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JP5408581B2 - Method for controlling optical anisotropy of self-assembled polymer film and method for forming self-assembled polymer film - Google Patents
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JP5408581B2 - Method for controlling optical anisotropy of self-assembled polymer film and method for forming self-assembled polymer film - Google Patents

Method for controlling optical anisotropy of self-assembled polymer film and method for forming self-assembled polymer film Download PDF

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Description

本発明は、ポリマー鎖がらせん構造および光学活性を有するポリマーからなる自己組織化ポリマー膜の光学的異方性の制御方法および自己組織化ポリマー膜の製膜方法に関する。
The present invention relates to a film forming method for controlling how contact and self-assembled polymer layer of the optical anisotropy of the self-assembled polymer films polymer chain composed of a polymer having a helical structure and optical activity.

従来、ポリアセチレン類はドーピングすることで優れた導電性を示すことが知られているが、ポリマー主鎖の二重結合を介してシス形・トランス形の異性体が存在し、熱、圧力、電磁波、光、放射線または磁場などの刺激によりシス−トランス異性化を生じて吸収スペクトルが変化することや色彩が変化することも知られている(例えば、特許文献1〜3、非特許文献1及び2参照)。このような性質を利用して、ポリアセチレン類は導電性材料、可変色材料、非線形光学材料、磁性材料、感圧材料などの様々な用途に用いられる。   Conventionally, polyacetylenes are known to exhibit excellent conductivity when doped, but cis- and trans-isomers exist through the double bond of the polymer main chain, and heat, pressure, electromagnetic waves are present. It is also known that cis-trans isomerization occurs due to stimulation such as light, radiation, or magnetic field, resulting in a change in absorption spectrum or color (for example, Patent Documents 1 to 3, Non-Patent Documents 1 and 2). reference). Utilizing such properties, polyacetylenes are used in various applications such as conductive materials, variable color materials, nonlinear optical materials, magnetic materials, and pressure sensitive materials.

また、安定ならせん構造を有するポリアセチレン置換体について近年研究が進んでおり、ポリアセチレン置換体の構造中に不斉炭素を導入して旋光性を付与した光学活性ポリアセチレン置換体は、らせんが一定方向に規則正しく巻かれており、しかも上記のように熱などの刺激によってらせんの巻き方向の反転やらせんの巻き数の増幅などらせん構造の変化を制御できることが知られている(例えば、非特許文献3、特許文献4参照)。   In addition, studies on polyacetylene substitution products having a stable helical structure have been conducted in recent years, and optically active polyacetylene substitution products in which an asymmetric carbon is introduced into the structure of the polyacetylene substitution product to give optical rotation have a spiral in a certain direction. It is known that it is wound regularly and changes in the helical structure such as reversal of the direction of winding of the spiral and amplification of the number of turns of the spiral can be controlled by stimulation such as heat as described above (for example, Non-Patent Document 3, (See Patent Document 4).

しかし、従来、溶液中における光学活性ポリアセチレン類の色変化およびらせん反転が報告されているものの、固体状態や膜状態では分子の動きが抑制されるため色変化はしても外部刺激により新たならせん構造の形成やらせんの巻き方向の制御を行うことはできなかった。
配向膜はエレクトロニクス材料、光学材料等に有用であり、ポリシラン配向膜などが知られている(例えば特許文献5、非特許文献4参照)。
しかし、近年、光学デバイス、光学メモリ、光学分割剤として、より旋光度や円偏光二色性の大きな材料が求められるようになってきた。
特開2004−161835号公報 特開2004−256690号公報 特開2004−300394号公報 特開2004−155929号公報 特許第2535780号公報 「高分子加工」,2001年,第50巻,第5号,p.221−223 「Macromolecule」,2001年,第34巻,第11号,p.3776−3782 「J.Am.Chem.Soc.」,2001年,第123巻,p.8159−8160 「Polymer」,1999年,第40巻,p.5857
However, although the color change and spiral inversion of optically active polyacetylenes in solution have been reported, the movement of molecules is suppressed in the solid state and film state, so the color change is not renewed by external stimulation. It was not possible to control the formation of the structure or the winding direction of the helix.
The alignment film is useful for electronic materials, optical materials, and the like, and polysilane alignment films are known (see, for example, Patent Document 5 and Non-Patent Document 4).
However, in recent years, an optical device, an optical memory, an optical resolving agent, has become more optical rotation and circular polarization dichroism material larger GaMotomu Me are as.
JP 2004-161835 A JP 2004-256690 A JP 2004-300394 A JP 2004-155929 A Japanese Patent No. 2535780 “Polymer Processing”, 2001, Vol. 50, No. 5, p. 221-223 “Macromolecule”, 2001, Vol. 34, No. 11, p. 3776-3782 “J. Am. Chem. Soc.”, 2001, Vol. 123, p. 8159-8160 “Polymer”, 1999, Vol. 40, p. 5857

本発明は、ポリマー分子鎖がらせん構造および光学活性を有するポリマー鎖の光学的異方性を変化、または増大させる自己組織化ポリマー膜の光学的異方性の制御方法、および光学的異方性の大きい自己組織化ポリマー膜の製膜方法を提供することを目的とする。
The present invention relates to a method for controlling the optical anisotropy of a self-assembled polymer film in which the polymer molecular chain changes or increases the optical anisotropy of the polymer chain having a helical structure and optical activity, and the optical anisotropy An object of the present invention is to provide a method for forming a self-assembled polymer film having a large thickness.

本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、製膜方法の選択、あるいは溶媒蒸気との接触、熱、光、磁場、電場等の外的負荷により、ラセン構造ポリマー膜の旋光度、円偏光二色性等の光学的異方性を増大させうることを見出した。   As a result of intensive studies, the inventors have selected the film forming method or applied external loads such as contact with solvent vapor, heat, light, magnetic field, electric field, etc. It has been found that optical anisotropy such as chromaticity can be increased.

すなわち、本発明は、
(1)ポリマー分子鎖が下記一般式()または()で表され、らせん構造および光学活性を有するポリマー膜の光学的異方性の制御方法であって、該光学的異方性の制御が可逆的制御方法であり、ポリマー膜に対して、有機溶媒の溶媒蒸気を接触させることにより、膜中に2次以上の規則構造を誘起させ、膜の光学的異方性を変化させる自己組織化ポリマー膜の光学的異方性の制御方法、
That is, the present invention
(1) A method for controlling the optical anisotropy of a polymer film having a polymer molecular chain represented by the following general formula ( 2 ) or ( 4 ) and having a helical structure and optical activity, Control is a reversible control method, in which a solvent vapor of an organic solvent is brought into contact with a polymer film to induce a secondary or higher order ordered structure in the film and to change the optical anisotropy of the film. Method for controlling optical anisotropy of structured polymer film,

Figure 0005408581
Figure 0005408581

(式中、nは10以上の整数を表し、X 〜X はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。ただし、一般式(2)においては、X 、X およびX のうち少なくともひとつは、一般式(4)においては、X およびX のうち少なくともひとつは、不斉炭素にOHまたはアルコキシ基が置換した光学活性炭素を有する基を表す。)
(2)前記有機溶媒が、炭化水素系溶媒、エーテル類、アルコール類、ケトン類、含塩素溶媒およびアミン系溶媒から選択されることを特徴とする(1)に記載の自己組織化ポリマー膜の光学的異方性の制御方法、
(In the formula, n represents an integer of 10 or more, and X 1 to X 5 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. However, in the general formula (2), among X 1 , X 2 and X 3 At least one of X 1 and X 2 in the general formula (4) represents a group having an optically active carbon in which an asymmetric carbon is substituted with OH or an alkoxy group.
(2) The self-assembled polymer film according to (1), wherein the organic solvent is selected from hydrocarbon solvents, ethers, alcohols, ketones, chlorine-containing solvents, and amine solvents. control how the optical anisotropy,

(3)前記光学的異方性が膜の旋光度または円偏光二色性であることを特徴とする(1)または(2)に記載の自己組織化ポリマー膜の光学的異方性の制御方法、および、
)ポリマー分子鎖が下記一般式(1)または(3)で表され、らせん構造および光学活性を有するポリマー膜の製膜方法であって、溶媒を用いて、ポリマー濃度が0.5〜10質量%の溶液から、膜厚0.4μm〜1mmで製膜し、膜中に2次以上の規則構造を誘起させることを特徴とする自己組織化ポリマー膜の製膜方法、
(3 ) Control of optical anisotropy of self-assembled polymer film according to (1) or (2) , wherein the optical anisotropy is optical rotation or circular dichroism of the film Method and
( 4 ) A method for producing a polymer film having a polymer molecular chain represented by the following general formula (1) or (3) and having a helical structure and optical activity, wherein the polymer concentration is 0.5 to A film forming method of a self-assembled polymer film, characterized by forming a film having a film thickness of 0.4 μm to 1 mm from a 10% by mass solution and inducing a secondary or higher order ordered structure in the film;

Figure 0005408581
Figure 0005408581

(式中、nは10以上の整数を表し、Rは1つ以上の光学活性炭素を有する、置換基を有してもよい脂肪族炭化水素基または、不斉炭素にOHまたはアルコキシ基が置換した光学活性炭素を有する芳香族炭化水素基を表し、R’は芳香族もしくは脂肪族の炭化水素基を表す。
を提供するものである。
(In the formula, n represents an integer of 10 or more, R represents one or more optically active carbons, an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group, or an asymmetric carbon substituted with OH or an alkoxy group. Represents an aromatic hydrocarbon group having optically active carbon, and R ′ represents an aromatic or aliphatic hydrocarbon group. )
Is to provide.

本発明により、光学デバイス、光メモリ、光学分割剤等の用途に有利な膜の旋光度、円偏光二色性等の光学的異方性が大きいポリマー膜の製膜方法、および膜の旋光度、円偏光二色性等の光学的異方性を変化および/または増大させる、制御方法もしくは可逆的制御方法を提供することができた。
According to the present invention, an optical rotation of a film advantageous for uses such as an optical device, an optical memory, an optical resolving agent, a method for forming a polymer film having a large optical anisotropy such as circular dichroism, and an optical rotation of the film, It was possible to provide a control method or a reversible control method for changing and / or increasing optical anisotropy such as circular dichroism.

