JP2002145878A - Dithienylethene derivatives and light-controlled conjugated polymers - Google Patents
Dithienylethene derivatives and light-controlled conjugated polymersInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成形が容易で、高い応答性、感度、熱安
定性、繰り返し耐久性等の性質を示す有機フォトクロミ
ック材料を提供する。
【解決手段】 次の一般式[1]
【化1】
(Rは置換基を有していてもよい炭化水素基である)で
表わされるジチエニルエテン誘導体とその重合体とす
る。(57) [Problem] To provide an organic photochromic material which is easy to mold and exhibits properties such as high responsiveness, sensitivity, thermal stability, and repeated durability. SOLUTION: The following general formula [1] (R is a hydrocarbon group which may have a substituent) and a polymer thereof.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、光制御型
共役系高分子に関するものである。さらに詳しくは、こ
の出願の発明は、ジチエニルエテン部位を有する誘導体
と該誘導体を重合して得られる光制御型共役系高分子に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light control type conjugated polymer. More specifically, the invention of this application relates to a derivative having a dithienylethene moiety and a light control type conjugated polymer obtained by polymerizing the derivative.
【0002】[0002]
【従来の技術とその課題】近年、インターネットや携帯
電話の普及に伴い、エレクトロニクスの分野において
は、情報のさらなる高速転送や高密度記録、軽量化を可
能とする材料が求められている。金属に比べて軽量で、
分子設計により様々な性質を与えることが可能な導電性
高分子材料は、このような材料として注目されている。
現在では、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリピロ
ール、ポリパラフェニレンなどの様々な導電性高分子材
料が実用化されている。2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of the Internet and portable telephones, in the field of electronics, materials capable of further high-speed transfer of information, high-density recording, and reduction in weight are required. Lighter than metal,
A conductive polymer material that can provide various properties by molecular design has attracted attention as such a material.
At present, various conductive polymer materials such as polyacetylene, polythiophene, polypyrrole, and polyparaphenylene have been put to practical use.
【0003】一方、デバイス科学の分野においては所謂
エレクトロニクスから光エレクトロニクス材料へと要求
が移行しており、最近では、次世代超高速高密度記録分
子素子の実現を可能とするフォトニクス関連の研究が盛
んに行われている。On the other hand, in the field of device science, the demand has shifted from so-called electronics to optoelectronic materials, and recently, research on photonics that enables the realization of next-generation ultra-high-speed, high-density recording molecular elements has been actively conducted. It has been done.
【0004】中でも、特定波長光の照射により変色し、
変色後には別波長の光照射や加熱によりもとの色に戻る
フォトクロミック材料への期待は大きく、スピロラン
類、スピロオキサジン類、フルギド類、メタシクロファ
ンなど、数多くの材料が検討されている。このようなフ
ォトクロミック材料を画像記録材料や光記憶材料として
応用するためには、高速応答性、高感度性、熱安定性や
繰り返し耐久性などの性質の他に、読み出しでの構造破
壊がないことなどが要求される。しかし、これまでに報
告されているフォトクロミズムを示す有機化合物、とく
に高分子材料では、熱安定性が悪い、ON/OFF間の
エネルギーバンドが大きすぎ、応答性が悪い、繰り返し
耐久性がないなどの問題があり、未だに満足な成果が得
られていないのが実情である。[0004] Above all, the color changes upon irradiation with light of a specific wavelength,
There is great expectation for photochromic materials that return to their original colors by light irradiation or heating after another discoloration, and many materials such as spirolans, spirooxazines, fulgides, and metacyclophane are being studied. In order to apply such a photochromic material as an image recording material or an optical storage material, it must have high-speed response, high sensitivity, thermal stability, repetition durability, etc., and no structural destruction during reading. Is required. However, organic compounds exhibiting photochromism, particularly polymer materials, which have been reported so far, have poor thermal stability, too large energy band between ON / OFF, poor responsiveness, and lack of repeated durability. There is a problem, and no satisfactory results have yet been obtained.
