金属を含む液晶の構造形成と機能

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12129205
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 太田 和親 信州大学, 繊維学部, 助教授 (70160497)
• 研究分担者: 宇佐美 久尚 信州大学, 繊維学部, 助手 (60242674) ; 高口 豊 信州大学, 繊維学部, 助手 (10293482) ; 木村 睦 信州大学, 繊維学部, 助手 (60273075) ; 松瀬 丈浩 信州大学, 繊維学部, 助教授 (30027354)
• キーワード: 金属錯体 / 液晶 / ディスコティック液晶 / フタロシアニン / マイクロ波 / イオン対型液晶 / デンドリマー

研究概要

ディスコティック液晶性化合物のサンドイッチ錯体bis[5,15-bis(3,4-dialkoxyphenyl)porphyrinato]-cerium(IV)とbis[5,10,15,20-tetrakis(3,4-dialkoxyphenyl)porphyrinato]-cerium(IV)、tris[5,10,15,20-tetrakis(3,4-dialkoxyphenyl)porphyrinato]dicerium(III)を合成し詳細な液晶相の構造を研究した。その結果、これらのCe金属サンドイッチ錯体は、周辺のアルコキシ鎖の数が12本以上のときにカラムナ構造が発現し、フェニル基の立体障害によりスタッキング形状も変化することがわかった。
オレフィン側鎖を持つ金属フタロシアニン錯体を合成し、ルテニウム錯体によるオレフィンメタセシス反応による高分子化を行った。溶液内でのメタセシス反応によって、分子量5万程度のフタロシアニンポリマーを得ることができた。このポリマーを用いた薄膜の構造についてTEMを用いて検討を行ったところ、薄膜内でフタロシアニン錯体がスタッキングしたロッド状構造体を観察することができた。
デンドリマー型液晶性分子の合成を目指し、様々なコアを持つポリアミドアミンデンドリマーの合成を行なった。コアには、C60、アントラセン、ビピリジン等を用いた。興味深いことに、アントラセンをコアに持つデンドリマーは室温でスメクチック相を示すことを偏光顕微鏡観察、DSC、及びX-線構造解析により明らかとした。
N-メチルスチルバゾリウムジアルキルスルホ琥珀酸イオン対を合成し、85℃120℃の温度範囲でスメクチックA相と同定した。この相を光励起すると強いエキシマー蛍光を発し、効率よく環化付加体が得られた。
温度制御されたマイクロ波加熱装置を導波管と筐体を利用する場合とで作成し、安全に利用出来ることを確認した。特に筐体の場合は従来の三口フラスコを用いた実験環境を殆どそのまま用いることができるので、今後、合成実験に活用していく予定である。

研究成果

• [文献書誌] M.Kimura, K.Wada, K.Ohta, K.Hanabusa, H.Shirai, N.Kobayashi: "Preparation of Ordered Stacked Phthalocyanine Polymers through Olefin Metashesis Reaction"Macromolecules. 31. 4706-4711 (2001)
• [文献書誌] H.Yamanishi, I.Tomita, K.Ohta, T.Endo: "Solid Dimorphism of Tetara-arylcyclobutadienecobalt Derivatives Bearing Long Aliphatic Lateral Groups"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 369. 47-61 (2001)
• [文献書誌] Y.Takaguchi, S.Suzuki, K.Ohta, J.Motoyoshiya, H.Aoyama: "Synthesis and Characterization of a Poly(benzyl ether) dendron sulfenyl iodide"Phosphorus, Sulfur, and Silicon. 176. 61-67 (2001)
• [文献書誌] Y.Takaguchi, T.Tajima, K.Ohta, J.Motoyoshiya, H.Aoyama, T.Wakahara, T.Akasaka, M.Fujitsuka, O.Ito: "Reversible C60 Binding to Anthracene Having Dendritic Poly(amidoamine) Substituent Producing an Acidic Water-soluble Fullerodendrimer"Angew. Chem., Int. Ed.. (in press).
• [文献書誌] Y.Takaguchi, K.Saito, S.Suzuki, K.Hamada, K.Ohta, J.Motoyoshiya, H.Aoyama: "Synthesis and Characterization of a Poly(amide amine) Dendrirner Disulfide Having Hydroxy Groups as the Terminals"Bull. Chem. Soc. Jpn.. (in press).
• [文献書誌] T.Nakai, K.Ban, K.Ohta, M.Kimura: "Discotic Liquid Crystals of Transition Metal Complexes, 32:Synthesis and Liquid-crystalline Properties of Doubledeckers and Tripledeckers based on Cerium Complexes of Bis-and Tetrakis(3,4-dialkoxyphenyl)porphyrin"J. Mater. Chem.. (in press).