本発明の光学的異方性の制御方法もしくは可逆的制御方法は、ポリマー分子鎖がらせん構造および光学活性を有する自己組織化ポリマー膜に対して、製膜条件または外的刺激の負荷により、膜中に高次の規則構造を誘起させ、膜の光学的異方性を可逆的に変化および/または増大させるものである。
The method for controlling an optical anisotropy or a reversible control method of the present invention is based on a film formation condition or an external stimulus load on a self-assembled polymer film in which a polymer molecular chain has a helical structure and optical activity. A high-order ordered structure is induced therein, and the optical anisotropy of the film is reversibly changed and / or increased.

本発明において「自己組織化ポリマー」とは外部刺激により分子の高次構造を自ら変化させることが可能であるポリマーをいう。
本発明において「膜の光学的異方性」とは円偏光に対する吸光度が左右で異なることをいい、例えば、膜の旋光度および円偏光二色性が挙げられる。ここで、旋光度とは、光学活性体が直線偏光の向きを右ないし左に回転させる角度をいい、円偏光二色性とは、旋光性物質の中を円偏光が通過する際左回りと右回りの吸収が異なる現象をいう。
本発明において「高次の規則構造」とは分子鎖同士が規則正しく並んだ構造のことをいう。また、膜中に高次の規則構造が誘起されたことは、X線散乱を測定することで確認される。高次の規則構造とは、2次以上の規則構造をいう。
本発明において「光学活性炭素」とはキラリティを有する炭素のことをいい、好ましくは不斉炭素原子である。
In the present invention, the “self-assembled polymer” refers to a polymer capable of changing the higher order structure of the molecule by an external stimulus.
In the present invention, “optical anisotropy of the film” means that the absorbance with respect to circularly polarized light is different on the left and right, and examples include the optical rotation of the film and circular dichroism. Here, the optical rotation means the angle at which the optically active substance rotates the direction of linearly polarized light to the right or left, and the circular dichroism is the counterclockwise direction when circularly polarized light passes through the optical rotatory material. A phenomenon in which clockwise absorption is different.
In the present invention, “higher order regular structure” means a structure in which molecular chains are regularly arranged. Moreover, it is confirmed by measuring X-ray scattering that the higher order ordered structure was induced in the film. The higher order regular structure means a secondary or higher order regular structure.
In the present invention, “optically active carbon” refers to carbon having chirality, and preferably an asymmetric carbon atom.

本発明において、「らせん構造」とは、前記ポリマー鎖が、下記数値範囲のらせん直径、らせんピッチ及びらせん持続長を有するものをいう。
前記ポリマー分子鎖の前記らせん直径は50nm以下であり、0.1〜50nmであることが好ましく、0.5〜10nmであることがより好ましい。
前記ポリマー分子鎖の前記らせんピッチは50nm以下であり、0.1〜50nmであることが好ましく、0.5〜10nmであることがより好ましい。
前記ポリマー分子鎖の前記らせん持続長は10nm以上であり、50nm以上であることが好ましく、50nm〜500nmであることがより好ましい。
In the present invention, the “helical structure” means that the polymer chain has a helical diameter, a helical pitch, and a helical continuous length within the following numerical ranges.
The helical diameter of the polymer molecular chain is 50 nm or less, preferably 0.1 to 50 nm, and more preferably 0.5 to 10 nm.
The helical pitch of the polymer molecular chain is 50 nm or less, preferably 0.1 to 50 nm, and more preferably 0.5 to 10 nm.
The helical continuous length of the polymer molecular chain is 10 nm or more, preferably 50 nm or more, and more preferably 50 nm to 500 nm.

本発明において、「らせん方向」とは、右巻き方向又は左巻き方向のいずれかをいう。「らせん方向を変化させる」とは、右巻き方向から左巻き方向に、又は左巻き方向を右巻き方向に変化させることをいう。円偏光二色性の数値は膜厚や分子のパッキング状態により変化するが、例えば可視部の極大吸光度が1程度の膜を用いた一方巻きらせんの場合、円偏光二色性の数値範囲は1〜500mdeg、好ましくは、5〜100mdegであり、逆巻きらせんの場合、−1〜−500mdeg、好ましくは、−5〜−100mdegである。また、本発明において、円偏光二色性を増大させる場合には、その数値を好ましくは1.5〜100倍、さらに好ましくは1.5〜10倍に増大させるものである。
本発明において、「らせんピッチ」とは、ポリマーらせんが1回転したときの両ユニット間の距離をいう。前記らせんピッチを変化させる具体例としては、例えば、1.8nmから2.5nmに変化させること、2.5nmから1.8nmに変化させること等が挙げられる。らせんピッチの変化は電子顕微鏡等による直接観察により測定できる。
In the present invention, the “spiral direction” means either a right-handed direction or a left-handed direction. “Changing the spiral direction” means changing the right-handed direction from the right-handed direction or the left-handed direction to the right-handed direction. The numerical value of circular dichroism varies depending on the film thickness and packing state of the molecule. For example, in the case of a one-helix spiral using a film having a maximum absorbance of about 1 in the visible region, the numerical range of circular dichroism is 1. ˜500 mdeg, preferably 5 to 100 mdeg, and in the case of a reverse spiral, −1 to −500 mdeg, preferably −5 to −100 mdeg. In the present invention, when the circular dichroism is increased, the numerical value is preferably increased to 1.5 to 100 times, more preferably 1.5 to 10 times.
In the present invention, the “spiral pitch” refers to the distance between both units when the polymer helix rotates once. Specific examples of changing the helical pitch include, for example, changing from 1.8 nm to 2.5 nm, changing from 2.5 nm to 1.8 nm, and the like. Changes in the helical pitch can be measured by direct observation with an electron microscope or the like.

本発明において、「結晶構造」とは、一定のらせん軸間距離を有するカラムナー構造等の高次構造をいう。前記結晶構造を変化させる具体例としては、例えば、アモルファス構造からカラムナー構造に変化させること、カラムナー構造からアモルファス構造に変化させること等が挙げられる。結晶構造の変化は広角X線散乱により測定できる。
本発明において、「ポリマーの分子配向」とは、分子のらせん軸が一定の方向を有する構造をいう。前記ポリマーの分子配向を変化させる具体例としては、例えば、無配向から一軸配向に変化させること、一軸配向から無配向に変化させること等が挙げられる。ポリマーの分子配向の変化は、偏光UVスペクトルにおいて、無配向は吸収が膜の向きにかかわらず一定で二色比が1として、一軸配向は延伸方向の偏光の吸収が大きくなとともにこれと垂直方向の偏光の吸収は小さくなり、二色比の増大として測定される。
In the present invention, the “crystal structure” refers to a higher order structure such as a columnar structure having a certain distance between helical axes. Specific examples of changing the crystal structure include, for example, changing from an amorphous structure to a columnar structure, changing from a columnar structure to an amorphous structure, and the like. Changes in the crystal structure can be measured by wide angle X-ray scattering.
In the present invention, “molecular orientation of polymer” refers to a structure in which the helical axis of a molecule has a certain direction. Specific examples of changing the molecular orientation of the polymer include, for example, changing from non-oriented to uniaxial orientation, changing from uniaxial orientation to non-oriented, and the like. The change in the molecular orientation of the polymer is as follows. In the polarized UV spectrum, the non-oriented orientation is constant regardless of the orientation of the film and the dichroic ratio is 1. The absorption of polarized light is reduced and is measured as an increase in dichroic ratio.

前記外的負荷としては、溶媒蒸気との接触、熱、光、磁場、電場等の刺激が挙げられ、溶媒との接触が好ましい。
前記刺激の各々の具体的処理条件は特に制限はないが、例えば下記のような条件が挙げられる。
「溶媒蒸気との接触」については、例えば、クロロホルム、トルエン、テトラヒドロフラン等の任意の溶媒の蒸気を適宜選択した温度、時間条件にて前記ポリマー分子鎖がらせん構造を有するポリマー膜を処理することができる。
「熱」処理については、加熱温度を、好ましくは60〜200℃、より好ましくは100〜150℃とし、加熱時間を、好ましくは1〜60分、より好ましくは3〜30分とする加熱処理が挙げられる。
「光」処理については、例えば、100mJ/1平方cm〜100000mJ/1平方cm、好ましくは500mJ/1平方cm〜10000mJ/1平方cmの光量にて前記ポリマー分子鎖がらせん構造を有するポリマー膜を処理することが挙げられる。
「磁場」処理については、例えば、0.1T〜10T、好ましくは1T〜10Tにて前記ポリマー分子鎖がらせん構造を有するポリマー膜を処理することが挙げられる。
「電場」処理については、例えば、0.01MV/cm〜10MV/cm、好ましくは0.1MV/cm〜1MV/cmにて前記ポリマー分子鎖がらせん構造を有するポリマー膜を処理することが挙げられる。
Examples of the external load include contact with solvent vapor, stimulation of heat, light, magnetic field, electric field and the like, and contact with solvent is preferable.
Specific treatment conditions for each of the stimuli are not particularly limited, and examples thereof include the following conditions.
Regarding the “contact with solvent vapor”, for example, the polymer film having a helical structure in which the polymer molecular chain has a helical structure may be treated at a temperature and time conditions appropriately selected from vapors of any solvent such as chloroform, toluene, and tetrahydrofuran. it can.
For the “heat” treatment, the heating temperature is preferably 60 to 200 ° C., more preferably 100 to 150 ° C., and the heating time is preferably 1 to 60 minutes, more preferably 3 to 30 minutes. Can be mentioned.
For the “light” treatment, for example, a polymer film in which the polymer molecular chain has a helical structure with a light amount of 100 mJ / 1 square cm to 100,000 mJ / 1 square cm, preferably 500 mJ / 1 square cm to 10,000 mJ / 1 square cm is used. Processing.
As for the “magnetic field” treatment, for example, the polymer film having a helical structure of the polymer molecular chain is treated with 0.1T to 10T, preferably 1T to 10T.
As for the “electric field” treatment, for example, treatment of a polymer film in which the polymer molecular chain has a helical structure at 0.01 MV / cm to 10 MV / cm, preferably 0.1 MV / cm to 1 MV / cm can be mentioned. .

