の分子設計

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3'3-ジメチルー6'-ニトロスピロ[インドリンー2, 2'-2H-1'-ベンゾピラン]は光照射によりメロシアニン型色素を発生するフォトクロミック化合物として有用であるので, 本研究では光化学的発色に対して重要な役割を果たすと考えられる1位と3'位に各種置換基を系統的に導入し, そのフォトクロミズム特性に対する置換基の効果を評価した. 今年度得られた結果は以下のようにまとめることが出来る.1.1位の置換基は一般に発色種の色調(吸収極大)に対しては殆ど影響を与えないが, 消色速度は著しく変化した. 即ち, OH基を導入すること消色速度は減少し発色種の熱安定性が改善され, 一方, アラルキル基を導入すると消色速度は増加し, 特にフェニル基を1位に近づけるに従い急速に増大し, 発色消色感度の高い化合物が得られた. また, 1位にカルボキシル基やアミノ基を導入すると, 溶媒の極性や酸性度を変えることによって発色種の色調のみならず, 正-逆フォトクロミズムを制御できることを見出した.2.3'位に置換基を導入すると, 発色種の吸収極大は150〜200nmも短波長シフトし黄色を呈すと共に, 消色速度も約10^2倍加速された. このような3'位置換基の効果は, 発色種での共役の広がりを立体的に妨げるためと考えられた.3.これらスピロピランのフォトクロミズム特性は環境により著しく変化させることができ, 特にミセル溶液中では興味ある挙動を示した. 即ち, 1-メチル体はSDSミセル中では逆フォトクロミズムを示したが, CTABミセル中では正フォトクロミズムを示した. 一方, 3'-メチル体の消色速度はCTABミセル中では1/1000遅くなった. これらの結果はミセル中のミクロ極性のみならず, そのミクロ粘度や局部的秩序などが関係していると考えられた.