【0005】一方、フォトクロミズムを示す無機化合物
の中には、実用化されている材料もあるが、そのような
無機化合物はそれ自体が成形性を有さないため、それら
を光デバイスとして用いるためにはマトリックス材料に
担持する必要がある。つまり、無機フォトクロミック材
料を光デバイスとして利用するためには、担持するマト
リックスの選定が必要なのである。しかし、成形性の高
い高分子マトリックスは、フォトクロミック反応性を低
下させたり、光照射により副反応を生じさせたりする傾
向があり、好ましいものを選択することは困難であっ
た。また、結晶は、固体マトリックスとしては好ましい
ものの、結晶中で光応答性を示すフォトクロミック材料
がほとんどなく、マトリックスの成形性もよくないとい
う問題があった。On the other hand, some inorganic compounds exhibiting photochromism have been put to practical use. However, since such inorganic compounds do not have a moldability per se, they have to be used for optical devices. Must be supported on a matrix material. That is, in order to use an inorganic photochromic material as an optical device, it is necessary to select a matrix to be supported. However, a polymer matrix having high moldability tends to decrease photochromic reactivity or cause a side reaction upon light irradiation, and it has been difficult to select a preferable polymer matrix. Further, although the crystal is preferable as a solid matrix, there is a problem that there is almost no photochromic material exhibiting photoresponsiveness in the crystal, and the formability of the matrix is not good.
【0006】したがって、成形が容易で、高い応答性や
繰り返し耐久性を示すフォトクロミック材料は知られて
いなかったのが実情である。Therefore, photochromic materials which are easy to mold and exhibit high responsiveness and repetitive durability have not been known.
【0007】そこで、この出願の発明は、以上のとおり
の事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点
を解消し、成形が容易で、高い応答性、感度、熱安定
性、繰り返し耐久性等の性質を示す有機フォトクロミッ
ク材料を提供することを課題としている。The invention of this application has been made in view of the circumstances described above, and solves the problems of the prior art, is easy to mold, has high responsiveness, sensitivity, thermal stability, and repeatability. It is an object to provide an organic photochromic material exhibiting properties such as durability.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、従来
技術の問題点を解消するものとして、以下のとおりの発
明を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The invention of this application provides the following inventions to solve the problems of the prior art.
【0009】すなわち、まず第1には、この出願の発明
は、次の一般式[1]That is, first, the invention of this application is based on the following general formula [1]
【0010】[0010]
【化6】 Embedded image
【0011】(Rは置換基を有していてもよい炭化水素
基である)で表わされるジチエニルエテン誘導体を提供
する。[0011] The present invention provides a dithienylethene derivative represented by (R is a hydrocarbon group which may have a substituent).
【0012】第2には、この出願の発明は、前記ジチエ
ニルエテン誘導体の閉環体であり、次の一般式[2]Secondly, the invention of this application is a ring-closed form of the dithienylethene derivative, and has the following general formula [2]:
【0013】[0013]
【化7】 Embedded image
【0014】(Rは置換基を有していてもよい炭化水素
基である)で表わされるジチエニルエテン誘導体を提供
する。(R is a hydrocarbon group which may have a substituent).
【0015】また、この出願の発明は、第3には、前記
第1または第2の発明において、Rがホルミル基である
ジチエニルエテン誘導体を提供する。Thirdly, the invention of this application provides a dithienylethene derivative wherein R is a formyl group in the first or second invention.
【0016】この出願の発明は、第4には、前記第1の
発明のジチエニルエテン誘導体の重合体であり、次の一
般式[3]Fourth, the invention of this application relates to a polymer of the dithienylethene derivative of the first invention, and has the following general formula [3]:
【0017】[0017]
【化8】 Embedded image
【0018】(R’は脂肪族共役系または芳香族共役系
の置換基であり、nは重合度を示す10〜1000の整
数である)で表わされる光制御型共役系高分子を提供す
る。(R ′ is a substituent of an aliphatic conjugated system or an aromatic conjugated system, and n is an integer of 10 to 1000 indicating the degree of polymerization).
【0019】さらに、この出願の発明は、第5には、前
記光制御型共役系高分子の閉環体として、次の一般式
[4]Fifth, the invention of the present application provides a compound represented by the following general formula [4] as a ring-closure of the light control type conjugated polymer.
【0020】[0020]
【化9】 Embedded image
【0021】(R’は、脂肪族共役系または芳香族共役
系の置換基であり、nは重合度を示す10〜1000の
整数である)で表わされる光制御型共役系高分子を提供
する。(R ′ is a substituent of an aliphatic conjugated system or an aromatic conjugated system, and n is an integer of 10 to 1000 indicating the degree of polymerization). .
