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長鎖アルキル尿素誘導体の準プラスティック相の結晶設計と特異物性

研究課題

研究課題/領域番号 15550119
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能物質化学
研究機関神戸大学

研究代表者

山村 公明 (2004)  神戸大学, 理学部, 教授 (60031358)

橋本 眞佐男 (2003)  神戸大学, 理学部, 助教授 (90030775)

研究分担者 枝 和男  神戸大学, 理学部, 助手 (00193996)
山村 公明  神戸大学, 理学部, 教授 (60031358)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード準プラスティツク相 / アルキル尿素 / アルキルチオ尿素 / 結晶構造 / 超分子構造 / 水素結合 / 熱分析 / カテナン / チオウレア誘導体 / 長鎖アルキル尿素誘導体 / 相転移 / 三次元超分子集合体 / 準プラスチック相 / 秩序無秩序転移 / 尿素誘導体 / rotator Phase / 準柔粘性結晶 / プロトンジャンプ
研究概要

アルキル尿素(H_2NCONHC_nH_<2n+1>)、アルキルチオ尿素(H_2NCSNHC_nH_<2n+1>)、メチルアルキル尿素((CH_3)HNCONH(C_nH_<2n+1>))、メチルアルキルチオ尿素((CH_3)HNSONH(C_nH_<2n+1>)、ウレイド(H_2NCONH(C_nH_<2n>)NHCONH_2)、ジブチル尿素((C_4H_9)HNCONH(C_4H_9))、(各物質系でn=2-16)、三置換尿素誘導体(R_1R_2NCONHR_3)などについて、熱分析、X線結晶構造解析、固体NMR測定などの実験を行った。
ブチル尿素、オクチル尿素、ジブチル尿素、ドデシルチオ尿素には「準プラスティック相」が発見された。結晶構造はこれらの結晶相の特徴がアルキル基の動的ディスオーダーであることを示している。ブチル尿素、ジブチル尿素結晶中のアルキル基の動的挙動特性をNMR法により解析した。
アルキル尿素にはしばしば相転移が観測されが、その機構は水素結合で構成される超分子のラメラ面の相対的ずれであることが明らかなった。
メチルアルキルチオ尿素は予想に反して相転移示さない。こ現象には、trans-cis型分子が形成する二次元超分子のパッキングから生じるアルキル基の「相互かみ合わせ」構造が寄与している。
ウレイド(n=4,5)結晶はカテナン型インターロッキングを持った特異な水素結合性二重超分子を構成単位とすることが分かった。これは結晶設計予測と一致する。
ブチル尿素、ドデシルチオ尿素結晶は半導体領域の伝導性を示す。この機構はプロトンジャンプと推察される。
アルキル尿素、トリプチセンキノンなどの有機結晶混晶の物性と局部的分子間相互作用の関係、三置換尿素誘導体の異常高融点とCH…O型の水素結合の関係などを明らかにした。
本研究は、有機分子水素結合系と長鎖アルキルの組み合わせに基づく,新たなメソフェーズの結晶設計および物性研究に寄与すると思われる。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2005

すべて 雑誌論文 (8件)

  • [雑誌論文] Exploration of plastic-like phases in alkylurea systems. A thermal and X-ray study2005

    • 著者名/発表者名
      Masao Hashimoto
    • 雑誌名

      J.Molecular Structures 734

      ページ: 23-33

    • NAID

      120001506686

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Solid solution of triptycenequinone and triptycenehydroquinone as a non-stoichiometric quinhydron. Bathochromatic changes in color caused by local intermolecular interaction between p-benzoquinone and hydroquinone moieties2005

    • 著者名/発表者名
      Kimiaki Yamamura
    • 雑誌名

      J.Molecular Structures 737

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-dimensional supramolecular assembly having infinite two-dimensional interlocking networks built up only from simple and non-rigid organic molecules via hydrogen bonds. Crystal structure of α,ω-diureidoalkanes H_2N(CO)NH-(CH_2)_n-NH(CO)NH_2" with n=4 and 5.2005

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Eda
    • 雑誌名

      J.Molecular Structures 未定(in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exploration of plastic-like phases in alkylurea systems. A thermal and X-ray study2005

    • 著者名/発表者名
      M.Hashimoto, F.Tajima, K.Eda, K.Yamamura, T.Okazaki
    • 雑誌名

      J.Mol.Struct. 734

      ページ: 23-33

    • NAID

      120001506686

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Solid solution of triptycenequinone and triptycenehydroquinone as a non-stoichiometric quinhydron. Bathochromatic changes in color caused by local intermolecular interaction between p-benzoquinone and hydroquinone moieties2005

    • 著者名/発表者名
      K.Yamamura, T.Kawashima, K.Eda, F.Tajima, M.Hashimoto
    • 雑誌名

      J.Mol.Struct. 737

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-dimensional supramolecular assembly having infinite two-dimensional interlocking networks built up only from simple and non-rigid organic molecules via hydrogen bonds. Crystal structure of α,ω-diureidoalkanes H_2N(CO)NH-(CH_2)_n-NH(CO)NH_2 with n = 4 and 52005

    • 著者名/発表者名
      K.Eda, T.Okazaki, K.Yamamura, M.Hashimoto
    • 雑誌名

      J.Mol.Struct. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exploration of plastic-like phases in alkylurea systems. A thermal and X-ray study2005

    • 著者名/発表者名
      Masao Hashimoto
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 737

      ページ: 23-33

    • NAID

      120001506686

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Solid solution of triptycenequinone and triptycenehydroquinone as a non-stoichiometric quinhydrone2005

    • 著者名/発表者名
      Kimiaki Yamamura
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 737

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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