前記外的負荷を付与することにより、ポリマーの共役状態は、例えば、吸収極大が400nmから500nmへ変化させることができたり、500nmから400nmへ変化させることができる。
前記光学的異方性は、例えば、ポリマー膜の色が黄色から赤色へ変化させることができたり、旋光度が正から負へ変化させることができる。例えば、膜の旋光度が正から負へ変化すること、または負から正へ変化することは、膜の旋光性が変化し、逆転することを意味する。また、本発明において、膜の旋光性が増大するとは、旋光度及び/又は円偏光二色性が増大することをいう。「旋光度が増大する」とは旋光度及び/又は円偏光二色性が5倍以上大きくなることをいう。
By applying the external load, the conjugated state of the polymer can change, for example, the absorption maximum from 400 nm to 500 nm or from 500 nm to 400 nm.
As the optical anisotropy, for example, the color of the polymer film can be changed from yellow to red, and the optical rotation can be changed from positive to negative. For example, changing the optical rotation of the film from positive to negative, or changing from negative to positive means that the optical rotation of the film changes and reverses. Further, in the present invention, increasing the optical rotation of the film means increasing the optical rotation and / or circular dichroism. “The optical rotation is increased” means that the optical rotation and / or circular dichroism is increased by 5 times or more.

本発明における自己組織化ポリマー膜は、ポリマー分子鎖がらせん構造および光学活性を有するポリマーに、前記刺激の少なくとも1つを付与して、前記ポリマー鎖の膜の旋光度及び/又は円偏光二色性を可逆的に制御しうることが好ましい。
本発明の方法で製膜もしくは制御された自己組織化ポリマー膜は、粒子、微粒子、粉体及び/又は基板を備える膜に等に適宜調製し、用いことができる。
本発明の方法で制御された自己組織化ポリマー膜は、各種電子・光学デバイスとして使用することができる。
前記電子・光学デバイスの具体例としては、光学メモリ素子、分子メモリ素子等が挙げられる。
In the self-assembled polymer film of the present invention, the polymer molecular chain imparts at least one of the stimuli to a polymer having a helical structure and optical activity, and the optical rotation and / or circular dichroism of the film of the polymer chain It is preferable that the property can be reversibly controlled.
The self-assembled polymer film formed or controlled by the method of the present invention can be appropriately prepared and used as a film including particles, fine particles, powder and / or a substrate.
The self-assembled polymer film controlled by the method of the present invention can be used as various electronic / optical devices.
Specific examples of the electronic / optical device include an optical memory element and a molecular memory element.

次に、本発明に用いられる、「ポリマー鎖がらせん構造を有する下記一般式(1)または(3)で表されるポリマー」について説明する。
Then used this onset bright, described "polymer where the polymer chain is represented by the following general formula having a helical structure (1) or (3)".

Figure 0005408581
Figure 0005408581

(式中、nは10以上の整数を表し、Rは1つ以上の光学活性炭素を有する、置換基を有してもよい脂肪族炭化水素基または、不斉炭素にOHまたはアルコキシ基が置換した光学活性炭素を有する芳香族炭化水素基を表し、R’は芳香族もしくは脂肪族の炭化水素基を表す。)
本発明に用いられる化合物において、特定の部分を「基」と称した場合には、当該部分は基自体が置換されていなくても、一種以上の(可能な最多数までの)置換基で置換されていても良いことを意味する。例えば、「アルキル基」とは置換または無置換のアルキル基を意味する。また、本発明における基が有してもよい「置換基」は、例えばフェニル基、アルキル基、エステル基、アミド基を挙げることができ、フェニル基、エステル基が好ましい。
(Wherein n represents an integer of 10 or more , R represents one or more optically active carbons, an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an asymmetric carbon substituted with OH or an alkoxy group. And represents an aromatic hydrocarbon group having optically active carbon, and R ′ represents an aromatic or aliphatic hydrocarbon group .)
In the compounds used in the present invention, when a specific moiety is referred to as a “group”, the moiety is substituted with one or more (up to the maximum possible) substituents even if the group itself is not substituted. Means that may have been. For example, “alkyl group” means a substituted or unsubstituted alkyl group. In addition, examples of the “substituent” that the group in the present invention may have include a phenyl group, an alkyl group, an ester group, and an amide group, and a phenyl group and an ester group are preferable.

上記の1つ以上の光学活性炭素を有する基上に置換する基としては特に制限は無いが、例えばアルキル基、フェニル基、アミド基、カルボニル基、水酸基等が例として挙げられる。好ましくは、アルキル基、フェニル基、アミド基である。
The group substituted on the group having one or more optically active carbons is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, a phenyl group, an amide group, a carbonyl group, and a hydroxyl group. Of these, an alkyl group, a phenyl group, and an amide group are preferable.

上記の基の中で水素原子を有するものは、これを取り去りさらに置換基で置換されていてもよい。そのような複合置換基の例としては、エーテル基、エステル基等が挙げられる。   Those having a hydrogen atom among the above groups may be removed and further substituted with a substituent. Examples of such a composite substituent include an ether group and an ester group.

前記一般式(1)または(3)で表されるポリマーの重合度nはポリマーの重合度を表し、10以上の整数である。好ましくは10〜10000であり、より好ましくは20〜500である。
また、前記一般式(1)または(3)で表されるポリマーの数平均分子量は1000〜1000000が好ましく、10000〜100000がより好ましい
The polymerization degree n of the polymer represented by the general formula (1) or (3) represents the polymerization degree of the polymer and is an integer of 10 or more. Preferably it is 10-10000, More preferably, it is 20-500.
Moreover, 1000-1 million are preferable and, as for the number average molecular weight of the polymer represented by the said General formula (1) or (3) , 10000-100,000 are more preferable .

’が示す芳香族基の例としては、炭素数が好ましくは4〜20、より好ましくは6〜14のものであり、具体的にはフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基が挙げられる。脂肪族炭化水素の例としては炭素数が好ましくは1〜18、より好ましくは1〜10のものであり、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、2−エチルヘキシル基が挙げられる。
この芳香族基または脂肪族炭化水素基は、前記のような光学活性を有していてもよい。
また、前記一般式(1)で表されるポリマーは下記一般式(2)で表されるポリマーであることが好ましい。
Examples of the aromatic group represented by R ′ are preferably those having 4 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 14 carbon atoms, and specifically include a phenyl group, a naphthyl group, and a phenanthryl group. Examples of aliphatic hydrocarbons are preferably those having 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, specifically methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group, octyl group, A decyl group and 2-ethylhexyl group are mentioned.
This aromatic group or aliphatic hydrocarbon group may have the optical activity as described above.
Further, it is preferred that the polymer represented by the general formula (1) is a polymer represented by the following general formula (2).

Figure 0005408581
Figure 0005408581

(式中、nは10以上の整数であり、X、XおよびXはそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。ただし、X、XおよびXのうち少なくとも1つは、不斉炭素にOHまたはアルコキシ基が置換した光学活性炭素を有する基を表す。)
(In the formula, n is an integer of 10 or more, and X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, provided that at least one of X 1 , X 2 and X 3 is This represents a group having an optically active carbon in which an asymmetric carbon is substituted with OH or an alkoxy group .)

本発明において、X、XおよびXのうち少なくとも1つは光学活性炭素を有する基、すなわち、不斉炭素にOHまたはアルコキシ基が置換した光学活性炭素を有する基である。
、XおよびXのうち少なくとも1つが上記の光学活性炭素を有する基であり、かつそのX、XおよびXの組み合わせとして、Xが水素原子、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子、Xがアルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基又はアミノ基、Xが水素原子、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子の場合が好ましく、Xが水素原子、アルキル基又はハロゲン原子、Xが光学活性アルキル基又は光学活性アルコキシ基、Xが水素原子、アルキル基又はハロゲン原子の場合がより好ましく、X及びXが水素原子であり、Xが光学活性アルコキシ基である場合が特に好ましい。
In the present invention, at least one of the group having an optically active carbon of X 1, X 2 and X 3, i.e., OH or alkoxy groups asymmetric carbon Ru groups der having an optically active carbon substituted.
At least one of X 1 , X 2 and X 3 is a group having the above-mentioned optically active carbon, and as a combination of X 1 , X 2 and X 3 , X 1 is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or A halogen atom, X 2 is preferably an alkyl group, alkoxy group, carboxyl group or amino group, X 3 is preferably a hydrogen atom, alkyl group, alkoxy group or halogen atom, X 1 is a hydrogen atom, alkyl group or halogen atom, X More preferably, 2 is an optically active alkyl group or an optically active alkoxy group, X 3 is a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, X 1 and X 3 are hydrogen atoms, and X 2 is an optically active alkoxy group Is particularly preferred.

前記光学活性炭素を有する基が、1つ以上の不斉炭素を有し、かつ該不斉炭素にOH基が置換した炭素数2以上のアルキル基又はアルコキシ基であることが特に好ましい。
The optically active group having carbon, have one or more asymmetric carbon, and it is particularly preferred OH groups to the asymmetric carbon is an alkyl group or an alkoxy group having 2 or more carbon atoms substituted.

前記光学活性アルキル基とは、炭素数2〜10の直鎖または分岐のアルキル基であって、1つ以上の不斉炭素を含みかつ該不斉炭素にOH基が置換したものを表す。炭素数が4〜8のものが好ましい。具体例としては、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシブチル基、1−ヒドロキシ−1−メチルプロピル基、1−ヒドロキシ−2−メチルプロピル基、2−ヒドロキシペンチル基、2−ヒドロキシヘキシル基、2−ヒドロキシへプチル基、2−ヒドロキシオクチル基、2−ヒドロキシノニル基、2−ヒドロキシデシル基等が挙げられ、特に好ましくは、2−ヒドロキシヘキシル基、2−ヒドロキシへプチル基、2−ヒドロキシオクチル基である。   The optically active alkyl group is a linear or branched alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, which includes one or more asymmetric carbons and an OH group substituted on the asymmetric carbon. Those having 4 to 8 carbon atoms are preferred. Specific examples include 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxypropyl group, 2-hydroxybutyl group, 1-hydroxy-1-methylpropyl group, 1-hydroxy-2-methylpropyl group, 2-hydroxypentyl group, 2 -Hydroxyhexyl group, 2-hydroxyheptyl group, 2-hydroxyoctyl group, 2-hydroxynonyl group, 2-hydroxydecyl group and the like are preferable, and 2-hydroxyhexyl group, 2-hydroxyheptyl group are particularly preferable. , 2-hydroxyoctyl group.

