液晶場を用いた高分子合成と新機能発現

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12129201
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 赤木 和夫 筑波大学, 物質工学系, 教授 (20150964)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 朴 光哲 筑波大学, 物質工学系, 助手 (20302391)
• Keywords: ポリアセチレン / 導電性高分子 / らせん構造 / キラルネマティック / 光学活性 / 不斉液晶反応場 / 垂直配向場 / キラルチタン錯体

Research Abstract

一次元共役系高分子のポリアセチレンにラセン構造を付与したヘリカルポリアセチレンを合成し、さらにその種々のキラル化合物を合成することにより、不斉液晶場でのアセチレン重合を展開した。
(1)キラルネマティック液晶からなる不斉反応場でアセチレンを重合することにより、ラセン構造をもつヘリカルポリアセチレンを合成した。ポリアセチレン鎖およびそれらの束であるフィブリルのラセンの向きは、左旋性と右旋性のキラルドーパントを使い分けることで自在に制御できることを見出した。
(2)次に、軸性キラル化合物以外のドーパントして、不斉中心を持つフェニルシクロヘキシル化合物を合成した。軸性キラルバイナフトール誘導体よりも半分以下の旋光度をもつこの分子系からなる不斉液晶場においても、ヘリカルポリアセチレンが合成できることを示した。同時に、ヘリカルポリアセチレンのねじれの度合いは、キラルドーパントの旋光性によって制御できることを明らかにした。
(3)軸性キラルバイナフトール誘導体や含不斉中心化合物をチタン錯体の配位子として用いることで、キラルドーパントのみならず、触媒能をも有する新規キラルチタン錯体を合成した。これを用いた不斉反応場においても、ヘリカルポリアセチレンが合成できることを見出した。
(4)基板に対して垂直に配向するホメオトロピックなネマティック液晶に、軸性キラルバイナフトール誘導体をキラルドーパントとして加えることで、垂直に配向したキラルネマティック液晶を調製した。これを反応場とするアセチレン重合により、フィブリルがフィルムの膜面に対して垂直に配向した、垂直配向ヘリカルポリアセチレンを合成することができた。

Research Products

• [Publications] G.Piao: "Advanced Conjugated Polymer-Helical Polyacetylene"Polym.Adv.Tech.. 11. 1-5 (2000)
• [Publications] X.M.Dai: "Characterization of Ferroelectric Liquid Crystalline Polythiophene Derivatives"Trans.Mat.Res.Soc.Jap.. 25. 42-430 (2000)
• [Publications] G.Piao: "Novel Chiral Titanium Complexes as Chiral Dopants with Catalytic Activity for Synthesis of Helical Polyacetylene"Syntheic Metals. (in press). (2000)
• [Publications] H.Shirakawa: "Synthesis of Vertically Aligned Polyacetylene Films in Homeotropic Liquid Crystalline Solvents"Synthetic Metals. (in press). (2001)
• [Publications] H.Goto: "Synthesis of Liquid Crystalline Polyaniline Derivatives and Their Orientational Behaviors under Magnetic Forced Field"Synthetic Metals. (in press). (2001)
• [Publications] H.Goto: "Novel Helical Conjugated Polymers : Synthesis and Optical Properties of Polyarylenemethine Derivatives bearing Chiroptical Substituents"Synthetic Metals. (in press). (2001)
• [Publications] O.Karthaus: "Pattern Formation in Polymer Films by Non-Linear Processes"Macromolecular Chemistry, Symposia. (in press). (2001)
• [Publications] X.M.Dai: "Ferroelectric Liquid Crystalline Polythiophene Derivatives"Synthetic Metals. (in press). (2001)
• [Publications] J.Oguma: "Magnetically Forced Alignment of Liquid Crystalline Aromatic Conjugated Polymers and Their Electrical and Optical Anisotropies"Synthetic Metals. (in press). (2001)
• [Publications] I.Osaka: "Dichroic Fluorescence of Liquid Crystalline Polythiophene and Polythienylenevinylene Derivatives"Synthetic Metals. (in press). (2001)
• [Publications] A.Matsushita: "C_nF_<2n+2> Intercalation in Polyacetylene"Synthetic Metals. (in press). (2001)
• [Publications] Kiebooms: "Poly(isothianaphthene methine)s with Liquid Crystalline Substituents"Synthetic Metals. (in press). (2001)
• [Publications] H.Goto: "Orientational Behavior of Mono-Substituted Liquid Crystalline Polyaniline Derivatives"Synthetic Metals. (in press). (2001)
• [Publications] I.Osaka: "Synthesis and Properties of Polythiophene and Polythienylenevinylene Derivatives with Liquid Crystallinity"Synthetic Metals. (in press). (2001)
• [Publications] X.-M.Dai: "Synthesis and Properties of Ferroelectric Liquid Crystalline Polyacetylene Derivatives"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [Publications] H.Narihiro: "Synthesis and Properties of Polythienylene Derivatives with Fluorine-Containing Chiral Liquid Crystalline Substituents (I)"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [Publications] X.-M.Dai: "Synthesis and Properties of Polythienylene Derivatives with Fluorine-Containing Chiral Liquid Crystalline Substituents (II)"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [Publications] J.Oguma: "Synthesis and Properties of Ferroelectric Liquid Crystalline Poly(p-phenylenevinylene) Derivatives"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [Publications] G.Piao: "Synthesis of Vertically Aligned Polyacetylene Films in Homeotropic Chiral Nematic Liquid Crystals"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [Publications] K.Kanazawa: "Synthesis of Liquid Crystalline Binaphthyl Derivatives"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [Publications] H.Goto: "Synthesis and Properties of Polyacetylene Copolymer with Liquid Crystal and Stable Radical Substituents"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [Publications] H.Goto: "Ferroelectric Liquid Crystalline Conjugated Polymer with Small Bandgap - Synthesis and Properties of Poly(pyrrylene methine) Derivative"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [Publications] H.Goto: "Polaron-Type Magnetic Conjugated Polymer with Liquid Crystallinity"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [Publications] O.Karthous: "Mesoscopic Surface Structures in Dewetted Films of Liquid Crystalline Polymers"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [Publications] G.Piao: "Synthesis of Well-Controlled Helical Polyacetylene Films using Chiral Nematic Liquid Crystals"Current Applied Physics. (in press). (2001)
• [Publications] Kiebooms: "Synthesis of New Class of Low-Bandgap Polymers with with Liquid Crystalline Substituents"Macromolecules. (to be publsihed). (2001)
• [Publications] 赤木和夫: "らせん状導電性高分子ヘリカルポリアセチレンの研究"Science & Technonews Tsukuba. 54. 10-13 (2000)
• [Publications] 赤木和夫: "液晶性をもったらせん状共役系高分子の創成"化学. 55. 62-63 (2001)
• [Publications] 赤木和夫: "らせん状導電性高分子ヘリカルポリアセチレンの創成"Jasco Report. 43. 17-21 (2001)
• [Publications] 赤木和夫(分担執筆): "「導電性」液晶便覧"丸善. 402-404 (2000)
• [Publications] 赤木和夫(分担執筆): "「電気を通す液晶分-光りもする液晶分子」分子がつくるナノの不思議"第14回「大学と科学」公開シンポジウム組織委員会編(クバプロ). 121-134 (2000)