動的らせん高分子からなる剛直主鎖型コレステリック液晶の開発と応用

动态螺旋聚合物刚性主链胆甾型液晶的开发与应用

• 批准号: 18750097
• 负责人: 前田 勝浩
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750097/
• 关键词: 液晶; らせん高分子; 不斉増幅; 水中; 光学活性; キラル; らせん構造; 誘起円二色性

申請者らは、側鎖にジイソプロピルアミノメチル基を有するポリフェニルアセチレン(poly-1)の塩酸塩が濃厚水溶液条件下で剛直主鎖型液晶を形成し、極少量の光学活性な酸の添加により液晶相はネマチック液晶からコレステリック液晶へと変化し、液晶状態では、希薄溶液中よりも感度よく光学活性な酸のキラリティー検出が可能であることを見い出している。本研究では、この現象の一般性を確かめることを目指し、様々な官能基を有するポリフェニルアセチレンやポリイソシアニドなどについて、水中でのコレステリック液晶形成と不斉増幅現象が起こるかどうかについて調べた。その結果、本年度は以下に示す結果を得た。1.光学活性体の添加により一方向巻きのらせん構造を誘起したホスホン酸エステル残基を有するポリフェニルアセチレン誘導体や、らせん構造を記憶として保持したカルボキシル基を有するポリフェニルイソシアニドのナトリウム塩が濃厚水溶液中でコレステリック液晶に特徴的な縞状組織を示すことを見い出した。2.水だけでなく、難燃性、再利用が可能、液体温度範囲が広いなどの理由から、近年、環境調和型の溶媒として注目されているイオン性液体中でも同様のコレステリック液晶を形成するかどうかについても検討を行った。その結果、一方向巻きのらせん構造を記憶として保持したポリフェニルイソシアニド誘導体が、高濃度条件下、イオン性液体中で、複屈折性を示し、コレステリック液晶に特徴的な縞状組織を示すことを見い出した。3.Poly-1が、水中で光学活性な酸存在下、水に可溶となり、一方向巻きに片寄ったらせん構造の形成に由来する誘起CDを示すことを見い出した。低温では光学活性な酸のキラリティーに非常に感度良く応答し、0.005%の酸の鏡像体過剰率もCDにより検知可能であった。誘起CDは濃度および温度依存性を示し、AFMや光散乱測定より高温、高濃度では会合体を形成している可能性が高いことが示唆された。さらに、誘起CDの温度応答性を利用して、構造の異なる鏡像異性の光学活性な酸存在下、温度によるCD符号の反転を起こすことを見い出した。

