JP4900688B2 - 光学活性な高分子化合物 - Google Patents
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- BFAXUTJWLINADY-UHFFFAOYSA-N CC(C)(C)c(cc1)ccc1-c(cc1C(c2c3)OC)ccc1-c2ccc3-c1ccc(C(C)(C)C)cc1 Chemical compound CC(C)(C)c(cc1)ccc1-c(cc1C(c2c3)OC)ccc1-c2ccc3-c1ccc(C(C)(C)C)cc1 BFAXUTJWLINADY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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で表される、3個の芳香環が共役した側鎖がポリエチレン主鎖に直接結合した光学活性な高分子化合物(非特許文献2)が提案されているが、側鎖どうしが立体的に混み合っており、光学活性な開始剤を用いて主鎖を光学活性ならせん構造にすることが難しい。
(I)
(式中、Arは芳香環を含む3価の有機基であり、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ独立に、直接結合、置換イミノ基、エテニレン基又はエチニレン基である。但し、R1及びR2はAr中の芳香環に結合する。Ar1及びAr2はそれぞれ独立に、芳香環を含む2価の有機基である。但し、R1及びR3はAr1中の芳香環に結合し、R2及びR4はAr2中の芳香環に結合する。n1及びn2はそれぞれ独立に、1以上の整数である。R5及びR6はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、1価の炭化水素基、ヒドロカルビルオキシ基、ヒドロカルビル二置換アミノ基又はヒドロカルビルメルカプト基である。R7は酸素原子、硫黄原子、置換イミノ基、カルボニル基及び2価の炭化水素基からなる群から選ばれる1〜3個を組み合わせた2価の基である。R8、R9及びR10はそれぞれ独立に、水素原子又は1価の炭化水素基である。)
(III)
(式中、Ar、Ar1、Ar2、R1〜R10、n1及びn2は、それぞれ独立に、前記と同じである。)
本発明の高分子化合物は、光学活性であり、前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するものである。本発明の高分子化合物において、繰り返し単位は、2個以上連結される。
(II)
(式中、R11は水素原子又は1価の炭化水素基である。Ar1、Ar2、R1〜R10、n1及びn2は、それぞれ独立に、前記と同じである。)
で表される繰り返し単位であることが好ましい。
(V)
(式中、R8〜R10はそれぞれ独立に、前記と同じである。R12は、直接結合、酸素原子、硫黄原子、置換イミノ基、カルボニル基及び2価の炭化水素基からなる群から選ばれる1〜3個を組み合わせた2価の基である。R13は、水素原子又は1価の炭化水素基である。)
で表される繰り返し単位を有していてもよく、分岐構造及び/又は架橋構造を有していてもよい。
本発明の高分子化合物の製造方法は、特に限定されないが、前記一般式(III)で表される化合物(即ち、単量体化合物)を光学活性な重合開始剤を用いて重合反応させる工程を有する方法が好ましい。さらに、前記一般式(III)で表される化合物が、前記一般式(IV)で表される化合物であることが好ましい。
(VI)
(式中、R8〜R10、R12及びR13はそれぞれ独立に、前記と同じである。)
で表される化合物とを共重合すればよいが、光学選択性を高度に制御する観点から、前記一般式(III)で表される化合物を重合した後に前記一般式(VI)で表される化合物をブロック共重合することが好ましい。それ以外の点については、上述の製造方法と同様にして、該高分子化合物を製造することができる。
本発明の高分子化合物は、そのまま使用することもできるが、その他の成分と混合して組成物として使用してもよい。その他の成分としては、本発明の高分子化合物以外の高分子化合物、改質剤、溶媒等が挙げられる。前記組成物において、本発明の高分子化合物、その他の成分は、それぞれ、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
本発明の高分子化合物(組成物として調製する場合を含む)は、光学活性であることを利用して、例えば、光学活性化合物を分離するキラル分離、光学活性化合物を識別するキラル識別、光源から偏光のみを透過させる偏光フィルタ、光源自体が偏光を発する偏光発光等に有用である。
実施例1において、モノマー濃度が同じになるようにモノマー重量に比例させて反応スケールを変え、重合開始剤、モノマー/重合開始剤(モル比)、及び反応時間を表1に示すとおりに変えた以外は、実施例1と同様にして、生成物(高分子化合物)を得た。こうして得られた生成物(高分子化合物)のポリスチレン換算の数平均分子量Mn、及び分散度Mw/Mnは、表1に示すとおりであった。
2,7-ビス(4-tert-ブチルフェニル)フルオレン-9-イルメタクリレートの不斉アニオン重合(トルエン中-78oC)
aモノマー 0.1g(実施例1)、0.05g(実施例2、3)、1.0g(実施例4)
b1H-NMRスペクトルにより決定。
cゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)(vs.ポリスチレン)により決定。
dポリマー重量により決定(収率)
*表1中、Mnは高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量を意味し、Mwは高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
*表1中の重合開始剤の欄において、略語で表される構造は、以下のとおりである。