【0022】そして、この出願の発明は、前記第4また
は第5の発明において、R’が次の化学式[5]The invention of this application is characterized in that, in the fourth or fifth invention, R ′ is represented by the following chemical formula [5]:
【0023】[0023]
【化10】 Embedded image
【0024】で示される(a)〜(d)のいずれかの共
役系置換基である光制御型共役系高分子をも提供する。The present invention also provides a light control type conjugated polymer which is a conjugated substituent of any one of the above (a) to (d).
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、この出願の発明の実施の形
態について詳しく説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
【0026】この出願の発明のジチエニルエテン誘導体
は、まず、以下の一般式[1]The dithienylethene derivative of the invention of the present application is firstly prepared by the following general formula [1]
【0027】[0027]
【化11】 Embedded image
【0028】で表わされる化合物である。この化合物に
おいて、Rは置換基を有していてもよい炭化水素基であ
り、脂肪族、芳香族、飽和、不飽和、鎖状、環状いずれ
であってもよい。具体的には、アルキル基、カルボキシ
ル基、ヒドロキシル基、カルボニル基、ホルミル基、ア
ミノ基、シアノ基、ニトロ基、スルホン酸基等が例示さ
れるが、Wittig反応により重合させ、高分子を得るに
は、ホルミル基(−CHO)とすることが好ましい。Is a compound represented by the formula: In this compound, R is a hydrocarbon group which may have a substituent, and may be any of aliphatic, aromatic, saturated, unsaturated, chain, and cyclic. Specific examples include an alkyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a formyl group, an amino group, a cyano group, a nitro group, a sulfonic acid group, and the like. Is preferably a formyl group (—CHO).
【0029】また、上記一般式[1]で示されるジチエ
ニルエテン誘導体は、二つのチオフェニル基が3−位で
エテンに結合しているものである。この出願の発明のジ
チエニルエテン誘導体は、2−位でエテンに結合してフ
ォトクロミズムを示すものに比べ、閉環体や重合体とな
った際にπ共役の広がりが得られ、導電性や光特性が高
くなるため好ましい。The dithienylethene derivative represented by the general formula [1] has two thiophenyl groups bonded to ethene at the 3-position. The dithienylethene derivative of the invention of the present application has a π-conjugated spread when it becomes a ring-closed body or a polymer, and has high conductivity and optical properties, as compared with those showing photochromism by bonding to ethene at the 2-position. Is preferred.
【0030】この出願の発明の一般式[1]で示される
化合物は、紫外線を照射することにより閉環反応を起こ
し、閉環体として以下の一般式[2]The compound represented by the general formula [1] of the invention of the present application undergoes a ring closure reaction upon irradiation with ultraviolet light, and as a ring-closed compound, a compound represented by the following general formula [2]
【0031】[0031]
【化12】 Embedded image
【0032】の化合物を与えるものである。このような
閉環体では、π共役がより広がることから導電性が向上
する。一般式[2]の化合物において、Rは、前記のと
おりである。To give the compound of the formula In such a closed body, the conductivity is improved because the π conjugation is further expanded. In the compound of the general formula [2], R is as described above.
【0033】以上のとおりの紫外線照射による化合物
[1]から化合物[2]への閉環反応は、溶液において
無色から青色への色調の変化を伴うものである。また化
合物[2]に可視光を照射することにより、退色し、再
び化合物[1]の開環体が得られる。したがって、化合
物[1]および[2]のジチエニルエテン誘導体は、い
ずれもフォトクロミック有機材料であるといえる。The ring closure reaction from compound [1] to compound [2] by irradiation with ultraviolet light as described above involves a change in color tone from colorless to blue in a solution. By irradiating the compound [2] with visible light, the color is faded and a ring-opened compound of the compound [1] is obtained again. Therefore, it can be said that the dithienylethene derivatives of the compounds [1] and [2] are both photochromic organic materials.
【0034】以上のとおりの化合物[1]および[2]
のジチエニルエテン誘導体は、どのような方法で合成さ
れるものであってもよい。種々の公知の化学的手法を用
いて得られるものである。もちろん、化合物[2]は、
化合物[1]の紫外線照射により得られるものに限定さ
れない。Compounds [1] and [2] as described above
The dithienylethene derivative of may be synthesized by any method. It can be obtained using various known chemical techniques. Of course, compound [2]
The compound [1] is not limited to those obtained by irradiation with ultraviolet light.
【0035】さらに、この出願の発明では、前記一般式
[1]の化合物をモノマーとして重合することにより得
られる、次の一般式[3]Further, according to the invention of the present application, the following general formula [3] obtained by polymerizing the compound of the general formula [1] as a monomer.
