配位結合の分極を利用する強誘電性金属錯体液晶の開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06453045
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 宮島 直美 北海道大学, 理学部, 講師 (10199482)
• Keywords: 金属錯体液晶 / 強誘電性液晶 / 軸配位性相互作用

Research Abstract

本研究のめざすところは、メタルオキソ基をはじめとする分極した中心金属グループを含有する錯体を合成し、液晶相においてその整列を促すことによって強誘電的応答を引き出すことである。この目標に向けて、平成6年度は以下2項目の実施計画に従って研究を行った。
1.サリチルアルディミン系配位子の選定とオキソバナジウム錯体の合成、及び液晶性の特徴づけサリチルアルディミン-銅(II)錯体の液晶性については以前から検討を進めているが、本年度までの合成研究の結果、中でもN-(2-hydroxy-4-alkoxybenzylidene)-4-alkanoyloxy-anilineを配位子とする場合にスメクティックC相の発現が促進されることがわかった。これにはカルボニル基相互の双極子相互作用の他、隣接分子の中心金属への軸配位性相互作用が寄与していると思われる。同じ配位子を用いてオキソバナジウム(IV)錯体の合成を開始しているが、熱的安定性の点でより優れた化合物も得られるようである。
2.キラル中心の導入とキラルスメクティックC液晶の誘導、及び構造解析キラル中心の導入にあたっては、多様な化合物が入手できるキラルアルコールを原料とする反応が望ましい(上記のサリチリデンアニリン誘導体の修飾にはキラルカルボン酸を必要とする)。キラル修飾の対象となる候補物質として、やはりスメクティックC相を持つ新規金属ジチオカルバメート錯体を見出した。例えば、bis[4-alkylpiperazine-1-dithiocarboxylato]palladium(II)の高級同族体が有望であり、現在ピペラジン環やアルキル尾部のメチル分岐が液晶性に及ぼす効果について検討中である。
また、本年度は液晶高温装置付X線回折計を整備し、スメクティック相の構造解析を開始した。上記2の化合物につき、スメクティック層内の分子の傾き角が50^°に達するような異例の挙動を見出しつつある。