液晶性反応場を用いた光学活性な芳香族系導電性高分子の創成

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16550106
• 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: 高分子化学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 後藤 博正 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (40292528)
• 研究分担者: 赤木 和夫 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (20150964)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• キーワード: 液晶性反応場 / 電解重合 / 不斉重合 / 共役系高分子 / 光学活性 / キラルエレクトロクロミズム / 光学回転 / ヘリカル

研究概要

キラルネマチック液晶を用いて液晶性反応場を構築し、これを重合溶媒としてアキラルなチオフェン誘導体を重合した。得られたポリマーは、キラル会合性を示し、光学活性な置換基をもたないにもかかわらず、光学活性を示すポリマーが得られた。得られたポリマーは円偏光二色性スペクトル測定においてダビドブ型分裂スペクトルを示し、さらに円偏光二色性発光スペクトルでも異なる反応場を用いたそれぞれのポリマーはミラーイメージの分裂型円偏光二色性発光を示した。これより得られたポリマーは分子レベルで会合していることが分かった。また熱処理により会合が解け、円偏光二色性を失った。本方法は、新規な不斉重合法と定義できる。以上「液晶溶媒不斉重合法」を開発した。
得られたポリマーは液晶電解液を取り除いた後も、電解液として用いたキラルネマチック液晶に非常に良く似た光学模様を示した。これは、ポリマー自体は液晶性化合物とは化学的構造を異なったものにしている一方で、成長過程において液晶の分子配列を転写し、液晶のラセン構造を形成した状態で重合がなされたと思われる。また、このポリマーは電気化学的ドーピングにより酸化状態および還元状態に変化させることができるとともに、この光学活性をコントロールすることが可能であることが分かった。さらに電気化学的ドーピングにより光学回転角を制御できることもわかった。以上、キラルな液晶を電解液として電解重合を行う「電解不斉重合法」および電気化学的ドーピングにより光学活性を制御することのできる「光学活性エレクトロクロミズム現象」を本研究を通して見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Vertically Aligned Polypyrrole Drawing a Fingerprint Array Prepared by Electrochemical Polymerization in Chiral Nematic Electrolyte (2006)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Akagi, K
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science Part A. Polymer Chemistry Edition 44 ページ: 1042, 1047
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Optically Active Electrochromism of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Synthesized by Electrochemical Polymerization in Lyotropic Liquid Crystal of Hydroxypropyl Cellulose/Water : Active Control of Optical Activity (2006)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Akagi, K
  • 雑誌名: Chemistry Materials 18 ページ: 255-262
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vertically Aligned Polypyrrole Drawing a Fingerprint Array Prepared by Electrochemical Polymerization in Chiral Nematic Electrolyte (2006)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Akagi, K.
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science Part A. Polymer Chemistry Edition 44 ページ: 1042-1047
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Optically Active Electrochromism of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Synthesized by Electrochemical Polymerization in Lyotropic Liquid Crystal of Hydroxypropyl Cellulose/Water : Active Control of Optical Activity (2006)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Akagi, K.
  • 雑誌名: Chemistry Materials 18 ページ: 255-262
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of Mono-substituted Liquid Crystalline Polyacetylene Derivatives-Doping, Magnetic Orientation, and Photo-isomerization (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Akagi, K
  • 雑誌名: Synthetic Metals 155 ページ: 576, 587
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Asymmetric Electrochemical Polymerization : Preparation of Polybithiophene in a Chiral Nematic Liquid Crystal Field and Optically Active Electrochromism (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Akagi, K
  • 雑誌名: Macromolecules 38 ページ: 1091-98
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis of Pyrrole-Based Methine Bridge Type Liquid Crystalline Conjugated Polymer (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Akagi, K
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science Part A. Polymer Chemistry Edition 43 ページ: 4783-93
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Electrochemical Polymerization of 3,4-Ethylenedioxythiophene(EDOT) in DNA Liquid Crystal Electrolyte (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Nomura, N, Akagi, K
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science Part A. Polymer Chemistry Edition 44 ページ: 4298-4302
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Optically Active Conjugated Polymers Prepared from Achiral Monomers by Polycondensation in a Chiral Nematic Solvent. (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Akagi, K
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 44 ページ: 4322-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Electrochemical Synthesis and Optical Properties of a Chiral Poly[1,4-bis(3,4-ethylenedioxythiophene)-phenylene] Derivative, (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Y.Jeong, Akagi, K.
  • 雑誌名: Macromolecular Rapid Communications 26 ページ: 1482-86
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Chiral BEDOT-based Copolymer Prepared by Chemical and Electrochemical Polymerization (2005)
  • 著者名/発表者名: Jeong, Y, Goto, H, Akagi, K
  • 雑誌名: Transactions of materials Research Society of Japan 30 ページ: 743-746
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Optically Active Conjugated Polymers Prepared from Achiral Monomers by Polycondensation in a Chiral Nematic Solvent (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Akagi, K
