光着色安定性と高温熱可逆性を併せもつフォトクロミックジアリールエテンの合成

兼具光致变色稳定性和高温热可逆性的光致变色二芳基乙烯的合成

基本信息

批准号：
13750787
负责人：
小畠誠也
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

チオフェンやベンゾチオフェンをアリール基とするジアリールエテンは熱安定性と繰り返し耐久性に優れたフォトクロミック化合物である。紫外光照射により着色反応が起こり閉環する。可視光照射により開環反応が起こり、元の無色の開環体に戻る。両異性体が熱安定であることから、光記録材料として期待されている。本研究では、光生成した異性体が光安定性を示し、100℃以上の高温においてのみ元の開環体に戻る新規なフォトクロミックジアリールエテン分子群の開発を行った。本研究の目的を達成するためには、以下の条件を満たす必要がある。すなわち、(1)両異性体が室温付近で安定であること、(2)適度な光閉環反応量子収率を有すること(Φo→c > 0.1)、(3)光開環反応量子収率が極めて小さいこと(Φc→o < 0.0001)、(4)閉環体が100-150℃程度ですみやかに開環体に戻ること、が必要な条件である。昨年度は、ジアリールエテンの反応点にメトキシ基を導入することにより光開環反応量子収率が極めて小さくなることを見出し、目的分子の設計指針を確立した。そこで、本年度は、様々のかさ高いアルコキシル基を導入することにより、本研究目的である光着色安定性と高温熱可逆性を併せもつジアリールエテンの合成を試みた。ジアリールエテンの反応部位にメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基、t-ブトキシ基を導入し、光反応性および熱開環反応性について検討した。光閉環反応量子収率はアルコキシ基の違いに影響を受けなかった。開環反応量子収率は1x10^<-4>のオーダーとなった。しかし、t-ブトキシ基の導入により、量子収率は大きくなった。一方、高温熱開環反応性を検討した結果、かさ高い置換基を導入すると、速度の増加が認められた。例えば、シクロヘキシルオキシ基においては160℃で5秒の半減期が得られた。これらは室温においては2年以上安定に存在し、目的とする光着色安定性と高温熱可逆性を併せもつジアリールエテンの合成に成功した。また、ポリマーフィルム中においても同程度のフォトクロミック反応性と高温熱可逆性を示した。このような材料は、紫外光により書き込みを行い、現像処理することなく、可視光に安定であり、しかも160℃程度の加熱ローラーなどで熱をかけることにより瞬時に無色に戻る再生可能な表示材料(ペーパー)として応用できるものと期待される。

二二乙烯含有噻吩或苯并噻吩作为芳基，是一种光致变色化合物，具有出色的热稳定性和重复的耐用性。紫外线的辐照导致着色反应闭合。当辐照可见光时，会发生开环反应，然后开环反应返回到原始的无色环形体。两种异构体都是热稳定的，因此有望是光学记录材料。在这项研究中，我们开发了一组新的光致变色透明乙烯分子，它们仅在100°C或更高的高温下才能恢复到原始的环形体。为了实现这项研究的目标，必须满足以下条件：也就是说，这些条件是必要的：（1）两个异构体在室温左右稳定，（2）具有适度的照照量子的量子产率（φO→C> 0.1）（φO→c> 0.1），（3）（3）（3）在光线环的量子量中极小的量子率（φc→o <0.0001）和（4）的正当范围（4），（4）环形 - 元素 - 元素 - 圈子→4）环，（4）环，环形 - 环境，环形 - 环境，环形元素 - 环境，环形循环范围（4），环形 - 环形循环范围（4），环形 - 环境，环形循环范围（4），环形 - 环形元素，环形量。 100-150°C。去年，我们发现，通过将甲氧基引入二透铁烯的反应点，光环反应反应量子产率变得极小，并为靶分子建立了设计指南。因此，今年，我们试图合成日记甲观，结合了光致变色稳定性和高温热可逆性，这是这项研究的目的，是通过引入各种笨重的烷氧基基团。研究了一个甲氧基乙氧基乙氧基乙氧醛组组，异丙氧基基，环氧基氧基基和T丁克西组，并研究了二焦甲烷的反应部位，并研究了光反应性和热环反应性。烷氧基差异不影响粉丝闭合反应量子量产率。开环反应的量子产率在1x10^<-4>上。然而，T丁克西组的引入增加了量子产率。另一方面，由于研究了高温热环反应性，引入笨重的取代基的速率增加了。例如，在160°C下获得5秒的半衰期。这些在室温下已经稳定了2年，并已成功合成二二乙烯，它结合了所需的浅色稳定性和高温热可耐用性。此外，聚合物膜还表现出相似的光致变色反应性和高温的热可逆性。预计此类材料将用作以紫外线编写的可重现的显示材料（纸），并且在无需开发处理的情况下稳定在可见光的情况下，并且可以通过在约160°C下用加热滚筒施加热量来立即将其应用于显示材料（纸）（纸）。