前記光学活性アルコキシ基とは、炭素数2〜10の直鎖または分岐のアルコキシ基であって、1つ以上の不斉炭素を含みかつ該不斉炭素にOH基が置換したものを表す。炭素数が4〜8のものが好ましい。具体例としては、1−ヒドロキシエトキシ基、2−ヒドロキシプロポキシ基、2−ヒドロキシブトキシ基、1−ヒドロキシ−1−メチルプロポキシ基、1−ヒドロキシ−2−メチルプロポキシ基、2−ヒドロキシペンチルオキシ基、2−ヒドロキシヘキシルオキシ基、2−ヒドロキシへプチルオキシ基、2−ヒドロキシオクチルオキシ基、2−ヒドロキシノニルオキシ基、2−ヒドロキシデシルオキシ基等が挙げられ、特に好ましくは、2−ヒドロキシヘキシルオキシ基、2−ヒドロキシへプチルオキシ基、2−ヒドロキシオクチルオキシ基である。   The optically active alkoxy group is a linear or branched alkoxy group having 2 to 10 carbon atoms, which includes one or more asymmetric carbons and an OH group substituted on the asymmetric carbon. Those having 4 to 8 carbon atoms are preferred. Specific examples include 1-hydroxyethoxy group, 2-hydroxypropoxy group, 2-hydroxybutoxy group, 1-hydroxy-1-methylpropoxy group, 1-hydroxy-2-methylpropoxy group, 2-hydroxypentyloxy group, 2-hydroxyhexyloxy group, 2-hydroxyheptyloxy group, 2-hydroxyoctyloxy group, 2-hydroxynonyloxy group, 2-hydroxydecyloxy group, and the like, and particularly preferably, 2-hydroxyhexyloxy group, 2-hydroxyheptyloxy group and 2-hydroxyoctyloxy group.

また、XとX又はXとXが連結して、環(芳香族または非芳香族の、炭化水素環または複素環。これらはさらに組み合わされて多環縮合環を形成することができる。例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、キノリン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、キノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、フェナジン環、が挙げられる。)構造をとることもできる。
また、一般式()で表されるポリマーは、下記一般式(4)で表されるポリマーであってもよい。
X 1 and X 2 or X 2 and X 3 may be linked to form a ring (aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or heterocyclic ring. These may be further combined to form a polycyclic fused ring. For example, benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, quinoline ring, phenanthrene ring, fluorene ring, triphenylene ring, naphthacene ring, biphenyl ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyridine ring , Pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, indolizine ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, isobenzofuran ring, quinolidine ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoxazoline ring, quinoline ring, carbazole Ring, phenanthridine ring, acridine ring A phenanthroline ring, a thianthrene ring, a chromene ring, a xanthene ring, a phenoxathiin ring, a phenothiazine ring and a phenazine ring).
The polymer represented by general formula (3) may be a polymer represented by the following general formula (4).

Figure 0005408581
Figure 0005408581

式中、nは10以上の整数を表し、X 、X 、X およびX はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。ただし、X およびX のうち少なくともひとつは、不斉炭素にOHまたはアルコキシ基が置換した光学活性炭素を有する基を表す。)
なお、及びXは、一般式(2)におけるものと同義であり、好ましいものも同様である。
前記一般式(2)で表されるポリマーは、後述の一般式(7)で表されるアセチレン置換体モノマーを重合することにより製造できる。
置換アセチレンモノマーの製造方法は特に限定されないが、例えばR.D’Amato,T.Sone,M.Tabata,M.V.Russo,A.Fdurlaniらによる「Macromolecules」,Vol.31,p.8660(1998)に記載の方法により得ることができる。
(In the formula, n represents an integer of 10 or more, and X 1 , X 2 , X 4 and X 5 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. However, at least one of X 1 and X 2 is an This represents a group having an optically active carbon in which OH or an alkoxy group is substituted on the simultaneous carbon.)
Incidentally, X 1 and X 2 are the same meanings as those in formula (2), Ru likewise der preferable.
The polymer represented by the general formula (2) can be produced by polymerizing an acetylene-substituted monomer represented by the general formula (7) described later.
The method for producing the substituted acetylene monomer is not particularly limited. D'Amato, T .; Sone, M.M. Tabata, M .; V. Russo, A.M. “Macromolecules” by Fdurani et al., Vol. 31, p. 8660 (1998).

本発明に用いられるポリマーを製造する重合反応は、ロジウム錯体触媒の存在下で行うことが好ましい。ロジウム錯体触媒を用いることにより、ポリマー主鎖の共役二重結合がすべてシス形に制御された立体規則性ポリマーを生成することができる。また、一般式(3)、(4)のポリマーについてはニオブ、タンタル等5族遷移金属触媒の存在下で行うことが好ましい。
ロジウム錯体触媒としては特に限定されないが、[Rh(ノルボルナジエン)Cl]、[Rh(シクロオクタジエン)Cl]、[Rh(ビス−シクロオクテン)Cl]等のジエンおよびモノエン配位子を有するロジウム錯体触媒が挙げられ、特に[Rh(ノルボルナジエン)Cl]が好ましく用いられる。
本発明に用いられるポリマーの製造方法においては、ロジウム錯体触媒として[Rh(ノルボルナジエン)Cl]を用い、かつ助触媒としてトリエチルアミンを用いることが好ましい。
ニオブ、タンタル錯体触媒としては特に限定されないが、NbCl、NbBr、TaCl、TaBr等のハロゲン化物触媒が挙げられ、特にTaClが好ましく用いられる。
本発明に用いられるポリマーの製造方法においては、タンタル錯体触媒としてTaClを用い、かつ助触媒としてトリエチルシランを用いることが好ましい。
The polymerization reaction for producing the polymer used in the present invention is preferably performed in the presence of a rhodium complex catalyst. By using a rhodium complex catalyst, it is possible to produce a stereoregular polymer in which all the conjugated double bonds of the polymer main chain are controlled in a cis form. The polymers of the general formulas (3) and (4) are preferably carried out in the presence of a group 5 transition metal catalyst such as niobium or tantalum.
The rhodium complex catalyst is not particularly limited, but diene and monoene ligands such as [Rh (norbornadiene) Cl] 2 , [Rh (cyclooctadiene) Cl] 2 , and [Rh (bis-cyclooctene) Cl] 2 can be used. Rhodium complex catalyst, and [Rh (norbornadiene) Cl] 2 is particularly preferably used.
In the method for producing a polymer used in the present invention, it is preferable to use [Rh (norbornadiene) Cl] 2 as a rhodium complex catalyst and triethylamine as a cocatalyst.
Niobium is not particularly restricted but includes tantalum complex catalyst, NbCl 5, NbBr 5, TaCl 5, TaBr 5 , etc. halide catalysts include the, particularly preferably used TaCl 5.
In the method for producing a polymer used in the present invention, it is preferable to use TaCl 5 as a tantalum complex catalyst and triethylsilane as a cocatalyst.

また、上記の反応において、溶媒としては、ヘキサン、トルエン、クロロホルム等の非極性有機溶媒や、テトラヒドロフラン、トリエチルアミン、アルコール類(メタノール、エタノール等)等の極性有機溶媒が挙げられる。   In the above reaction, examples of the solvent include nonpolar organic solvents such as hexane, toluene, and chloroform, and polar organic solvents such as tetrahydrofuran, triethylamine, and alcohols (such as methanol and ethanol).

本発明に用いられるポリマーは、下記一般式(5)で表され、ポリマー鎖が規則的ならせん構造を有することが好ましい。   The polymer used in the present invention is represented by the following general formula (5), and the polymer chain preferably has a regular helical structure.

Figure 0005408581
Figure 0005408581

式中、R”は、1つ以上の不斉炭素を含みかつ該不斉炭素にOH基が置換した、炭素数2〜10のアルキル基又はアルコキシ基を表す。不斉炭素の数は1〜3個が好ましいが、立体制御の観点から1個が特に好ましい。   In the formula, R ″ represents an alkyl group or an alkoxy group having 2 to 10 carbon atoms, which contains one or more asymmetric carbon atoms and is substituted with an OH group. The number of asymmetric carbon atoms is 1 to 1. Three is preferable, but one is particularly preferable from the viewpoint of stereocontrol.

また、nが10〜10000でR”がフェノキシ酸素を有する基であることも好ましい。この化合物は、例えば、[Rh(ノルボルナジエン)Cl]触媒を用いることにより合成することができる。
本発明に用いられるポリマーは、前記不斉炭素にOH基を置換することで、水素結合によりらせん構造を安定化できると考えられる。
It is also preferable that n is 10 to 10,000 and R ″ is a group having phenoxy oxygen. This compound can be synthesized by using, for example, a [Rh (norbornadiene) Cl] 2 catalyst.
The polymer used in the present invention is considered to be able to stabilize the helical structure by hydrogen bonding by substituting the OH group for the asymmetric carbon.

