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スピロピラン類とその類縁体であるスピロオキサジンおよびクロメン類は、フォトクロミズムを示す代表的な化合物として知られ、反応機構に関する基礎的な研究から、調光レンズへの利用など商品開発に至るまで、非常に幅広く研究が行われている。これらのフォトクロミズムは、従来、溶液やポリマー中でのみ発現し、固相では発現しないとされてきた。ところが、申請者らは最近、これらのフォトクロミズムが、固相においても、低温であれば発現することを見出した。本研究は、これらの固相フォトクロミック反応の経路を解明するとともに、固相ならではの反応性を生かした新たなフォロクロミック材料を創り出すことを目的としている。
スピロピラン類、スピロオキサジン類、およびクロメン類のフォトクロミック反応は、いずれも、無色である閉環体から６π電子環状反応によって開環したのち、異性化によって、メロシアニン体とよばれる着色体を生成する。一般に、固体中では分子が密に詰まっているので、分子の形状が大きく変化するような反応は進行しにくいと考えられる。それにもかかわらず、一連の化合物の固相中でフォトクロミック反応が進行したのは、それらの反応が、固体の表層付近でのみ進行しているためである可能性がある。
その観点から、最終年度は、反応の前後で分子の形状が著しく変化するような反応として、オレフィンのcis-trans光異性化反応をとりあげ、その固相光反応の進行を分光学的な方法で解析するとともに、光学顕微鏡で固相表面を観察したところ、化合物によっては、固相表面で融解が起こっていることが確認された。
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