【0036】[0036]
【化13】 Embedded image
【0037】の化合物を提供する。このようなジチエニ
ルエテン誘導体の重合体は、どのような方法で重合され
るものであってもよいが、例えば、トリアリールホスフ
ィンとハロゲン化アルキルから得られるホスホニウム塩
を用いて、一般式[1]のジチエニルエテン誘導体をWi
ttig反応によって重合する方法が挙げられる。もちろ
ん、一般式[3]の化合物は、他の触媒系等を用いた重
合反応や共重合反応によって得られるものであってもよ
い。There is provided a compound of the formula: Such a polymer of the dithienylethene derivative may be polymerized by any method. For example, using a phosphonium salt obtained from a triarylphosphine and an alkyl halide, Dithienylethene derivatives
A method of performing polymerization by a ttig reaction is exemplified. Of course, the compound of the general formula [3] may be obtained by a polymerization reaction or a copolymerization reaction using another catalyst system or the like.
【0038】また、一般式[3]において、R’は、脂
肪族または芳香族の共役系置換基であればよく、とくに
限定されない。種々の共役系置換基の中でも、次の化学
式[5]In the general formula [3], R 'may be any aliphatic or aromatic conjugated substituent, and is not particularly limited. Among various conjugated substituents, the following chemical formula [5]
【0039】[0039]
【化14】 Embedded image
【0040】で表される(a)〜(d)のいずれかの共
役系置換基がπ共役の広がりを実現でき、好ましい。Any of the conjugated substituents (a) to (d) represented by the following formula (1) can realize the spread of π conjugation, and is therefore preferable.
【0041】前記の化合物[3]は、さらに、紫外線照
射によって次の一般式[4]The compound [3] is further treated with the following general formula [4] by irradiation with ultraviolet rays.
【0042】[0042]
【化15】 Embedded image
【0043】に示される前記チエニルエテン誘導体の重
合体の閉環体となる。この化合物[3]から化合物
[4]への紫外線照射による変化は、溶液や薄膜で無色
から緑色への色調の変化を伴うものである。このとき、
化合物[4]においても、R’は、前記のとおりのもの
である。The polymer is a closed-ring form of the thienylethene derivative shown in the above. The change from compound [3] to compound [4] due to ultraviolet irradiation is accompanied by a change in color tone from colorless to green in a solution or a thin film. At this time,
In the compound [4], R 'is as described above.
【0044】もちろん、化合物[4]は、化合物[3]
の紫外線照射によって得られるものに限定されず、前記
化合物[2]のジチエニルエテン誘導体をモノマーとし
て種々の触媒系を用いて重合する方法など、これ以外の
方法で得られるものであってもよい。Of course, the compound [4] is the same as the compound [3]
The method is not limited to those obtained by ultraviolet irradiation, but may be obtained by other methods such as a method of polymerizing a dithienylethene derivative of the compound [2] as a monomer using various catalyst systems.
【0045】さらに、化合物[4]に可視光を照射する
ことにより、前記の緑色は退色し、開環体である化合物
[3]が得られる。このような可逆的な光反応から、こ
の出願の発明の化合物[3]および[4]は、いずれも
フォトクロミック高分子材料、すなわち光制御型共役系
高分子であるといえる。Further, when the compound [4] is irradiated with visible light, the green color is faded, and a ring-opened compound [3] is obtained. From such a reversible photoreaction, it can be said that the compounds [3] and [4] of the present invention are both photochromic polymer materials, that is, light control type conjugated polymers.
【0046】これらの光制御型共役系高分子は、高い導
電性を有し、明確なフォトクロミズムを示す点で有用な
だけでなく、溶媒に可溶であり、キャスト法等により薄
膜としたり、種々の成形方法によりあらゆる形状のもの
とすることが可能である点で従来のフォトクロミック材
料よりも有利なものであるといえる。These light control type conjugated polymers are not only useful in that they have high conductivity and show clear photochromism, are soluble in a solvent, and can be formed into thin films by a casting method or the like. It can be said that it is more advantageous than the conventional photochromic material in that it can be made into any shape by the molding method of the above.
【0047】以下、添付した図面に沿って実施例を示
し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明す
る。もちろん、この発明は以下の例に限定されるもので
はなく、細部については様々な態様が可能であることは
言うまでもない。Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings, and embodiments of the present invention will be described in more detail. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that various aspects are possible in detail.
