長鎖アルキル置換基を有する複素環ジアリールエテンの開発

• Project Area: New Horizons of Photochromism: Customized Molecular Design and Novel Applications
• Project/Area Number: 21021016
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Hyogo University of Teacher Education
• Principal Investigator: 山口 忠承 兵庫教育大学, 学校教育研究科, 准教授 (60295722)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000); Fiscal Year 2010: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2009: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: フォトクロミズム / ジアリールエテン / 複素芳香環 / 置換基効果 / オキサゾール誘導体 / イソオキサゾール誘導体 / 量子収率 / 光反応性

Research Abstract

ジアリールエテン誘導体は光照射によって可逆に分子構造が異性化するフォトクロミック化合物である。ジアリールエテンの開環体構造には2種のアリール(複素芳香環)部位が置換可能であり、アリール部位の種類によって、開環体構造や閉環体構造のそれぞれのの構造の物理的性質や、光反応性が変化するものと考えられる。本研究では、新規な化学構造を有するオキサゾール誘導体やベンゾシロール誘導体の合成法の確立と、複素芳香環の光反応点炭素部位上の構造の変化に伴う、光反応性の変化や物性の変化に関する研究を行った。
1.オキサゾール誘導体の研究では、光反応点部位に直鎖アルキル置換基、メチル、エチル、プロピル、ブチル置換基を有する誘導体を合成した。単結晶状態において、エチル、プロピル、ブチル置換基はフォトクロミック反応性を示した。単結晶状態においてフォトクロミック反応しないメチル誘導体においては、2分子で分子内水素結合の存在が確認され、結晶フォトクロミック反応が起こらないことを確認した。それ以外のアルキル基の場合はメチル誘導体でみられた水素結合は認められなかった。
2.新規のベンゾシロール環を有するジアリールエテン誘導体を合成し、溶液中と単結晶中におけるフォトクロミック反応性を確認した。ヘキサン中の閉環体の吸収スペクトルは、従来のベンゾチオフェンやベンゾフランの誘導体よりも短波長側で吸収した。
3.光反応点にフェニル長鎖アルキル基を有する誘導体において、過冷却溶融した無色の開環体の状態で紫外光照射すると、閉環体の生成により閉環体の単結晶が得られることが確認された。可視光照射すると結晶が溶け無色の開環体の液体が生成した。光照射によって液体、結晶が可逆に生成する反応系が構築できた。

Research Products

• [Journal Article] Photochromism of 1,2-Bis(5-n-alkyl-2-phenyloxazol-4-yl)perfluorocyclopen-tene Derivatives in Single-Crystalline Phase (2011)
  • Author(s): T.Yamaguchi, W.Taniguchi, T.Kagawa, Y.Kamihashi, T.Ozeki, M.Morimoto, M.Irie
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 40(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Morphology change of diarylethene derivatives having benzofuran derivatives-Photoinduced Crystallization (2010)
  • Author(s): T.Yamaguchi, K.Nanba, T.Ozeki, S.Irie, M.Irie
  • Journal Title: Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry Volume: 213 Pages: 141-146
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photochromism of Diarylethene Oxazole Derivatives in a single-crystalline phase (2009)
  • Author(s): T.Yamaguchi, W.Taniguchi, T.Ozeki, S.Irie, M.Irie
  • Journal Title: Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry 207 Pages: 282-287
  • Peer Reviewed
• [Presentation] オキサゾール環を有するジアリールエテンの単結晶中におけるフォトクロミック反応 (2011)
  • Author(s): 山口忠承、香川知慶、上端勇介、尾關徹
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学 横浜キャンパス(神奈川県)
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] 長鎖アルキル置換基を有する複素環ジアリールエテンの開発 (2011)
  • Author(s): 山口忠承
  • Organizer: フォトクロミズムの攻究とメカニカル機能の創出第7回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 立教大学 池袋キャンパス太刀川記念館(東京都)
  • Year and Date: 2011-01-21
• [Presentation] Photochromism of diarylethene having oxazole rings in a single crystalline phase (2010)
  • Author(s): T.Yamaguchi, T.Kagawa, W.Taniguchi, T.Ozeki
  • Organizer: PACIFICHEM 2010
  • Place of Presentation: Convention center (HONOLULU, Hawaii USA)
  • Year and Date: 2010-12-18
• [Presentation] Morphology Change of Diarylethene Derivatives Having Benzofuran Derivatives-Photoinduced Crystallization (2010)
  • Author(s): T.Yamaguchi, K.Nanba, T.Ozeki
  • Organizer: ISOP2010
  • Place of Presentation: 日石横浜ホール(神奈川県)
  • Year and Date: 2010-10-20
• [Presentation] 還元反応を利用した新規フォトクロミック化合物の創製 (2010)
  • Author(s): 山口忠承、谷口渉、香川知慶、尾関徹
  • Organizer: 日本化学会第90春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学 東大阪キャンパス
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] 長鎖アルキル置換基を有する複素環ジアリールエテンの開発 (2009)
  • Author(s): 山口忠承
  • Organizer: 特定領域研究「フォトクロミズムの攻究とメカニカル機能の創出」第4回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学 学術交流会館
  • Year and Date: 2009-09-02