1998 Fiscal Year Annual Research Report
ヘリカルポリアセチレンの合成と分子ソレノイドの創成
Project/Area Number |
10450359
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Research Institution | University of Tsukuba |
Principal Investigator |
白川 英樹 筑波大学, 物質工学系, 教授 (40016720)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤木 和夫 筑波大学, 物質工学系, 教授 (20150964)
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Keywords | ポリアセチレン / 導電性高分子 / ヘリカル構造 / カイラルネマティック液晶 / 光学活性 / 不斉異方性反応場 / 分子素子 / 分子ソレノイド |
Research Abstract |
1. カイラルドーパントの合成と旋光性の評価 ヘリカル構造をもつポリアセチレンを合成するためにはラセン状の反応場を必要とするが、本研究では2成分フェニルシクロヘキサン系ネマティック液晶(N)にカイラルネマティック液晶(N^*)をカイラルドーパントとして加えることによって不斉異方性反応場を構築した。N^*としては不斉中心をもつフェニルシクロヘキサン(PCH)系誘導体、軸性キラリティーをもつバイノール(BINOL)誘導体について、それぞれ、(R)-および(S)-異性体を合成した。それぞれの系についてCDスペクトル測定、DSC測定、偏光顕微鏡観察などの手段によりN^*であることを確認した。この液晶溶媒にアセチレンの重合触媒であるチグラー・ナッタ触媒を加えた混合溶液もN^*であることを同様な手段で確認した上、重合反応を行い、ポリアセチレン薄膜を合成した。 2. 触媒成分をカイラルドーパントとする不斉異方性反応場の構築 一方、チグラー・ナッタ触媒を構成するテトラアルコキシチタンのアルコキシ基またはトリアルキルアルミニウムのアルキル基に不斉を導入すれば、これがカイラルドーパントとしても使える可能性がある。前者についてはアルコキシ基の代わりにBINOL誘導体を配位させたチタン錯体を、後者についてはエチル基のひとつを不斉炭素をもつアルコキシ基で置換したジエチルアルコキシアルミニウムを合成し、それぞれトリエチルアルミニウムおよびテトラブトキシチタンと組み合わせて、ネマティック液晶に溶解することによりN^*相をもつ触媒溶液を調製した。 3. ラセン状ポリアセチレンの確認 走査型、及び透過型電子顕微鏡により、左巻きのN^*相をもつ触媒溶液からはフィブリル同士が左巻きに巻いたモルフォロジーが、右巻きのN^*相をもつ触媒溶液からは右巻きに巻いたヘリカル構造が、それぞれ観察された。分子次元でもヘリカル構造になっていることがCDスペクトルから確認できた。
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[Publications] Kazuo Akagi: "Liquid crystalline titanocene with catalytic activity for polymerizations of acetylene derivatives" Synthetic Metals. 86(1/3). 1879-1880 (1997)
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[Publications] G.Z.Piao: "Novel liquid-crystalline titanocene complexes with catalytic activity for polymerizations of acetylene and phenylacetylene" Polymer. 39(15). 3559-3564 (1998)
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[Publications] Kazuo Akagi: "Helical polyacetylene synthesized with a chiral nematic reaction field" Science. 282. 1683-1689 (1998)
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[Publications] G.Z.Piao: "Chiroptical titanium complexes as catalytically active chiral dopants available for asymmetric acetylene polymerization" Synthetic metals. (in press).
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[Publications] G.Z.Piao: "Synthesis and properties of helicalpolyacetylene" Synthetic Metals. (in press).
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[Publications] Kazuo Akagi: "Helical polyacetylene synthesized under chiral nematic liquid crystals" Synthetic Metals. (in press).
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[Publications] Kazuo Akgi: "Electrical and Optical Polymer Systems: Fundamentals" D.L.Wise et al.,Ed., 983-1010 (1998)
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[Publications] 白川 英樹: "機能性超分子の設計と将来展望" 緒方直哉、寺野 稔、由井伸彦 監修 シーエムシー(株), 205-212 (1998)