【0048】[0048]
【実施例】<実施例1> モノマー[1,2−ビス
(5’−ホルミル−2’−メチルチエン−3’−イル)
パーフルオロシクロペンテン]の合成とフォトクロミズ
ム S.H.Kawai and J.M. Lehn, Chem. Eur. J., 5, 275 (19
95)に基づき、以下の反応式(I)に従って化合物
(A)を合成した。EXAMPLES Example 1 Monomer [1,2-bis (5'-formyl-2'-methylthien-3'-yl)
And photochromism of perfluorocyclopentene] SHKawai and JM Lehn, Chem. Eur. J., 5, 275 (19
Based on 95), compound (A) was synthesized according to the following reaction formula (I).
【0049】[0049]
【化16】 Embedded image
【0050】化合物(A)の同定は、図1(A)に示し
たIRスペクトルにより行った。The identification of the compound (A) was performed by the IR spectrum shown in FIG. 1 (A).
【0051】次に、この化合物の紫外可視吸収スペクト
ルを測定したところ、262および293nmに最大吸
収波長(λmax)を有することが確認された。Next, the ultraviolet-visible absorption spectrum of this compound was measured, and it was confirmed that the compound had the maximum absorption wavelength (λmax) at 262 and 293 nm.
【0052】また、化合物(A)のTHF溶液に254
nmの紫外光を照射したところ閉環して、化合物
(A’)が得られた。Further, 254 was added to a THF solution of the compound (A).
When irradiated with ultraviolet light of nm, the ring was closed to obtain a compound (A ′).
【0053】この化合物(A’)は、λmax283およ
び638nmを有し、青色を呈した。さらに、化合物
(A’)のTHF溶液に可視光を照射したところ、退色
した。紫外可視吸収スペクトルから化合物(A)の生成
が確認された。This compound (A ') had a λmax of 283 and 638 nm and exhibited a blue color. Further, when a THF solution of the compound (A ') was irradiated with visible light, the solution was discolored. Generation of compound (A) was confirmed from the ultraviolet-visible absorption spectrum.
【0054】化合物(A)および(A’)の紫外可視吸
収スペクトルを図2に示した。FIG. 2 shows the ultraviolet-visible absorption spectra of the compounds (A) and (A ').
【0055】これより、以下の反応式(II)に示される
可逆的なフォロクロミズムが確認された。From this, reversible phorochromism represented by the following reaction formula (II) was confirmed.
【0056】[0056]
【化17】 Embedded image
【0057】<実施例2> 光制御型共役系高分子の合
成 (1)フェニレンビニレン型ポリマー:化合物(B) 1,4−ジオキサン(10ml)に炭酸カリウム(0.
66g、0.48mmol)、ホルムアミド(0.4
g、4.4mmol)、およびp−キシリレン−ビス−
(トリフェニルホスホニイムブロミド)(0.73g、
0.93mmol)を加え、30分後に実施例1で得ら
れたモノマー(0.33g、0.77mmol)を加え
た。24時間、70℃で還流し、反応させた後、得られ
た生成物をメタノール洗浄によって精製した。Example 2 Synthesis of Light-Controlled Conjugated Polymer (1) Phenylenevinylene-Type Polymer: Compound (B) 1,4-dioxane (10 ml) was added to potassium carbonate (0.1 ml).
66 g, 0.48 mmol), formamide (0.4
g, 4.4 mmol), and p-xylylene-bis-
(Triphenylphosphonium bromide) (0.73 g,
0.93 mmol), and 30 minutes later, the monomer obtained in Example 1 (0.33 g, 0.77 mmol) was added. After refluxing at 70 ° C. for 24 hours to react, the obtained product was purified by washing with methanol.
【0058】化合物(B)の生成は、図1(B)のIR
スペクトルにおけるアルデヒドピークの消滅により確認
した。The formation of the compound (B) was determined by the IR method shown in FIG.
It was confirmed by disappearance of the aldehyde peak in the spectrum.