  • 雑誌名: Angewandte Chemie 117 ページ: 4396-4402
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of Mono-substituted Liquid Crystalline Polyacetylene Derivatives - Doping, Magnetic Orientation, and Photo-isomerization (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Akagi, K.
  • 雑誌名: Synthetic Metals 155 ページ: 576-587
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Asymmetric Electrochemical Polymerization : Preparation of Polybithiophene in a Chiral Nematic Liquid Crystal Field and Optically Active Electrochromism (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Akagi, K.
  • 雑誌名: Macromolecules 38 ページ: 1091-1098
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis of Pyrrole-Based Methine Bridge Type Liquid Crystalline Conjugated Polymer (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Akagi, K.
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science Part A. Polymer Chemistry Edition 43 ページ: 616-629
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Electrochemical Polymerization of 3,4-Ethylenedioxythiophene (EDOT) in DNA Liquid Crystal Electrolyte (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Akagi, K.
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science Part A. Polymer Chemistry Edition 43 ページ: 4298-4302
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Optically Active Conjugated Polymers Prepared from Achiral Monomers by Polycondensation in a Chiral Nematic Solvent (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Akagi, K.
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition Volume 44, Issue 28 ページ: 4322-4328
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Optically Active Conjugated Polymers Prepared from Achiral Monomers by Polycondensation in a Chiral Nematic Solvent (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Akagi, K.
  • 雑誌名: Angewandte Chemie Volume 117, Issue 28 ページ: 4396-4402
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Electrochemical Synthesis and Optical Properties of a Chiral Poly[1,4-bis(3,4 -ethylenedioxythiophene)-phenylene] Derivative (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Y.Jeong, Akagi, K.
  • 雑誌名: Macromolecular Rapid Communications 26 ページ: 164-167
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chiral BEDOT-based Copolymer Prepared by Chemical and Electrochemical Polymerization, (2005)
  • 著者名/発表者名: Jeong, Y., Goto, H., Akagi, K.
  • 雑誌名: Transactions of materials Research Society of Japan 30 ページ: 743-746
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of Polymers from Monosubstituted Acetylene Derivatives Bearing Ferroelectric Liquid Crystalline Groups (2004)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Dai, X-M, Ueoka, T, Akagi, K
  • 雑誌名: Macromolecules 37 ページ: 616-629
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis of Polythiophene Derivatives Bearing Ferroelectric Liquid Crystalline Substituents. (2004)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Dai, X-M, Narihiro, H, Akagi, K
  • 雑誌名: Macromolecules 37 ページ: 2353-2362
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and Magnetic Property of Polydiphenylamine Derivatives Bearing Stable Radical Groups (2004)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Koyano, T, Ikeda, H, Yoshizaki, R, Akagi, K
  • 雑誌名: Polymer 45 ページ: 4559-4564
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A New Asymmetric Polymerization Method for the Preparation of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) in a Chiral Nematic Liquid Crystal Field (2004)
  • 著者名/発表者名: Goto, H, Akagi K
  • 雑誌名: Macromolecular Rapid Communications 25 ページ: 1482-1486
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A New Asymmetric Polymerization Method for the Preparation of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) in a Chiral Nematic Liquid Crystal Field (2004)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Akagi K.
  • 雑誌名: Macromolecular Rapid Communications 25 ページ: 1482-1486
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of Polymers from Monosubstituted Acetylene Derivatives Bearing Ferroelectric Liquid Crystalline Groups (2004)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Dai, X-M., Ueoka, T., Akagi K.
  • 雑誌名: Macromolecules 37 ページ: 4783-4793
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis of Polythiophene Derivatives Bearing Ferroelectric Liquid Crystalline Substituents. (2004)
  • 著者名/発表者名: Goto, H., Dai, X-M., Narihiro, H., Akagi, K.
  • 雑誌名: Macromolecules 37(7) ページ: 2353-2362
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and Magnetic Property of Polydiphenylamine Derivatives Bearing Stable Radical Groups (2004)
  • 著者名/発表者名: Goto H., Koyano, T., Ikeda, H., Yoshizaki, R., Akagi, K.
  • 雑誌名: Polymer 45(13) ページ: 4559-4564
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より