・FlLi : 9-フルオレニルリチウム
・(+)-DDB : (+)-2,3-ジメトキシ-1,4-ビス(ジメチルアミノ)ブタン
・(-)-Sp : (-)-スパルテイン
・(+)-PMP : (S)-(+)-1-(2-ピロリジニルメチル)ピロリジン
実施例5において、重合開始剤、モノマー/重合開始剤(モル比)、及び反応時間を表2に示すとおりに変えた以外は、実施例5と同様にして、生成物(高分子化合物)を得た。こうして得られた生成物(高分子化合物)のポリスチレン換算の数平均分子量Mn、及び分散度Mw/Mnは、表2に示すとおりであった。
2,7-ビス(4-tert-ブチルフェニル)フルオレン-9-イルアクリレートの不斉アニオン重合(トルエン中-78oC)
aモノマー 200mg(実施例5〜7)
b反応混合物の1H NMR分析により決定。
cゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)(vs.ポリスチレン)により決定。
−円二色スペクトルおよび発光スペクトル−
円二色スペクトルは、円偏光二色性吸収分光計(日本分光社製、J-820型)を用いて、室温、THF中、測定濃度2×10-3M(モノマー単位換算)、セル長0.1mmで測定した。実施例1、3、4で合成した高分子化合物の円二色性スペクトルを図1に示す。実施例5、6で合成した高分子化合物の円二色性スペクトルを図2に示す。実施例1で合成した高分子化合物の吸収スペクトル(THF中、室温で測定)及び蛍光スペクトル(THF中、室温で、322nmで励起して測定)(蛍光量子収率:33%)を図3に示す。
以上から、本発明の高分子化合物は、光学活性ならせん構造を持ち、かつ発光性を有することが分かる。
発光スペクトルの測定は、スペクトルグレードのTHFを溶媒として、スクリューキャップ付きの1cmの4面石英製セルを用いて、測定直前に10分間の窒素ガスバブリングを行って溶存酸素を除去して行った。
Io/I=1+kq・τs[Q] (1)
に従って、Io/Iを縦軸、[Q]を横軸としてプロットし、各消光剤に対するStern-Volmer定数を求めた。この図を図4に示す。なお、図4において、黒塗りの三角、黒塗りの丸は、それぞれ、(R)-体の消光剤、(S)-体の消光剤に対応する。
Claims (17)
- 下記一般式(I)で表される繰り返し単位を有する光学活性な高分子化合物。
(I)
(式中、Arは芳香環を含む3価の有機基であり、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ独立に、直接結合、置換イミノ基、エテニレン基又はエチニレン基である。但し、R1及びR2はAr中の芳香環に結合する。Ar1及びAr2はそれぞれ独立に、芳香環を含む2価の有機基である。但し、R1及びR3はAr1中の芳香環に結合し、R2及びR4はAr2中の芳香環に結合する。n1及びn2はそれぞれ独立に、1以上の整数である。R5及びR6はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、1価の炭化水素基、ヒドロカルビルオキシ基、ヒドロカルビル二置換アミノ基又はヒドロカルビルメルカプト基である。R7は酸素原子、硫黄原子、置換イミノ基、カルボニル基及び2価の炭化水素基からなる群から選ばれる1〜3個を組み合わせた2価の基である。R8、R9及びR10はそれぞれ独立に、水素原子又は1価の炭化水素基である。) - 円二色性スペクトルを示す請求項1に記載の高分子化合物。
- 円二色性スペクトルの200〜500nmの波長領域内において、繰り返し単位モル当りのモル楕円率の絶対値の最大値が100degree・cm2・dmol-1以上である請求項1又は2に記載の高分子化合物。
- ポリスチレン換算の数平均分子量が500〜1,000,000である請求項1〜3のいずれか一項に記載の高分子化合物。
- 分散度が1〜4である請求項1〜4のいずれか一項に記載の高分子化合物。
- 前記一般式(II)中のAr1及びAr2がフェニレン基である請求項6に記載の高分子化合物。
- 前記一般式(II)中のR7がカルボニルオキシ基である請求項6又は7に記載の高分子化合物。
- 前記一般式(II)中のR1、R2、R3及びR4が直接結合である請求項6〜8のいずれか一項に記載の高分子化合物。
- 前記一般式(II)中のR8がメチル基であり、R9及びR10が水素原子である請求項6〜9のいずれか一項に記載の高分子化合物。
- 下記一般式(IV)で表される化合物。
(IV)
(式中、
R 1 、R 2 、R 3 及びR 4 はそれぞれ独立に、直接結合、置換イミノ基、エテニレン基又はエチニレン基である。
Ar 1 及びAr 2 はそれぞれ独立に、芳香環を含む2価の有機基である。但し、R 1 及びR 3 はAr 1 中の芳香環に結合し、R 2 及びR 4 はAr 2 中の芳香環に結合する。
n 1 及びn 2 はそれぞれ独立に、1以上の整数である。
R 5 及びR 6 はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、1価の炭化水素基、ヒドロカルビルオキシ基、ヒドロカルビル二置換アミノ基又はヒドロカルビルメルカプト基である。
R 7 は酸素原子、硫黄原子、置換イミノ基、カルボニル基及び2価の炭化水素基からなる群から選ばれる1〜3個を組み合わせた2価の基である。
R 8 、R 9 、R 10 及びR 11 はそれぞれ独立に、水素原子又は1価の炭化水素基である。) - キラル分離に用いられる請求項1〜10のいずれか一項に記載の高分子化合物。
- キラル識別に用いられる請求項1〜10のいずれか一項に記載の高分子化合物。
- 偏光発光に用いられる請求項1〜10のいずれか一項に記載の高分子化合物。
- 偏光フィルタに用いられる請求項1〜10のいずれか一項に記載の高分子化合物。
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