【0059】[0059]
【化18】 Embedded image
【0060】(2)ビニレン型ポリマー:化合物(C) THF(5ml)にZn(0.20g、3.1mmo
l)を入れ、0℃に保ち攪拌した。TiCl4(1m
l、0.17mmol)をゆっくり添加し、30分後に
実施例1で得られたモノマー(0.20g、0.47m
mol)をTHF(10ml)に溶解し、ゆっくり滴下
した。24時間、60℃で還流し、反応させた後、生成
物をメタノール洗浄により精製した。(2) Vinylene type polymer: Compound (C) Zn (0.20 g, 3.1 mmol) was added to THF (5 ml).
l) was added thereto, and the mixture was kept at 0 ° C and stirred. TiCl4 (1m
1, 0.17 mmol), and after 30 minutes the monomer obtained in Example 1 (0.20 g, 0.47 m
mol) was dissolved in THF (10 ml) and slowly added dropwise. After refluxing at 60 ° C. for 24 hours to react, the product was purified by washing with methanol.
【0061】化合物(C)の生成は、図1(C)のIR
スペクトルにおけるアルデヒドピークの消滅により確認
した。The formation of the compound (C) was determined by the IR method shown in FIG.
It was confirmed by disappearance of the aldehyde peak in the spectrum.
【0062】[0062]
【化19】 Embedded image
【0063】(3)パラ−アゾメチン型ポリマー:化合
物(D) トルエン(5ml)にLiCl(0.01g、ca
t.)とp−フェニレンジアミン(0.05g、0.4
7mmol)を加え、攪拌した。実施例1で得られたモ
ノマー(0.20g、0.47mmol)をトルエン
(5ml)に溶解し、ゆっくり滴下した。24時間、6
0℃で還流し、反応させた後、生成物をメタノール洗浄
により精製した。(3) Para-azomethine type polymer: Compound (D) LiCl (0.01 g, ca) was added to toluene (5 ml).
t. ) And p-phenylenediamine (0.05 g, 0.4
7 mmol) and stirred. The monomer (0.20 g, 0.47 mmol) obtained in Example 1 was dissolved in toluene (5 ml) and slowly added dropwise. 24 hours, 6
After refluxing at 0 ° C. and reacting, the product was purified by washing with methanol.
【0064】化合物(D)の生成は、図1(D)のIR
スペクトルにおけるアルデヒドピークの減少により確認
した。The production of the compound (D) was carried out according to the method shown in FIG.
Confirmed by a decrease in the aldehyde peak in the spectrum.
【0065】[0065]
【化20】 Embedded image
【0066】(4)メタ−アゾメチン型ポリマー:化合
物(E) トルエン(10ml)にLiCl(0.01g、ca
t.)とm−フェニレンジアミン(0.10g、0.9
4mmol)を加え、攪拌した。実施例1で得られたモ
ノマー(0.40g、0.94mmol)をトルエン
(5ml)に溶解し、ゆっくり滴下した。24時間、6
0℃で還流し、反応させた後、生成物をメタノール洗浄
により精製した。(4) Meta-azomethine type polymer: Compound (E) Toluene (10 ml) was mixed with LiCl (0.01 g, ca
t. ) And m-phenylenediamine (0.10 g, 0.9
4 mmol) and stirred. The monomer (0.40 g, 0.94 mmol) obtained in Example 1 was dissolved in toluene (5 ml) and slowly added dropwise. 24 hours, 6
After refluxing at 0 ° C. and reacting, the product was purified by washing with methanol.
【0067】化合物(E)の生成は、図1(E)のIR
スペクトルにおけるアルデヒドピークの減少により確認
した。The formation of the compound (E) was determined by the IR method shown in FIG.
Confirmed by a decrease in the aldehyde peak in the spectrum.
【0068】[0068]
【化21】 Embedded image
【0069】(1)〜(4)により得られた化合物
(B)〜(E)について、重合度を測定した。各高分子
の収率および重合度を表1に示した。The degree of polymerization of the compounds (B) to (E) obtained by (1) to (4) was measured. Table 1 shows the yield and degree of polymerization of each polymer.
【0070】[0070]
【表1】 [Table 1]
【0071】<実施例3> 光制御型共役系高分子のフ
ォトクロミズム 実施例2で得られた化合物(B)〜(E)に紫外線を照
射し、各ポリマーの紫外可視吸収スペクトルの変化を測
定した。それぞれ図2〜5に紫外可視吸収スペクトルを
示した。Example 3 Photochromism of Light-Controlled Conjugated Polymer The compounds (B) to (E) obtained in Example 2 were irradiated with ultraviolet rays, and the change in the ultraviolet-visible absorption spectrum of each polymer was measured. . The UV-visible absorption spectra are shown in FIGS.