R”で表されるアルキル基とは、炭素数2〜10の直鎖または分岐のアルキル基であって、1つ以上の不斉炭素を含みかつ該不斉炭素にOH基が置換したものを表す。炭素数が4〜8のものが好ましい。具体例としては、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシブチル基、1−ヒドロキシ−1−メチルプロピル基、1−ヒドロキシ−2−メチルプロピル基、2−ヒドロキシペンチル基、2−ヒドロキシヘキシル基、2−ヒドロキシへプチル基、2−ヒドロキシオクチル基、2−ヒドロキシノニル基、2−ヒドロキシデシル基等が挙げられ、特に好ましくは、2−ヒドロキシヘキシル基、2−ヒドロキシへプチル基、2−ヒドロキシオクチル基である。
あるいは、フェノキシ酸素を含む基であってもよい。
The alkyl group represented by R ″ is a linear or branched alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, which includes one or more asymmetric carbons and an OH group substituted on the asymmetric carbon. Preferred are those having 4 to 8 carbon atoms, and specific examples include 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxypropyl group, 2-hydroxybutyl group, 1-hydroxy-1-methylpropyl group, 1-hydroxy- Examples include 2-methylpropyl group, 2-hydroxypentyl group, 2-hydroxyhexyl group, 2-hydroxyheptyl group, 2-hydroxyoctyl group, 2-hydroxynonyl group, 2-hydroxydecyl group, and the like. , 2-hydroxyhexyl group, 2-hydroxyheptyl group, 2-hydroxyoctyl group.
Alternatively, it may be a group containing phenoxy oxygen.

R”で表されるアルコキシ基とは、炭素数2〜10の直鎖または分岐のアルコキシ基であって、1つ以上の不斉炭素を含みかつ該不斉炭素にOH基が置換したものを表す。炭素数が4〜8のものが好ましい。具体例としては、1−ヒドロキシエトキシ基、2−ヒドロキシプロポキシ基、2−ヒドロキシブトキシ基、1−ヒドロキシ−1−メチルプロポキシ基、1−ヒドロキシ−2−メチルプロポキシ基、2−ヒドロキシペンチルオキシ基、2−ヒドロキシヘキシルオキシ基、2−ヒドロキシへプチルオキシ基、2−ヒドロキシオクチルオキシ基、2−ヒドロキシノニルオキシ基、2−ヒドロキシデシルオキシ基等が挙げられ、特に好ましくは、2−ヒドロキシヘキシルオキシ基、2−ヒドロキシへプチルオキシ基、2−ヒドロキシオクチルオキシ基である。   The alkoxy group represented by R ″ is a linear or branched alkoxy group having 2 to 10 carbon atoms, which includes one or more asymmetric carbons and an OH group substituted on the asymmetric carbon. Preferred are those having 4 to 8 carbon atoms, such as 1-hydroxyethoxy group, 2-hydroxypropoxy group, 2-hydroxybutoxy group, 1-hydroxy-1-methylpropoxy group, 1-hydroxy- 2-methylpropoxy group, 2-hydroxypentyloxy group, 2-hydroxyhexyloxy group, 2-hydroxyheptyloxy group, 2-hydroxyoctyloxy group, 2-hydroxynonyloxy group, 2-hydroxydecyloxy group, etc. Particularly preferred are 2-hydroxyhexyloxy group, 2-hydroxyheptyloxy group, 2-hydroxyoctylo group. Is death group.

nはポリマーの重合度を表し、10以上の整数である。好ましくは10〜10000であり、より好ましくは20〜500である。   n represents the degree of polymerization of the polymer and is an integer of 10 or more. Preferably it is 10-10000, More preferably, it is 20-500.

本発明に用いられるポリマーは光学活性を有しており、旋光性を示す。本発明のポリマーはS異性体およびR異性体のいずれであってもよいがラセミ混合物ではない。
本発明に用いられるポリマーの数平均分子量は1000〜1000000が好ましく、4000〜100000がより好ましい。
The polymer used in the present invention has optical activity and exhibits optical rotation. The polymer of the present invention may be either the S isomer or the R isomer, but is not a racemic mixture.
The number average molecular weight of the polymer used in the present invention is preferably from 1,000 to 1,000,000, more preferably from 4,000 to 100,000.

つぎに、本発明に用いられるポリマーの製造方法について説明する。
前記一般式(2)で表されるポリマーは、下記一般式(6)で表されるアセチレン化合物を重合することにより製造できる。
Next, a method for producing the polymer used in the present invention will be described.
The polymer represented by the general formula (2) can be produced by polymerizing an acetylene compound represented by the following general formula (6).

Figure 0005408581
Figure 0005408581

式中、X1、X2およびX3はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。ただし、X1、X2およびX3のうち少なくともひとつは、1つ以上の光学活性炭素を有する基を表す。X1、X2およびX3は前記一般式(2)におけるX1、X2およびX3と同義であり、好ましい範囲も同様である。 In the formula, X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. However, at least one of X 1 , X 2 and X 3 represents a group having one or more optically active carbons. X 1, X 2 and X 3 have the same meanings as X 1, X 2 and X 3 in the general formula (2), and preferred ranges are also the same.

また、前記一般式(5)で表される光学活性ポリマーは、下記一般式(7)で表されるアセチレン化合物を重合することにより製造できる。   Moreover, the optically active polymer represented by the general formula (5) can be produced by polymerizing an acetylene compound represented by the following general formula (7).

Figure 0005408581
Figure 0005408581

式中、R”は前記一般式(5)におけるR”と同義であり、好ましい範囲も同様である。   In the formula, R ″ has the same meaning as R ″ in the general formula (5), and the preferred range is also the same.

前記一般式(6)または(7)で表される置換アセチレンモノマーの製造方法は特に限定されないが、例えばR.D’Amato,T.Sone,M.Tabata,M.V.Russo,A.Fdurlaniらによる「Macromolecules」,Vol.31,p.8660(1998)に記載の方法により得ることができる。   A method for producing the substituted acetylene monomer represented by the general formula (6) or (7) is not particularly limited. D'Amato, T .; Sone, M.M. Tabata, M .; V. Russo, A.M. “Macromolecules” by Fdurani et al., Vol. 31, p. 8660 (1998).

本発明に用いられるポリマーを製造する重合反応は、ロジウム錯体触媒の存在下で行うことが好ましい。ロジウム錯体触媒を用いることにより、ポリマー主鎖の共役二重結合がすべてシス形に制御された立体規則的なポリマーを生成することができる。
ロジウム錯体触媒としては特に限定されないが、[Rh(ノルボルナジエン)Cl]2、[Rh(シクロオクタジエン)Cl]2、[Rh(ビス−シクロオクテン)Cl]2等のジエンおよびモノエン配位子を有するロジウム錯体触媒が挙げられ、特に[Rh(ノルボルナジエン)Cl]2が好ましく用いられる。また、助触媒としてアルキルアミン類を用いることが好ましく、例えばジエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチルアミン等が用いられる。
本発明に用いられるポリマーの製造方法においては、ロジウム錯体触媒として[Rh(ノルボルナジエン)Cl]2を用い、かつ助触媒としてトリエチルアミンを用いることが好ましい。
The polymerization reaction for producing the polymer used in the present invention is preferably performed in the presence of a rhodium complex catalyst. By using a rhodium complex catalyst, it is possible to produce a stereoregular polymer in which all the conjugated double bonds of the polymer main chain are controlled in a cis form.
The rhodium complex catalyst is not particularly limited, but diene and monoene ligands such as [Rh (norbornadiene) Cl] 2 , [Rh (cyclooctadiene) Cl] 2 , and [Rh (bis-cyclooctene) Cl] 2 can be used. And rhodium complex catalyst, and [Rh (norbornadiene) Cl] 2 is particularly preferably used. Moreover, it is preferable to use alkylamines as a cocatalyst, for example, diethylamine, tributylamine, triethylamine, etc. are used.
In the method for producing a polymer used in the present invention, it is preferable to use [Rh (norbornadiene) Cl] 2 as a rhodium complex catalyst and triethylamine as a cocatalyst.

また、上記の製造方法において、溶媒としては、ヘキサン、トルエン、クロロホルム等の非極性有機溶媒や、テトラヒドロフラン、トリエチルアミン、アルコール類(メタノール、エタノール等)等の極性有機溶媒が挙げられる。   In the above production method, examples of the solvent include nonpolar organic solvents such as hexane, toluene, and chloroform, and polar organic solvents such as tetrahydrofuran, triethylamine, and alcohols (methanol, ethanol, and the like).

本発明においては、ポリマー膜の製膜方法の選択により、膜中の高次の規則構造を誘起させても良い。また、ポリマー膜の製膜方法の選択と溶媒蒸気との接触、熱、光、磁場、及び電場からなる群から選択される刺激の少なくとも1つの付与を組み合わせて用いても良い。ポリマー膜の製膜方法の選択と溶媒蒸気との接触との組み合わせが好ましい。   In the present invention, a higher order ordered structure in the film may be induced by selecting a film forming method of the polymer film. Moreover, you may use combining the selection of the film-forming method of a polymer film | membrane, and at least 1 provision of the stimulus selected from the group which consists of contact with a solvent vapor | steam, a heat | fever, light, a magnetic field, and an electric field. A combination of selection of the polymer film formation method and contact with solvent vapor is preferred.

本発明におけるポリマー膜の製造方法について説明する。
該ポリマー膜は、上記のポリマーを溶媒に溶解させた濃厚な溶液を、例えば、ガラス等の上にスピンコートして製膜することにより、膜中に高次の規則構造を誘起させることで形成することができる。
溶媒としては、好ましくはクロロホルム等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ジエチルアミン等のアミン系溶媒、メタノール等のアルコール系溶媒、トルエン等の芳香族系溶媒から選択される1種または2種以上の溶媒が用いられ、より好ましくはクロロホルム、テトラヒドロフラン、ジエチルアミンであり、さらに好ましくはクロロホルムである。
また、本発明において、ポリマーの濃厚な溶液とは、置換基により異なるが、ポリマー濃度が好ましくは0.5〜10質量%であり、0.5〜5質量%がより好ましく、4質量%程度がさらに好ましく、1〜3質量%が特に好ましい。
A method for producing a polymer film in the present invention will be described.
The polymer film is formed by inducing a high-order ordered structure in a film by spin-coating a concentrated solution obtained by dissolving the above polymer in a solvent onto, for example, glass. can do.
The solvent is preferably one or two selected from a chlorine solvent such as chloroform, an ether solvent such as tetrahydrofuran, an amine solvent such as diethylamine, an alcohol solvent such as methanol, and an aromatic solvent such as toluene. The above solvents are used, more preferably chloroform, tetrahydrofuran, and diethylamine, and still more preferably chloroform.
In the present invention, the polymer-rich solution differs depending on the substituent, but the polymer concentration is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, and about 4% by mass. Is more preferable, and 1-3 mass% is especially preferable.

