| 研究課題/領域番号 |
21K05706
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分40020:木質科学関連
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
杉村 和紀 京都大学, 農学研究科, 助教 (30711783)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
|
|---|
| キーワード | セルロース系液晶 / コレステリック構造 / 分子キラリティー / 掌性反転 / 位置選択置換 / 包接錯体 / 液晶デバイス |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、液晶性のセルロース誘導体であるエチルセルロース(EC)とヒドロキシプロピルセルロース(HPC)が形成するコレステリック液晶のピッチとセンスに及ぼす種々の効果（置換度(DS)、溶媒種、温度、etc.）を調査し、セルロース分子鎖のキラリティー変化と液晶のセンス反転のメカニズムを解明する。分光測定では検出困難なオーダー（～数Å）である『セルロース鎖の分子キラリティーの解明』を液晶形成の観点から取り組むとともに、豊富に得られるデータを活用して液晶構造を制御することで、『環境応答性を示す光学素子・呈色デバイスの開発』を目指す。
|
| 研究実績の概要 |
セルロース系コレステリック液晶におけるラセン周期（ピッチ）と旋回方向（センス）に及ぼす分子構造・環境因子の解明、ならびに高性能・高機能な液晶光学材料の創製を目指した研究を行い、以下の成果を得た。
A. 位置選択置換エチルセルロース(EC)の調製とその液晶形成挙動の解析評価
4-メトキシトリチル基による6位選択保護を経由して、2・3位が完全にエチル化された位置選択置換ECと、そのアセチル化試料(2,3-di-O-ethyl-6-O-acetyl/ethyl cellulose)を調製した。次いで、テキシルジメチルシリル基とアリル基を用いた3位選択保護を経由して、2・6位選択置換ECとそのアセチル化試料(2,6-di-O-ethyl-3-O-acetyl/ethyl cellulose)を調製した。試薬量等の反応条件を調整し、任意の置換度での選択保護を可能とした。さらに、市販EC（ランダム置換体）とそのアセチル化試料との比較実験により、置換基分布の違いで有機溶媒への溶解性が変化し、濃厚溶液中での液晶形成挙動も変化することを見出した。
関連して、市販ECとそのアセチル化試料のブレンド溶液における液晶形成挙動を調査し、アセチル基組成の変化に伴う異種ポリマー鎖間のキラル相互作用を議論しえた。
B. ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)水系液晶における置換基効果と包接錯体形成能を活かした機能材料化
HPCの側鎖に、水溶性の環状オリゴ糖であるβ-シクロデキストリンと包接可能なアダマントイル基を導入し、水系でのアダマントイル化HPCの液晶形成挙動を調査した。アダマントイル置換度を極低く抑えた試料は水溶性を維持し、置換度に応じて様々な呈色を示すことを確認した。また、β-シクロデキストリンとの包接によって水に難溶な高置換度体も高濃度で水に溶解し、光学異方性を示すことを明らかとした。
|