【0072】化合物(B)〜(E)は、紫外線の照射に
より閉環し、化合物(B’)〜(E’)となった。Compounds (B) to (E) were closed by irradiation with ultraviolet rays to give compounds (B ') to (E').
【0073】これら(B’)〜(E’)の化合物は、可
視光の照射により開環して再び(B)〜(E)に戻るこ
とが確認された。したがって、これらの化合物のフォト
クロミズムが示された。It was confirmed that these compounds (B ′) to (E ′) were opened by irradiation with visible light and returned to (B) to (E) again. Thus, the photochromism of these compounds was shown.
【0074】[0074]
【化22】 Embedded image
【0075】また、いずれの高分子においても異性化に
伴う等吸収点が見られ、一対一の異性化が起こることが
確認された。とくに化合物(E)では、開環反応が10
0%進行することが示され、可逆的な光反応が確認され
た。 <実施例4> 共役系高分子の電気伝導度 さらに、化合物(B)〜(D)および(B’)〜
(D’)について、電気伝導度の測定を行った。各高分
子の電気伝導度を表2に示した。Further, in all of the polymers, an isosbestic point accompanying isomerization was observed, and it was confirmed that one-to-one isomerization occurred. In particular, in the case of compound (E), the ring opening
It was shown to progress by 0%, and a reversible photoreaction was confirmed. <Example 4> Electric conductivity of conjugated polymer Further, compounds (B) to (D) and (B ') to
(D ′) was measured for electric conductivity. Table 2 shows the electric conductivity of each polymer.
【0076】[0076]
【表2】 [Table 2]
【0077】いずれの高分子においても、10-10〜1
0-5S/cmという高い電気伝導度が得られた。また、
開環体よりも閉環体で高い電気伝導度が得られることが
確認された。In any polymer, 10 -10 to 1
A high electrical conductivity of 0 -5 S / cm was obtained. Also,
It was confirmed that higher electrical conductivity was obtained with the ring-closed body than with the ring-opened body.
【0078】これより、閉環体でのπ共役系の広がりが
示唆された。 <実施例5> 光制御型共役系高分子の蛍光スペクトル 化合物(B)、(B’)、(C)、(C’)の蛍光スペ
クトルを測定し、図6および図7に示した。From this, it was suggested that the π-conjugated system was expanded in the closed ring form. Example 5 Fluorescence Spectrum of Light Controlled Conjugated Polymer The fluorescence spectra of Compounds (B), (B ′), (C), and (C ′) were measured and are shown in FIGS. 6 and 7.
【0079】いずれの化合物においても、開環体と閉環
体では蛍光強度の差が見られた。また、いずれも閉環体
の方が開環体に比べて3倍程度蛍光強度が大きいことが
示された。In each of the compounds, a difference in fluorescence intensity was observed between the ring-opened compound and the closed-ring compound. In addition, it was shown that the fluorescence intensity of the closed form was about three times higher than that of the open form.
【0080】[0080]
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この発明に
よって、光応答性の共役系高分子が提供され、光スイッ
チングで導電性や発光特性を制御できる高分子材料が提
供される。このような高分子材料は、成形性も高く、フ
ォトエレクトロニクスの分野において極めて有用な材料
である。As described above in detail, according to the present invention, a photoresponsive conjugated polymer is provided, and a polymer material capable of controlling conductivity and light emission characteristics by optical switching is provided. Such a polymer material has high moldability and is a very useful material in the field of photoelectronics.