Applicants ら は, side lock に ジ イ ソ プ ロ ピ ル ア ミ ノ メ チ ル を has an す る ポ リ フ ェ ニ ル ア セ チ レ ン (poly real - 1) の salt acid salt が thick aqueous solution under the condition of で upright and outspoken master lock type LCD を し, tiny の optical active な acid の add に よ り liquid crystal phase は ネ マ チ ッ ク LCD か ら コ レ ス テ リ ッ ク LCD へ と - し, liquid crystal state で は, and thin solution よ り も sensitivity よ く optical active な acid の キ ラ リ テ ィ ー 検 out が may で あ る こ と を see い out し て い る. This study で は, こ の phenomenon の general を か indeed め る こ と を refers し, others 々 な functionality を have す る ポ リ フ ェ ニ ル ア セ チ レ ン や ポ リ イ ソ シ ア ニ ド な ど に つ い て, water で の コ レ ス テ リ ッ ク liquid crystal formation と 斉 raised not picture phenomenon が こ る か ど う か に つ い て adjustable べ た. Youdaoplaceholder0 results, this year に the following に shows す results を get た. 1. Optical active body の add に よ り direction 巻 き の ら せ ん tectonic を induced し た ホ ス ホ ン acid エ ス テ ル residues を have す る ポ リ フ ェ ニ ル ア セ チ レ ン induced や, ら せ ん tectonic を memory と し て keep し た カ ル ボ キ シ ル を has an す る ポ リ フ ェ ニ ル イ ソ シ ア ニ ド の ナ ト リ ウ ム salt が strong in aqueous solution, で コ レ ス テ リ ッ ク The な banded tissue of the liquid crystal に characteristics を shows す た とを とを as shown in the た た. 2. Water だ け で な が く, flame retardant, reuse may, liquid temperature fan 囲 が hiroo い な ど の reason か ら, in recent years, environmental harmonic の solvent と し て attention さ れ て い る イ オ ン sex liquid で も with others の コ レ ス テ リ ッ ク LCD を form す る か ど う か に つ い て も 検 line for を っ た. そ の results, a direction 巻 き の ら せ ん tectonic を memory と し て keep し た ポ リ フ ェ ニ ル イ ソ シ ア ニ ド inductor が, under the condition of high concentration, イ オ ン sex で in the liquid, after inflectional を し, コ レ ス テ リ ッ ク LCD に of 徴 な banded organization を shown す こ と を see い out し た. が 3. Poly real - 1, the water で に な acid in the presence of optical activity, water soluble と な り, a direction 巻 き に piece send っ た ら せ の ん structure formation に origin す る induced CD を shown す こ と を see い out し た. Low temperature で は optical active な acid の キ ラ リ テ ィ ー に very good に sensitivity く 応 answer し, 0.005% の acid の mirror body turning rate も CD に よ り 検 may know で あ っ た. Induced concentration of CD は お よ び temperature dependency を し, AFM や light scattered determination よ り high temperature and high concentration で は will fit を form し て い likely が る い こ と が in stopping さ れ た. さ ら に, temperature induced CD の 応 answer を using し て の different structures, な る mirror な acid in the presence of opposite sex の optical activity, temperature に よ る CD symbol の inverse planning を up こ す こ と を see い out し た.

项目成果

Hierarchical Amplification of Macromolecular Helicity in a Lyotropic Liquid Crystalline Charged Poly(phenylacetylene) by Nonracemic Dopants in Water and Its Helical Structure

• DOI: 10.1021/ma0606760
• 发表时间: 2006-07
• 期刊: Macromolecules
• 影响因子: 5.5
• 作者: Kanji Nagai;Koichi Sakajiri;Katsuhiro Maeda;K. Okoshi;Takahiro Sato;E. Yashima

液晶制を示すアミロース-ポリ(フェニレンビニレン)包接錯体の合成とその化学修飾

具有液晶结构的直链淀粉-聚亚苯基亚乙烯基包合物的合成及其化学改性

• 发表时间: 2007
• 作者: 田村和巳;池田 将;古荘義雄;大越研人;棚原さやか;前田勝浩;八島栄次
• 通讯作者: 八島栄次

Chirality Sensing of Various Biomolecules with Helical Poly(phenylacetylene)s Bearing Acidic Functinal Groups in Water

水中带有酸性官能团的螺旋聚苯乙炔对各种生物分子的手性传感

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Polym. Sci. Part A : Polym. Chem. 44
• 作者: H.Onouchi;T.Hasegawa;D.Kashiwagi;H.Ishiguro;K.Maeda;E.Yashima
• 通讯作者: E.Yashima

Synthesis of Novel π-Conjugated Polymers with Dynamic Axial Chirality and Their Chirality Sensing Properties

具有动态轴向手性的新型π共轭聚合物的合成及其手性传感性能

• 发表时间: 2007
• 作者: Katsuhiro Maeda;Kohei Morioka;Norio Tamagawa;and Eiji Yashima
• 通讯作者: and Eiji Yashima

Synthesis of a Luminescent Poly (phenylenevinylene)-Amylose Composite and Its Chemical Modification

发光聚苯乙烯-直链淀粉复合材料的合成及其化学改性

• 发表时间: 2007
• 作者: K. Tamura;M. Ikeda;Y. Furusho;K. Okoshi;S. Tanahara;K. Maeda;and E. Yashima
• 通讯作者: and E. Yashima