蛍光及びUVによる高分子液晶の集合状態に関する研究

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本研究は液晶を形成する高分子の液晶の生成機構およびその凝集状態を解明する目的で、主鎖または側鎖に芳香環を有する高分子液晶を合成し、その芳香環同士の相互作用を究明することを試みた。合成した試料は次の2種である。1)主鎖に芳香環を高分子:ジフェノ-ルとアルキルジカルボン酸(炭素数n=3〜6)の縮合重合物。2)側鎖末端に芳香環を有するポリペプチド:エステル交換法により、ポリーγーメチルLーグルタメ-トの側鎖末端メチル基をー(CH_2)_mーPh(m=1〜5)に置換したもの。上記試料につき、NMR、IRにより構造確認を行い、それぞれの固体および溶体状態についてNMR、IR、UVおよび蛍光スペクトルの測定を行った。1)の試料については液晶相形成の確認は出来たが、分子間相互作用に関する知見を得るに至らなかった。2)の試料については側鎖末端フェニル基のスタッキング状態をNMRおよび蛍光スペクトルの測定から得ることができた。即ち、フェニル基間スタッキング、即ちエキシマ-形成に基づく蛍光スペクトルがフイルムと溶液でそれぞれ340,350nmに出現することが確認された(モノマ-に対しては共に280nm)。エキシマ-/モノマ-の蛍光強度比はフイルムでは側鎖長の増加とともに減少するが、溶液ではm=3以上で側鎖長とともに増加し、また溶液濃度とともに上昇した。溶液ではm=1,2は3以上と異なる挙動を示した。 ^<13>CNMR(100MHz)の測定からフェニル基のピ-クは溶液中ではm=1,2の試料については濃度変化がほとんど見られなかったが、m=3以上では濃度とともに低磁場にシフトした。固体では側鎖長の増加とともに高磁場シフトが観測された。低磁場シフトはフェニル基間のスタッキングを示唆するものであり、この結果は蛍光測定の結果と一致している。即ち、溶液ではm=3以上の試料については側鎖長の増加とともに側鎖末端フェニル基間のスタッキングは増加し、固体では逆に減少することがわかった。これは分子関相互作用についての知見を得る上で有意義な結果である。