例えば、ポリマーがポリ[(S)−1−(4−エチニルフェニル)−1−ドデカノール]であり、溶媒がクロロホルムである場合には、ポリマーの濃度は1〜5質量%が好ましく、3〜5質量%がさらに好ましい。
また、ポリマーがポリ[N−プロパルギル−(S)−1−メチルヘキシルカルバメート]であり、溶媒がクロロホルムである場合には、ポリマーの濃度は0.5〜5質量%が好ましく、1〜3質量%がさらに好ましい。
For example, when the polymer is poly [(S) -1- (4-ethynylphenyl) -1-dodecanol] and the solvent is chloroform, the concentration of the polymer is preferably 1 to 5% by mass, and 3 to 5 More preferred is mass%.
When the polymer is poly [N-propargyl- (S) -1-methylhexyl carbamate] and the solvent is chloroform, the concentration of the polymer is preferably 0.5 to 5% by mass, and 1 to 3% by mass. % Is more preferable.

スピンコートの条件は、目的とする高次の規則構造を膜中に誘起させることができるものであれば特に限定されるものではないが、回転数は500〜10000rpmであることが好ましく、1000〜2000rpmであることがさらに好ましい。
また、スピンコート後の乾燥条件も、目的とする高次の規則構造を膜中に誘起させることができるものであれば特に限定されるものではないが、温度30〜60℃で、1〜24時間であることが好ましく、温度40〜50℃で、1〜3時間であることがさらに好ましい。
製膜方法は、膜中に高次の規則構造を誘起させるものであれば、スピンコートに限定されるものではなく、例えば通常のキャスト法であってもよい。
ポリマー膜の膜厚は、0.01μm〜1mmが好ましく、0.1〜10μmがより好ましい。
The spin coating conditions are not particularly limited as long as the target higher order ordered structure can be induced in the film, but the rotational speed is preferably 500 to 10,000 rpm, More preferably, it is 2000 rpm.
Also, the drying conditions after spin coating are not particularly limited as long as the target higher order ordered structure can be induced in the film, but the temperature is 30 to 60 ° C. and 1 to 24. Preferably, the time is 40 to 50 ° C., and more preferably 1 to 3 hours.
The film forming method is not limited to spin coating as long as it induces a high-order ordered structure in the film, and may be a normal casting method, for example.
The film thickness of the polymer film is preferably 0.01 μm to 1 mm, and more preferably 0.1 to 10 μm.

本発明におけるポリマー膜は、溶媒蒸気との接触、加熱、光照射、磁場印加、または電場印加、好ましくは溶媒蒸気との接触させることにより、色彩および共役状態が変化し、並びにらせん構造が変化および/または新たならせん構造を形成することが好ましい。また、溶媒蒸気と接触させることで新たに形成されるらせんの向きを制御することができる。共役状態がどのように変化しているかは未だ定かではないが、ポリマー主鎖における単結合の立体構造または高次構造の変化が生じると考えられている。この共役状態の変化は色彩変化を誘起し、電気的・電子的性質の変化をも誘起する。   The polymer film in the present invention changes in color and conjugate state, and changes in the helical structure by contact with solvent vapor, heating, light irradiation, magnetic field application, or electric field application, preferably contact with solvent vapor. It is preferable to form a new helical structure. Moreover, the direction of the newly formed helix can be controlled by contacting with solvent vapor. It is not yet known how the conjugation state is changed, but it is considered that a change in the three-dimensional structure or higher order structure of a single bond in the polymer main chain occurs. This change in the conjugated state induces a color change and also induces a change in electrical and electronic properties.

上記の処理において用いられる溶媒としては例えば、ベンゼン、トルエン、ヘキサン等の炭化水素溶媒;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類;メタノール、エタノール等のアルコール類;アセトン等のケトン類;クロロホルム、ジクロロメタン等の含塩素溶媒などの有機溶媒が挙げられるが特にこれらに限定されるものではない。
上記有機溶媒の蒸気を本発明のポリマーに接触させる際の条件は、常圧下又は減圧下で0〜50℃の雰囲気で行うことが好ましい。接触時間は10〜90分が好ましい。蒸気温度は、10〜30℃が好ましい。
Examples of the solvent used in the above treatment include hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and hexane; ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether; alcohols such as methanol and ethanol; ketones such as acetone; chloroform and dichloromethane and the like Although organic solvents, such as a chlorine-containing solvent, are mentioned, it is not specifically limited to these.
The conditions for bringing the vapor of the organic solvent into contact with the polymer of the present invention are preferably performed in an atmosphere of 0 to 50 ° C. under normal pressure or reduced pressure. The contact time is preferably 10 to 90 minutes. The steam temperature is preferably 10 to 30 ° C.

また、加熱、光照射、磁場印加、または電場印加の各処理における好ましい処理条件については上記のポリマー分子鎖がらせん構造を有するポリマー膜の処理条件で挙げられた条件が挙げられる。   Further, examples of preferable treatment conditions in each treatment of heating, light irradiation, magnetic field application, and electric field application include the conditions mentioned in the treatment conditions for the polymer film in which the polymer molecular chain has a helical structure.

本発明のポリマー分子よりなる自己組織化ポリマー膜は、上記の刺激により吸収のピークトップが400〜550nmの範囲で一意的かつ任意に制御可能であることが好ましい。
本発明において、一意的かつ任意にとは、加熱温度等の刺激の種類により吸収のピークトップが制御可能であることを意味する。
The self-assembled polymer film made of the polymer molecule of the present invention preferably has a peak top of absorption that can be uniquely and arbitrarily controlled in the range of 400 to 550 nm by the above stimulation.
In the present invention, the term “uniquely and arbitrarily” means that the peak top of absorption can be controlled by the kind of stimulus such as heating temperature.

以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to these.

実施例1
ポリ[(S)−1−(4−エチニルフェニル)−1−ドデカノール](数平均分子量30000)のクロロホルム溶液(4質量%)をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、黄色のポリマー膜を作製した(膜厚0.6μm)。この時の吸光度は1.08であった。得られた膜の吸収スペクトルは350nm付近に吸収極大を示し、溶液中と同様のスペクトルの形を示した。CDスペクトルにおいては320nm付近に負、360nm付近に正、430nm付近に正、470nm付近に負のピークが観測された。320nmのピークは−390mdegであった。ORDスペクトルにおいては340nm付近に負、410nm付近に負、450nm付近に正のピークが観測された。340nmのピークは−430mdegであった。広角X線散乱では28Å付近に鋭いピークが現れ、分子間の規則構造が確認された。
Example 1
A chloroform solution (4% by mass) of poly [(S) -1- (4-ethynylphenyl) -1-dodecanol] (number average molecular weight 30000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm. It was dried for a time to produce a yellow polymer film (film thickness 0.6 μm). The absorbance at this time was 1.08. The absorption spectrum of the obtained film showed an absorption maximum in the vicinity of 350 nm, and showed the same spectrum shape as in the solution. In the CD spectrum, a negative peak was observed near 320 nm, a positive peak near 360 nm, a positive peak near 430 nm, and a negative peak near 470 nm. The peak at 320 nm was -390 mdeg. In the ORD spectrum, a negative peak was observed near 340 nm, a negative peak around 410 nm, and a positive peak around 450 nm. The peak at 340 nm was -430 mdeg. In wide-angle X-ray scattering, a sharp peak appeared in the vicinity of 28 mm, and an ordered structure between molecules was confirmed.

実施例2
ポリ[(S)−1−(4−エチニルフェニル)−1−ドデカノール](数平均分子量20000)のクロロホルム溶液(4質量%)をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、黄色のポリマー膜を作製した(膜厚0.6μm)。得られた膜に金蒸着を施し、これを走査電子顕微鏡により10000倍で観察したところ膜の表面に筋状の模様が観察され、高次(3次)の規則構造の存在が示唆された。
Example 2
A chloroform solution (4% by mass) of poly [(S) -1- (4-ethynylphenyl) -1-dodecanol] (number average molecular weight 20000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm. It was dried for a time to produce a yellow polymer film (film thickness 0.6 μm). When the obtained film was subjected to gold vapor deposition and observed 10,000 times with a scanning electron microscope, a streak pattern was observed on the surface of the film, suggesting the existence of a higher order (tertiary) ordered structure.

実施例3
ポリ[(S)−1−(4−エチニルフェニル)−1−ドデカノール](数平均分子量20000)の1μg/mLのクロロホルム溶液をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させた。これに金蒸着を施して走査電子顕微鏡により100000倍で観察したところ長さ約600nm、幅約80nmの棒状ポリマーが多数観測され、高次(3次)の規則構造の存在が示唆された。
Example 3
A 1 μg / mL chloroform solution of poly [(S) -1- (4-ethynylphenyl) -1-dodecanol] (number average molecular weight 20000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm, and this was applied at 40 ° C. for 1 hour. Dried. When gold was vapor-deposited and observed with a scanning electron microscope at a magnification of 100,000, a large number of rod-like polymers having a length of about 600 nm and a width of about 80 nm were observed, suggesting the existence of a higher order (tertiary) ordered structure.

実施例4
ポリ[N−プロパルギル−(S)−1−メチルヘキシルカルバメート](数平均分子量10000)のクロロホルム溶液(1質量%)を石英基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、無色のポリマー膜を作製した(膜厚0.4μm)。得られた膜の吸収スペクトルは230nm付近に吸収極大を示し、溶液中と同様のスペクトルの形を示した。この時の吸光度は0.5であった。得られた膜のCDスペクトルにおいては220nm付近に正、240nm付近に負、280nm付近に正、320nm付近に負のピークが観測された。240nmのピークは−190mdegであった。ORDスペクトルにおいては250nm付近に負、300nm付近に正のピークが観測された。250nmのピークは−230mdegであった。広角X線散乱では15Å付近に鋭いピークが現れ、分子間の規則構造が確認された。
Example 4
A chloroform solution (1% by mass) of poly [N-propargyl- (S) -1-methylhexyl carbamate] (number average molecular weight 10,000) was spin-coated on a quartz substrate at 1000 rpm, and this was dried at 40 ° C. for 1 hour. Thus, a colorless polymer film was produced (film thickness 0.4 μm). The absorption spectrum of the obtained film showed an absorption maximum in the vicinity of 230 nm, and showed the same spectrum shape as in the solution. The absorbance at this time was 0.5. In the CD spectrum of the obtained film, positive peaks were observed near 220 nm, negative near 240 nm, positive near 280 nm, and negative peaks near 320 nm. The 240 nm peak was -190 mdeg. In the ORD spectrum, a negative peak was observed near 250 nm, and a positive peak was observed near 300 nm. The peak at 250 nm was -230 mdeg. In wide-angle X-ray scattering, a sharp peak appeared in the vicinity of 15 mm, and an ordered structure between molecules was confirmed.

