光着色安定性と高温熱可逆性を併せもつフォトクロミックジアリールエテンの合成

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チオフェンやベンゾチオフェンをアリール基とするジアリールエテンは熱安定性と繰り返し耐久性に優れたフォトクロミック化合物である。紫外光照射により着色反応が起こり閉環する。可視光照射により開環反応が起こり、元の無色の開環体に戻る。両異性体が熱安定であることから、光記録材料として期待されている。本研究では、光生成した異性体が光安定性を示し、100℃以上の高温においてのみ元の開環体に戻る新規なフォトクロミックジアリールエテン分子群の開発を行った。本研究の目的を達成するためには、以下の条件を満たす必要がある。すなわち、(1)両異性体が室温付近で安定であること、(2)適度な光閉環反応量子収率を有すること(Φo→c > 0.1)、(3)光開環反応量子収率が極めて小さいこと(Φc→o < 0.0001)、(4)閉環体が100-150℃程度ですみやかに開環体に戻ること、が必要な条件である。昨年度は、ジアリールエテンの反応点にメトキシ基を導入することにより光開環反応量子収率が極めて小さくなることを見出し、目的分子の設計指針を確立した。そこで、本年度は、様々のかさ高いアルコキシル基を導入することにより、本研究目的である光着色安定性と高温熱可逆性を併せもつジアリールエテンの合成を試みた。ジアリールエテンの反応部位にメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基、t-ブトキシ基を導入し、光反応性および熱開環反応性について検討した。光閉環反応量子収率はアルコキシ基の違いに影響を受けなかった。開環反応量子収率は1x10^<-4>のオーダーとなった。しかし、t-ブトキシ基の導入により、量子収率は大きくなった。一方、高温熱開環反応性を検討した結果、かさ高い置換基を導入すると、速度の増加が認められた。例えば、シクロヘキシルオキシ基においては160℃で5秒の半減期が得られた。これらは室温においては2年以上安定に存在し、目的とする光着色安定性と高温熱可逆性を併せもつジアリールエテンの合成に成功した。また、ポリマーフィルム中においても同程度のフォトクロミック反応性と高温熱可逆性を示した。このような材料は、紫外光により書き込みを行い、現像処理することなく、可視光に安定であり、しかも160℃程度の加熱ローラーなどで熱をかけることにより瞬時に無色に戻る再生可能な表示材料(ペーパー)として応用できるものと期待される。