大環状有機化合物のスタッキングを利用する新規な自己組織性認識場の構築

• Project/Area Number: 08751054
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 高分子構造・物性(含繊維)
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 荒木 孝司 九州工業大学, 工学部, 助教授 (80221737)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1996: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 液晶 / 大環状化合物 / ディスコティックカラム / π-πスタッキング

Research Abstract

本研究では、芳香族系大環状化合物のπ-πスタッキング相互作用を利用して、カラムの中心軸に認識反応場を持つ新規な自己組織性分子集合体を構築することを目的とした。さらにこれらに液晶性を付与することにより、温度、濃度、溶媒等の変化に伴い、中間相での認識場の環境に摂動を与えることを試みた。
種々の鎖長の長鎖アルコキシ基を有するm-ジエチニルベンゼン誘導体を各種合成し、これらをCu(II)イオン触媒存在下、酸化的カップリングを行うことにより、ブタジイニル基をスペーサーとする大環状化合物(環員数:4から7)を合成した。これら環状物は4量体が溶解性に乏しい以外は顕著な物性の違いが認められず、分離精製には排除体積高速液体クロマトグラフ装置を用いて単離することが出来た。
各種環状物の熱的相転移挙動を検討するため示差走査熱量分析を行ったところ、オクチル基を有する環状5量体は、昇温過程において相転移に基づく3本の吸熱ピークが確認された。偏光顕微鏡による観察では、これらのピークは低温側からそれぞれ固体→固体、固体→固体、固体→液晶の相転移に対応しており、およそ200℃以上の温度で液晶状態を示すことが解った。これは剛直な平面構造を有する環構造がπ-π相互作用によりスタッキングしてディスコチックカラム液晶を示したものと思われる。さらに温度を上げると、ブタジイニル基の重合に基づくと思われる発熱が認められ、恐らく化合物が分解しているものと思われる。