円偏光照射によるクロム錯体の光不斉反転反応を用いた液晶系の光制御

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14045218
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 堀江 一之 東京農工大学, 工学部, 教授 (10013690)
• 研究分担者: 古川 英光 東京農工大学, 工学部, 助手 (50282827) ; 宮下 美晴 東京農工大学, 工学部, 助手 (00293259)
• キーワード: 液晶の光制御 / 光不斉反転反応 / 円偏光照射 / クロム錯体 / キラル制御 / フィンガープリント組織 / キラルネマチック液晶 / 液晶の相転移

研究概要

円偏光照射によりラセミ体からR体またはS体を不斉選択する反応は、絶対不斉合成のひとつとして重要である。また、ネマチック液晶はキラル化合物の添加により、液晶分子がらせん状に配向し、コレステリック液晶になることが知られており、液晶系と組み合わせると個々のキラル分子の光誘起による構造変化を増幅して、バルクな液晶の相変化として検出することが可能になると考えられる。本研究は、(1)配位子を工夫することにより、光不斉反転反応を行うクロム錯体をネマチック液晶中に溶解させた液晶ドープ系を作成し、(2)円偏光照射による可逆的な液晶相構造(ネマチック←→コレステリック)の光制御を実現し、(3)ねじれピッチ強度を決める液晶部位と錯体配位子の強相関相互作用の機構を明らかにする、ことを目的としている。円偏光照射による液晶相の制御は、これまでに3件報告されているのみ(いずれも外国)であるが、本研究では、すでにラセミ体のクロム錯体(Cr(Buacac)_3)/液晶系に少量のキラル助剤を添加した系で、可逆的なフィンガープリント組織の形成と消失を世界で初めて写真で示すことができた。本年度は、この系以外に、室温ネマチック液晶への溶解性を上げるためにクロム錯体の配位子の分子構造を工夫して、13種類のクロム錯体を合成し、それらの液晶への溶解性、溶液中での円偏光による光反転能、円偏光照射による液相組織の制御能を調べた。また、Cr(Buacac)_3よりもより室温ネマチック液晶への溶解度の高いオクチル側鎖をもつCr(Ocacac)_3では、少量のキラル助剤の存在下でのホメオトロピック-フィンガープリント間の円偏光照射による組織構造変化に対する液晶セル厚の効果を明らかにした。また、キラル助剤のない場合にも、Cr(Ocacac)_3/ベンジリデンアニル(9:100)系で円偏光照射によるコレステリック相形成を示唆する結果が得られている。

研究成果

• [文献書誌] N.Anzai, S.Machida, K.Horie: "Chirooptical Control of Liquid Crystalline Textures Containing Chromium Complex by Irradiation of Circular Polarized Light"Chem.Lett.. 2001・9. 888-889 (2001)
• [文献書誌] S.Machida, K.Sugihara, I.Takahashi, K.Horie, D.L.Jiang, T.Aida: "Photochemical Hole Burning of a Dendrimer Porphyrin"J.Polym.Sci : Part B : Polym.Phys.Ed.. 40. 210-215 (2002)
• [文献書誌] Y.Kato, K.Horie: "Photoinduced Refractive Index Changes in Polymer Films Containing Meso-ionic Sulfer-substituted Phenyloxatniazolones"Macromol.Chem.Phys.. 203・16. 2290-2295 (2002)
• [文献書誌] S.Murase, M.Teramoto, H.Furukawa, Y.Miyashita, K.Horie: "Photochemically Induced Fluorescence Control with Intermolecular energy Transfer from a Fluorescent Dye to a Photochromic Diarylethene in a Polymer Film"Macromolecules. 36・4. 964-966 (2003)
• [文献書誌] S.Murase, K.Shibata, H.Furukawa, Y.Miyashita, K.Horie: "Large Photoinduced Refractive Index Increase in Polymer Films Containing Phenylazide Maintaining Their Transparency and Thermal Stability"Polym.J.. 35・2. 218-222 (2003)
• [文献書誌] N.Anzai, S.Machida, K.Horie: "Light-induced Control of Textures and Cholestenic Pitch in Liquid Crystals Containing Chromium Complexes by Means of Circular and Linear Polarized Light"Liquid Crystals. (in press).
• [文献書誌] 堀江一之(分担執筆): "最新ポリイミド-基礎と応用"エヌ・ティー・エス. 593 (2002)