実施例5
ポリ[N−プロパルギル−(S)−1−メチルヘキシルカルバメート](数平均分子量10000)のクロロホルム溶液(4質量%)を石英基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、無色のポリマー膜を作製した(膜厚0.4μm)。得られた膜に金蒸着を施し、これを走査電子顕微鏡により10000倍で観察したところ膜の表面に筋状の模様が観察され、高次(3次)の規則構造の存在が示唆された。
Example 5
A chloroform solution (4% by mass) of poly [N-propargyl- (S) -1-methylhexyl carbamate] (number average molecular weight 10,000) was spin-coated on a quartz substrate at 1000 rpm, and this was dried at 40 ° C. for 1 hour. Thus, a colorless polymer film was produced (film thickness 0.4 μm). When the obtained film was subjected to gold vapor deposition and observed 10,000 times with a scanning electron microscope, a streak pattern was observed on the surface of the film, suggesting the existence of a higher order (tertiary) ordered structure.

参考例1
ポリ[N−プロパルギル−(S)−1−メチルヘキシルカルバメート](数平均分子量10000)の1μg/mLのテトラヒドロフラン溶液を石英基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させた。これに金蒸着を施して走査電子顕微鏡により100000倍で観察したところ長さ約500nm、幅約40nmの棒状ポリマーが観測され、高次(3次)の規則構造の存在が示唆された。
Reference example 1
A 1 μg / mL tetrahydrofuran solution of poly [N-propargyl- (S) -1-methylhexylcarbamate] (number average molecular weight 10,000) was spin-coated on a quartz substrate at 1000 rpm, and this was dried at 40 ° C. for 1 hour. . When this was subjected to gold vapor deposition and observed with a scanning electron microscope at a magnification of 100,000, a rod-like polymer having a length of about 500 nm and a width of about 40 nm was observed, suggesting the existence of a higher order (tertiary) ordered structure.

実施例
ポリ[N−プロパルギル−(S)−1−メチルヘキシルカルバメート](数平均分子量10000)のテトラヒドロフラン溶液(3質量%)を石英基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、無色のポリマー膜を作製した(膜厚0.4μm)。得られた膜のCDスペクトルにおいては240nm付近に負、290nm付近に正のピークが観測された。240nmのピークは−250mdegであった。これを25℃常圧でジエチルアミンの蒸気に10分間接触させると、吸光度は変化せずに240nmのピークは−1000mdegに増大した。
Example 6
A tetrahydrofuran solution (3 mass%) of poly [N-propargyl- (S) -1-methylhexyl carbamate] (number average molecular weight 10,000) was spin-coated on a quartz substrate at 1000 rpm, and this was dried at 40 ° C. for 1 hour. Thus, a colorless polymer film was produced (film thickness 0.4 μm). In the CD spectrum of the obtained film, a negative peak was observed around 240 nm and a positive peak around 290 nm. The 240 nm peak was -250 mdeg. When this was brought into contact with diethylamine vapor at 25 ° C. and atmospheric pressure for 10 minutes, the absorbance did not change and the 240 nm peak increased to −1000 mdeg.

実施例
ポリ[(S)−1−(4−エチニルフェニル)−1−ドデカノール](数平均分子量50000)のクロロホルム溶液(4質量%)をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、黄色のポリマー膜を作製した(膜厚0.9μm)。この時の吸光度は1.8であった。得られた膜の吸収スペクトルは350nm付近に吸収極大を示し、溶液中と同様のスペクトルの形を示した。ORDスペクトルにおいては340nm付近に負、410nm付近に負、450nm付近に正のピークが観測された。340nmのピークは−1200mdegであった。これを25℃常圧でジエチルアミンの蒸気に10分間接触させると、吸光度は変化せずに330nm付近に正、400nm付近に負のピークが観測され、スペクトルは大きく変化した。330nmのピークは140mdegとなり、その絶対値は大きく減少した。実施例1、7より光学的異方性の可逆的な変化が確認された。
Example 7
A chloroform solution (4 mass%) of poly [(S) -1- (4-ethynylphenyl) -1-dodecanol] (number average molecular weight 50000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm. It was dried for a time to produce a yellow polymer film (film thickness 0.9 μm). The absorbance at this time was 1.8. The absorption spectrum of the obtained film showed an absorption maximum in the vicinity of 350 nm, and showed the same spectrum shape as in the solution. In the ORD spectrum, a negative peak was observed near 340 nm, a negative peak around 410 nm, and a positive peak around 450 nm. The peak at 340 nm was -1200 mdeg. When this was brought into contact with diethylamine vapor at 25 ° C. and atmospheric pressure for 10 minutes, the absorbance did not change, a positive peak was observed near 330 nm, and a negative peak was observed near 400 nm, and the spectrum changed greatly. The 330 nm peak was 140 mdeg, and its absolute value was greatly reduced. From Examples 1 and 7 , a reversible change in optical anisotropy was confirmed.

実施例
ポリ[1−(4−((S)−2−メトキシオクチロキシ)フェニル)−2−フェニルアセチレン](数平均分子量50000)のクロロホルム溶液(2質量%)をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、黄色のポリマー膜を作製した(膜厚0.4μm)。この時の吸収極大の吸光度は0.5であった。得られた膜の吸収スペクトルは420nm付近に吸収極大を示し、溶液中と同様のスペクトルの形を示した。CDスペクトルにおいては410nm付近に正のピークが観測された。410nmのピークは450mdegであった。これを25℃常圧でクロロホルムの蒸気に15分間接触させると、吸光度はほとんど変化せずに410nmのピークは1900mdegとなり、その絶対値は大きく増大した。
Example 8
A chloroform solution (2% by mass) of poly [1- (4-((S) -2-methoxyoctyloxy) phenyl) -2-phenylacetylene] (number average molecular weight 50000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm. This was dried at 40 ° C. for 1 hour to produce a yellow polymer film (film thickness 0.4 μm). The absorbance at the absorption maximum at this time was 0.5. The absorption spectrum of the obtained film showed an absorption maximum in the vicinity of 420 nm, and showed the same spectrum shape as in the solution. In the CD spectrum, a positive peak was observed around 410 nm. The peak at 410 nm was 450 mdeg. When this was brought into contact with chloroform vapor at 25 ° C. and atmospheric pressure for 15 minutes, the absorbance was hardly changed, and the peak at 410 nm was 1900 mdeg, and its absolute value increased greatly.

実施例
ポリ[1−(4−((S)−2−ヒドロキシオクチロキシ)フェニル)−2−フェニルアセチレン](数平均分子量30000)のクロロホルム溶液(4質量%)をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、黄色のポリマー膜を作製した(膜厚0.6μm)。この時の吸収極大の吸光度は0.8であった。得られた膜の吸収スペクトルは440nm付近に吸収極大を示し、溶液中と同様のスペクトルの形を示した。CDスペクトルにおいては390nm付近に負のピークが観測された。390nmのピークは−50mdegであった。これを25℃常圧でジエチルアミンの蒸気に1分間接触させると、吸光度は変化せずに400nm付近に負、440nm付近に正のピークが観測され、スペクトルは大きく変化した。400nmのピークは−330mdegとなり、その絶対値は大きく増大した。
Example 9
A chloroform solution (4% by mass) of poly [1- (4-((S) -2-hydroxyoctyloxy) phenyl) -2-phenylacetylene] (number average molecular weight 30000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm. This was dried at 40 ° C. for 1 hour to produce a yellow polymer film (film thickness 0.6 μm). The absorbance at the absorption maximum at this time was 0.8. The absorption spectrum of the obtained film showed an absorption maximum in the vicinity of 440 nm, and showed the same spectrum shape as in the solution. In the CD spectrum, a negative peak was observed around 390 nm. The peak at 390 nm was −50 mdeg. When this was brought into contact with diethylamine vapor at 25 ° C. and normal pressure for 1 minute, the absorbance did not change, a negative peak was observed near 400 nm, a positive peak was observed near 440 nm, and the spectrum changed greatly. The peak at 400 nm was −330 mdeg, and its absolute value increased greatly.

参考例
ポリ[(S)−1−(4−エチニルフェニル)−1−ドデカノール](数平均分子量20000)のクロロホルム溶液(20質量%)を室温で静置し、これを偏光顕微鏡で観察したところ縞模様が観察されコレステリック液晶構造の形成が確認された。
Reference example 2
A chloroform solution (20% by mass) of poly [(S) -1- (4-ethynylphenyl) -1-dodecanol] (number average molecular weight 20000) was allowed to stand at room temperature and observed with a polarizing microscope. Was observed, confirming the formation of a cholesteric liquid crystal structure.

参考例
ポリ[1−(4−((S)−2−ヒドロキシオクチロキシ)フェニル)−2−フェニルアセチレン](数平均分子量30000)のトルエン溶液(12質量%)を室温で静置し、これを偏光顕微鏡で観察したところ縞模様が観察されコレステリック液晶構造の形成が確認された。
Reference example 3
A toluene solution (12% by mass) of poly [1- (4-((S) -2-hydroxyoctyloxy) phenyl) -2-phenylacetylene] (number average molecular weight 30000) was allowed to stand at room temperature, and this was polarized. When observed with a microscope, stripes were observed, confirming the formation of a cholesteric liquid crystal structure.

