二次元結晶のクリスタルエンジニアリング

二维晶体的晶体工程

基本信息

批准号：
03205035
负责人：
奥山健二
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、三次元結晶に比べて制御の次元が少ない二次元結晶系に着目し、分子構造と結晶構造の相関性を明らかにし、結晶工学における分子設計の指針を確立しようとするものである。すでに我々は水中で自己会合し二分子膜を形成する様々な両親媒性化合物が、二次元層状構造を基本とする結晶構造をとることを見出した。とりわけアゾベンゼン発色団を疎水部に有する両親媒性化合物CnAzoCmN^+の化学構造と結晶構造の相関性を検討した結果、親水基(N^+)とアゾベンゼンをつなぐスペ-サアルキル基の炭素数mが5の化合物群では、分子が膜面に対して傾いて配向したJ会合体をm-nが2以上の化合物では入れ子構造のH会合体を形成することを見出した。またH会合体を形成するものは、加熱によりJ会合体へ相転移し、J会合体は加湿によりH会合体に戻る。HからJへの熱相転移には著しい奇偶効果が見られ、m-n=2をみたす化合物群では奇数のm,nのほうが高い相転移温度をしめす。単結晶構造解析の結果、奇数と偶数では同じ入れ子構造ではあるものの親水部、とりわけアンモニウム基と隣接する化合物の親水末端のヒドロキシル基の相互作用が異なることが明らかとなった。熱転移によって生じたJ会合体からH会合体に等温的にもどるプロセスは湿度に大きく依存し、相対湿度50%以下ではほとんどおこらない。乾燥条件下でJ会合体に紫外光を照射するとH会合体が再生された。光照射初期にアゾベンゼンのシス体にもとづく吸収が出現することから、アゾベンゼンのトランスーシス光異性化反応をトリガ-としてJ→H転移が誘発されたことになる。光誘起相転移はmーnが2以上の化合物で一般的に観察されたが、転移の速度にはアルキル鎖長依存性がみられ、奇数のものほどはやく転移する傾向がある。

这项研究的目的是关注比三维晶体具有更少控制维度的二维晶体系统，阐明分子结构和晶体结构之间的相关性，并为晶体工程中的分子设计建立指导方针。是。我们已经发现，各种在水中自缔合形成双层膜的两亲性化合物具有基于二维层状结构的晶体结构。特别是，通过检查疏水部分具有偶氮苯发色团的两亲性化合物 CnAzoCmN^+ 的化学结构和晶体结构之间的相关性，我们发现连接的间隔烷基中的碳原子数 m亲水基团（N^+）和偶氮苯在第5组化合物中，我们发现分子形成J-聚集体，分子倾斜于膜表面取向，而在m-n为2或更大的化合物中，分子形成嵌套形成H-聚集体。此外，形成H聚集体的那些通过加热经历向J聚集体的相变，并且J聚集体通过加湿返回到H聚集体。从H到J的热相变表现出显着的奇偶效应，在一组满足m-n=2的化合物中，奇数m,n表现出较高的相变温度。单晶结构分析结果表明，虽然奇数和偶数具有相同的嵌套结构，但亲水部分，特别是相邻化合物亲水端的铵基和羟基之间的相互作用是不同的。热转变产生的J骨料等温返回H骨料的过程高度依赖于湿度，在相对湿度低于50%时几乎不会发生。当J-聚集体在干燥条件下用紫外线照射时，H-聚集体再生。由于偶氮苯的顺式异构体的吸收在光照射的早期阶段出现，因此偶氮苯的反式光异构化反应诱导了J→H转变。通常在 m−n 为 2 或更大的化合物中观察到光诱导相变，但转变速率取决于烷基链长度，奇数往往转变得更快。