ダイマー型イオン液体と多価アルコールによる水素結合型イオン液晶複合体の構築と評価

二聚离子液体和多元醇氢键离子液晶配合物的构建和评价

• 批准号: 20K05655
• 负责人: 花崎 知則
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05655/
• 关键词: イオン液体; 第四級アンモニウム塩型; ダイマー型; 溶媒添加効果; 液晶; 水素結合; 第4級アンモニウム塩型; 多価アルコール

本研究では，イオン部位を2個有するダイマー型イオン液体を合成するとともに，これに多価アルコール等の溶媒を添加することで水素結合型のイオン液晶複合体を構築し，その配向制御による低次元伝導性の発現，配向構造の固定化，さらにはキラル部位の導入によりらせん構造を有する液晶相の発現を目指している．目的化合物ののカチオン部位には，第四級アンモニウム系イオン液体の代表的なカチオンである，N,N-diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl)ammonium（以下DEMEと略記する）カチオン類似のカチオンを2個用い，対称型のダイマー構造とした．目的としたダイマー型イオン液体を，以下diDEME-I-nと表記する．ここでIはカウンターアニオンとして用いたヨウ化物イオンを示し，nは分子量末端に導入したアルキル鎖の炭素数を示す．事前に行っていた予備実験の段階も含め，前年度までの研究において，すでに10種類の化合物（In-diDEME-I-10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, および 22)を合成し，これらに多価アルコールとしてエチレングリコール，1,3-プロパンジオール，グリセリン，およびジグリセリンをそれぞれ系統的に添加し，それらの相転移挙動等について検討を行ってきた．その結果，In-diDEME-I-nの末端アルキル鎖炭素数（n），添加溶媒の種類，およびその量と相転移挙動との間に一定の相関を見出すとともに，一部の複合体についてはX線回折測定を行い，その液晶相がColh相であること，および二次元NMR測定により溶媒分子の位置を特定し，液晶相の構造モデルを提案した．前年度までに明らかとなったポリヨウ化物イオンの存在と，それが相転移挙動に多大な影響を与える点について，必要が生じた再測定を含め，2022年度に集中して検討した．

在本研究中，我们合成了具有两个离子位点的二聚体型离子液体，并向其中添加多元醇等溶剂构建氢键离子液晶络合物，并通过控制其取向实现了低维结构我们的目标是通过提高导电性、固定取向结构和引入手性部分来开发具有螺旋结构的液晶相。目标化合物的阳离子位点含有N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵(以下简称DEME)阳离子，是季铵基离子液体的典型阳离子。阳离子用于创建对称二聚体结构。以下，将目标二聚体型离子液体称为diDEME-I-n。这里，I表示用作抗衡阴离子的碘离子，n表示分子末端引入的烷基链中的碳原子数。在截至去年的研究中，包括提前进行的初步实验阶段，10种化合物（In-diDEME-I-10、12、13、14、15、16、17、18、20和22），并系统地添加乙二醇、1,3-丙二醇、甘油和二甘油作为多元醇，并研究它们的相变行为。结果发现In-diDEME-I-n末端烷基链碳原子数(n)、添加溶剂的种类和用量与相变行为之间存在一定的相关性，同时还发现一些复合材料显示进行衍射测量以确认液晶相是 Colh 相，二维核磁共振测量确定了溶剂分子的位置，并提出了液晶相的结构模型。 2022 年，我们集中研究了前一年已经明确的聚碘离子的存在及其对相变行为的重大影响，包括必要的重新测量。

项目成果

Effect of solvent addition on liquid crystal behavior of DEME based dimeric ionic liquid

溶剂添加对DEME基二聚离子液体液晶行为的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Shohei MIYATA; Daichi NINOMIYA; Yukihiro YOSHIMURA; Kazuyoshi KANEKO; Akio SHIMIZU; Kosuke KANEKO;Tomonori HANASAKI
• 通讯作者: Tomonori HANASAKI

DEME系カチオンを有するダイマー型イオン液体の液晶挙動に対する溶媒添加効果

溶剂添加对基于 DEME 的阳离子二聚型离子液体液晶行为的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: 宮田翔平;二ノ宮大知;吉村幸浩;金子和義;清水昭夫;金子光佑;花﨑知則
• 通讯作者: 花﨑知則

DEME系カチオンを有するイオン液体の合成と溶媒添加による液晶性の発現

DEME阳离子离子液体的合成及添加溶剂的液晶性表达

• 发表时间: 2020
• 作者: 武下明正;堀桃子;吉村幸浩;金子光佑;花崎知則
• 通讯作者: 花崎知則

DEME系カチオンを有するイオン液体の合成と溶媒添加による液晶性の発現

DEME阳离子离子液体的合成及添加溶剂的液晶性表达

• 发表时间: 2020
• 作者: 武下明正;堀桃子;吉村幸浩;金子光佑;花崎知則
• 通讯作者: 花崎知則

Effect of solvent addition on liquid crystal behavior of DEME based dimeric ionic liquid

溶剂添加对DEME基二聚离子液体液晶行为的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Shohei MIYATA; Daichi NINOMIYA; Yukihiro YOSHIMURA; Kazuyoshi KANEKO; Akio SHIMIZU; Kosuke KANEKO;Tomonori HANASAKI
• 通讯作者: Tomonori HANASAKI