参考例
ポリ[N−プロパルギル−(S)−1−メチルヘキシルカルバメート](数平均分子量10000)のトルエン溶液(12質量%)を室温で静置し、これを偏光顕微鏡で観察したところ模様が観察され液晶構造の形成が確認された。
Reference example 4
A toluene solution (12% by mass) of poly [N-propargyl- (S) -1-methylhexyl carbamate] (number average molecular weight 10,000) was allowed to stand at room temperature, and when observed with a polarizing microscope, a pattern was observed and liquid crystal was observed. The formation of the structure was confirmed.

以下に、本発明の自己組織化ポリマー膜の光学的異方性の制御方法に対する比較の参考例を示す。
参考例1
ポリ[(S)−1−(4−エチニルフェニル)−1−ドデカノール](数平均分子量20000)のクロロホルム溶液(1質量%)をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、黄色のポリマー膜を作製した(膜厚0.15μm)。得られた膜の吸収スペクトルでは350nm付近に吸収極大を示し、溶液中と同様のスペクトルの形を示した。この時の吸光度は0.25であった。CDスペクトルにおいては310nm付近に負、360nm付近に正、460nm付近に負のピークが観測された。310nmのピークは−27mdegであった。ORDスペクトルにおいては340nm付近に負、410nm付近に正のピークが観測された。340nmのピークは−22mdegであった。広角X線散乱ではピークは観測されなかった。
Below, the reference example of the comparison with respect to the control method of the optical anisotropy of the self-assembled polymer film of this invention is shown.
Reference example 1
A chloroform solution (1% by mass) of poly [(S) -1- (4-ethynylphenyl) -1-dodecanol] (number average molecular weight 20000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm. It was dried for a time to produce a yellow polymer film (film thickness 0.15 μm). The absorption spectrum of the obtained film showed an absorption maximum in the vicinity of 350 nm, and showed the same spectrum shape as in the solution. The absorbance at this time was 0.25. In the CD spectrum, a negative peak was observed near 310 nm, a positive peak near 360 nm, and a negative peak near 460 nm. The peak at 310 nm was -27 mdeg. In the ORD spectrum, a negative peak was observed near 340 nm and a positive peak was observed near 410 nm. The peak at 340 nm was −22 mdeg. No peaks were observed in wide angle X-ray scattering.

参考例2
ポリ[(S)−1−(4−エチニルフェニル)−1−ドデカノール](数平均分子量20000)のメタノール溶液(1質量%)をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、黄色のポリマー膜を作製した(膜厚0.2μm)。得られた膜に金蒸着を施し、これを走査電子顕微鏡により10000倍で観察したところ膜の表面は平滑であった。
Reference example 2
A methanol solution (1% by mass) of poly [(S) -1- (4-ethynylphenyl) -1-dodecanol] (number average molecular weight 20000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm. It was dried for a period of time to produce a yellow polymer film (film thickness 0.2 μm). When the obtained film was subjected to gold vapor deposition and observed with a scanning electron microscope at a magnification of 10,000, the surface of the film was smooth.

参考例3
ポリ[(S)−1−(4−エチニルフェニル)−1−ドデカノール](数平均分子量20000)の1μg/mLのメタノール溶液をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させた。これに金蒸着を施して走査電子顕微鏡により100000倍で観察したところ直径10nmのポリマー粒子が観測された。
Reference example 3
A 1 μg / mL methanol solution of poly [(S) -1- (4-ethynylphenyl) -1-dodecanol] (number average molecular weight 20000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm, and this was applied at 40 ° C. for 1 hour. Dried. When this was subjected to gold vapor deposition and observed with a scanning electron microscope at a magnification of 100,000, polymer particles having a diameter of 10 nm were observed.

参考例4
ポリ[N−プロパルギル−(S)−1−メチルヘキシルカルバメート](数平均分子量10000)のクロロホルム溶液(0.5質量%)をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、黄色のポリマー膜を作製した(膜厚0.08μm)。得られた膜の吸収スペクトルは230nm付近に吸収極大を示し、溶液中と同様のスペクトルの形を示した。この時の吸光度は0.1であった。CDスペクトルにおいては240nm付近に負、290nm付近に正のピークが観測された。240nmのピークは−14mdegであった。ORDスペクトルにおいては240nm付近に負のピークが観測された。240nmのピークは−37mdegであった。広角X線散乱ではピークは観測されなかった。
Reference example 4
A chloroform solution (0.5% by mass) of poly [N-propargyl- (S) -1-methylhexyl carbamate] (number average molecular weight 10,000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm, and this was applied at 40 ° C. for 1 hour. It was dried to produce a yellow polymer film (film thickness 0.08 μm). The absorption spectrum of the obtained film showed an absorption maximum in the vicinity of 230 nm, and showed the same spectrum shape as in the solution. The absorbance at this time was 0.1. In the CD spectrum, a negative peak was observed near 240 nm, and a positive peak was observed near 290 nm. The 240 nm peak was -14 mdeg. In the ORD spectrum, a negative peak was observed around 240 nm. The 240 nm peak was -37 mdeg. No peaks were observed in wide angle X-ray scattering.

参考例5
ポリ[N−プロパルギル−(S)−1−メチルヘキシルカルバメート](数平均分子量10000)のクロロホルム溶液(0.5質量%)をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させて、黄色のポリマー膜を作製した(膜厚0.08μm)。得られた膜に金蒸着を施し、これを走査電子顕微鏡により10000倍で観察したところ膜の表面は平滑であった。
Reference Example 5
A chloroform solution (0.5% by mass) of poly [N-propargyl- (S) -1-methylhexyl carbamate] (number average molecular weight 10,000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm, and this was applied at 40 ° C. for 1 hour. It was dried to produce a yellow polymer film (film thickness 0.08 μm). When the obtained film was subjected to gold vapor deposition and observed with a scanning electron microscope at a magnification of 10,000, the surface of the film was smooth.

参考例6
ポリ[N−プロパルギル−(S)−1−メチルヘキシルカルバメート](数平均分子量10000)の1μg/mLのクロロホルム溶液をガラス基板上に1000rpmでスピンコートし、これを40℃、1時間乾燥させた。得られた膜に金蒸着を施して走査電子顕微鏡により10000倍で観察したところ直径10nmのポリマー粒子が観測された。
Reference Example 6
A 1 μg / mL chloroform solution of poly [N-propargyl- (S) -1-methylhexylcarbamate] (number average molecular weight 10,000) was spin-coated on a glass substrate at 1000 rpm, and this was dried at 40 ° C. for 1 hour. . When the obtained film was subjected to gold vapor deposition and observed with a scanning electron microscope at a magnification of 10,000, polymer particles having a diameter of 10 nm were observed.

Claims (4)

ポリマー分子鎖が下記一般式()または()で表され、らせん構造および光学活性を有するポリマー膜の光学的異方性の制御方法であって、該光学的異方性の制御が可逆的制御方法であり、ポリマー膜に対して、有機溶媒の溶媒蒸気を接触させることにより、膜中に2次以上の規則構造を誘起させ、膜の光学的異方性を変化させる自己組織化ポリマー膜の光学的異方性の制御方法。
Figure 0005408581
(式中、nは10以上の整数を表し、X 〜X はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。ただし、一般式(2)においては、X 、X およびX のうち少なくともひとつは、一般式(4)においては、X およびX のうち少なくともひとつは、不斉炭素にOHまたはアルコキシ基が置換した光学活性炭素を有する基を表す。)
A polymer molecular chain represented by the following general formula ( 2 ) or ( 4 ), a method for controlling the optical anisotropy of a polymer film having a helical structure and optical activity, wherein the control of the optical anisotropy is reversible Self-assembled polymer that changes the optical anisotropy of the film by inducing a secondary or higher order structure in the film by bringing the solvent vapor of an organic solvent into contact with the polymer film. A method for controlling the optical anisotropy of a film.
Figure 0005408581
(In the formula, n represents an integer of 10 or more, and X 1 to X 5 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. However, in the general formula (2), among X 1 , X 2 and X 3 At least one of X 1 and X 2 in the general formula (4) represents a group having an optically active carbon in which an asymmetric carbon is substituted with OH or an alkoxy group.
前記有機溶媒が、炭化水素系溶媒、エーテル類、アルコール類、ケトン類、含塩素溶媒およびアミン系溶媒から選択されることを特徴とする請求項1に記載の自己組織化ポリマー膜の光学的異方性の制御方法。   2. The self-assembled polymer film according to claim 1, wherein the organic solvent is selected from hydrocarbon solvents, ethers, alcohols, ketones, chlorine-containing solvents, and amine solvents. Control method. 前記光学的異方性が膜の旋光度または円偏光二色性であることを特徴とする請求項1または2に記載の自己組織化ポリマー膜の光学的異方性の制御方法。 The method for controlling optical anisotropy of a self-assembled polymer film according to claim 1 or 2 , wherein the optical anisotropy is optical rotation or circular dichroism of the film. ポリマー分子鎖が下記一般式(1)または(3)で表され、らせん構造および光学活性を有するポリマー膜の製膜方法であって、溶媒を用いて、ポリマー濃度が0.5〜10質量%の溶液から、膜厚0.4μm〜1mmで製膜し、膜中に2次以上の規則構造を誘起させることを特徴とする自己組織化ポリマー膜の製膜方法。
Figure 0005408581
(式中、nは10以上の整数を表し、Rは1つ以上の光学活性炭素を有する、置換基を有してもよい脂肪族炭化水素基または、不斉炭素にOHまたはアルコキシ基が置換した光学活性炭素を有する芳香族炭化水素基を表し、R’は芳香族もしくは脂肪族の炭化水素基を表す。)
A method for producing a polymer film having a polymer molecular chain represented by the following general formula (1) or (3) and having a helical structure and optical activity, wherein the polymer concentration is 0.5 to 10% by mass using a solvent. A method for forming a self-assembled polymer film, wherein a film having a film thickness of 0.4 μm to 1 mm is formed from the solution of 1 and a secondary or higher order structure is induced in the film.
Figure 0005408581
(In the formula, n represents an integer of 10 or more, R represents one or more optically active carbons, an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group, or an asymmetric carbon substituted with OH or an alkoxy group. And represents an aromatic hydrocarbon group having optically active carbon, and R ′ represents an aromatic or aliphatic hydrocarbon group.)
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