【図1】 この発明の実施例において合成された化合物
(A)、(B)、(C)、(D)、および(E)の赤外
吸収スペクトルを示した図である。(A)モノマー;
(B)フェニレンビニレン型高分子;(C)ビニレン型
高分子;(D)パラ−アゾメチン型高分子;(E)メタ
−アゾメチン型高分子FIG. 1 is a diagram showing infrared absorption spectra of compounds (A), (B), (C), (D) and (E) synthesized in Examples of the present invention. (A) a monomer;
(B) phenylene vinylene polymer; (C) vinylene polymer; (D) para-azomethine polymer; (E) meta-azomethine polymer
【図2】 この発明の実施例において合成された化合物
(B)の紫外線照射前後の紫外可視吸収スペクトルを示
した図である。(a)開環体;(b)閉環体(UV照射
後)FIG. 2 is a view showing an ultraviolet-visible absorption spectrum of a compound (B) synthesized in an example of the present invention before and after ultraviolet irradiation. (A) ring-opened form; (b) ring-closed form (after UV irradiation)
【図3】 この発明の実施例において合成された化合物
(C)の紫外線照射前後の紫外可視吸収スペクトルを示
した図である。(a)開環体;(b)閉環体(UV照射
後)FIG. 3 is a view showing an ultraviolet-visible absorption spectrum of a compound (C) synthesized in an example of the present invention before and after ultraviolet irradiation. (A) ring-opened form; (b) ring-closed form (after UV irradiation)
【図4】 この発明の実施例において合成された化合物
(D)の紫外線照射前後の紫外可視吸収スペクトルを示
した図である。(a)開環体;(b)閉環体(UV照射
後)FIG. 4 is a diagram showing an ultraviolet-visible absorption spectrum of compound (D) synthesized in Examples of the present invention before and after ultraviolet irradiation. (A) ring-opened form; (b) ring-closed form (after UV irradiation)
【図5】 この発明の実施例において合成された化合物
(E)の紫外線照射前後の紫外可視吸収スペクトルを示
した図である。(a)開環体;(b)閉環体(UV照射
後)FIG. 5 is a view showing an ultraviolet-visible absorption spectrum of compound (E) synthesized in an example of the present invention before and after ultraviolet irradiation. (A) ring-opened form; (b) ring-closed form (after UV irradiation)
【図6】 この発明の実施例において合成された化合物
(B)の紫外線照射前後の蛍光スペクトルである。
(a)開環体;(b)閉環体(UV照射後)FIG. 6 is a fluorescence spectrum of compound (B) synthesized in Examples of the present invention before and after ultraviolet irradiation.
(A) ring-opened form; (b) ring-closed form (after UV irradiation)
【図7】 この発明の実施例において合成された化合物
(C)の紫外線照射前後の蛍光スペクトルである。
(a)開環体;(b)閉環体(UV照射後)FIG. 7 shows fluorescence spectra of compound (C) synthesized in Examples of the present invention before and after ultraviolet irradiation.
(A) ring-opened form; (b) ring-closed form (after UV irradiation)
Claims (6)
表わされることを特徴とするジチエニルエテン誘導体。[Claim 1] The following general formula [1] (R is a hydrocarbon group which may have a substituent), wherein the dithienylethene derivative is represented by the formula:
環体であり、次の一般式[2] 【化2】 (Rは置換基を有していてもよい炭化水素基である)で
表わされるジチエニルエテン誘導体。2. A ring-closed form of the dithienylethene derivative of claim 1, which is represented by the following general formula [2]: (R is a hydrocarbon group which may have a substituent).
2のいずれかのジチエニルエテン誘導体。3. The dithienylethene derivative according to claim 1, wherein R is a formyl group.
合体であり、次の一般式[3] 【化3】 (R’は脂肪族共役系または芳香族共役系の置換基であ
り、nは重合度を示す10〜1000の整数である)で
表わされる光制御型共役系高分子。4. A polymer of the dithienylethene derivative according to claim 1, which is represented by the following general formula [3]: (R ′ is a substituent of an aliphatic conjugated system or an aromatic conjugated system, and n is an integer of 10 to 1000 indicating the degree of polymerization).
体であり、次の一般式[4] 【化4】 (R’は、脂肪族共役系または芳香族共役系の置換基で
あり、nは重合度を示す10〜1000の整数である)
で表わされる光制御型共役系高分子。5. A closed ring of the light control type conjugated polymer according to claim 4, which is represented by the following general formula [4]: (R ′ is a substituent of an aliphatic conjugate system or an aromatic conjugate system, and n is an integer of 10 to 1000 indicating the degree of polymerization.)
A light control type conjugated polymer represented by the formula:
ある請求項4または5のいずれかの光制御型共役系高分
子。6. R ′ is a compound represented by the following chemical formula [5]: 6. The light control type conjugated polymer according to claim 4, which is a conjugated substituent represented by any one of (a) to (d).
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| DE10242435A1 (en) * | 2002-09-11 | 2004-03-25 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf | Photochromic polymer compositions, useful e.g. as light protectants or data storage components, based on 1,2-bis-((hetero)aryl)-cycloalkene or bis-(cyclo(hetero)alkeno)-cyclohexa-2,6-diene derivatives |
| CN109503814A (en) * | 2018-11-05 | 2019-03-22 | 福建师范大学 | One kind having photoactive electricity storage polymer and preparation method thereof |
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