JP2000053771A - Optically active organic silicon polymer - Google Patents

Optically active organic silicon polymer

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JP2000053771A
JP2000053771A JP22617398A JP22617398A JP2000053771A JP 2000053771 A JP2000053771 A JP 2000053771A JP 22617398 A JP22617398 A JP 22617398A JP 22617398 A JP22617398 A JP 22617398A JP 2000053771 A JP2000053771 A JP 2000053771A
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JP
Japan
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optically active
silicon polymer
group
temperature
organic
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Application number
JP22617398A
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Japanese (ja)
Inventor
Michiya Fujiki
道也 藤木
Hiroshi Nakajima
寛 中島
Hiromi Takigawa
裕美 瀧川
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optically active organic silicon polymer having a struc ture in which organic substituents each containing an asymmetric center are directly bonded to silicon atoms, stably holding a rigid rod-like structure even in a solution at room temperature, reversibly causing the change between dextrorotatory and levorotatory in response to the change of temperature, and useful as an optically active material for switch.memories, etc. SOLUTION: An optically active organic silicon polymer of the formula [R* is a chiral alkyl having an asymmetric center at the γ-position; R is an aralkyl; (n) is 10-100,000]. The silicon polymer is the homopolymer of silane monomer units each having both an aralkyl group and an S or R-configurated chiral alkyl group having a branched structure at the γ-position. A chlorosilane having two Si-Cl bonds and containing a symmetric substitution type or asymmetric substitution type optically active group can be subjected to a desalting condensation reaction with metal sodium in toluene to synthesize the corresponding optically active organic polysilane homopolymer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリシラン主鎖が
温度によって可逆的な右ラセン⇔左ラセン構造変化を起
こし、また可逆的な右旋性⇔左旋性変化を伴う変旋光現
象を示す新規な光学活性有機シリコン高分子に関する。
The present invention relates to a novel spinning phenomenon in which the polysilane main chain undergoes a reversible right-helical / left-helical structural change with temperature and a reversible right-hand / left-rotational change. It relates to an optically active organosilicon polymer.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機シリコン化合物は産業上有用なもの
が多く、例えば表面処理剤、はっ水剤、はつ油剤、電気
絶縁体、熱媒体、セラミック材の前駆体などに用いられ
るが、これらの有機シリコン化合物はいずれもシリコン
を骨格の一部に含む高分子である。
2. Description of the Related Art Many organic silicon compounds are industrially useful, and are used, for example, as surface treatment agents, water-repellent agents, oil-repellent agents, electric insulators, heat media, and precursors for ceramic materials. Are organic polymers containing silicon as part of the skeleton.

【0003】近年、主鎖骨格がシリコンのみから構成さ
れる、溶媒に可溶な有機ポリシランが新しいタイプの機
能材料として注目を集めてきており、フォトレジスト、
光導波路材料を指向した多くの研究が進められている。
有機ポリシランは一般に300〜400nm付近にSi
−Si連鎖に特有の主鎖骨格に基づく紫外線吸収帯を持
つ。従来のポリシランの主鎖吸収は室温溶液中、主鎖骨
格がランダムコイル状であるため、分子吸収係数が約
5,000〜10,000(モノマー単位/リットル)
-1cm-1、半値幅0.5〜0.6eV(約40〜60n
m)程度の幅広い主鎖吸収を示す。それに対して、最近
報告されたβ−位が分岐構造であるアルキル基を持つ一
連の有機ポリシラン類は、主鎖骨格が剛直ロッド状であ
るため、分子吸収係数が約40,000〜110,00
0(モノマー単位/リットル)-1cm-1、半値幅0.1
〜0.05eV(約8〜4nm)程度の非常に急峻な主
鎖吸収を示す。このことは、例えば、(1)M.フジキ
による、ジャーナル オブアメリカン ケミカル ソサ
イエティ (J. Am. Chem. Soc.)、第116巻、第601
7頁(1994年)、(2)M.フジキによる、ジャー
ナル オブ アメリカン ケミカル ソサイエティ (J.
Am. Chem. Soc.)、第116巻、第11976頁(19
94年)、(3)M.フジキによる、アプライド フィ
ジックス レターズ (Appl. Phys. Lett.)、第65巻、
第3251頁(1994年)、(4)M.フジキによ
る、ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサイ
エティ (J. Am. Chem. Soc.)、第118巻、第7424
頁(1996年)等ですでに報告されている。すなわ
ち、有機ポリシランの吸収スペクトル強度および半値幅
は、主鎖の形態によって著しく変化することが知られる
ようになった。
[0003] In recent years, solvent-soluble organic polysilanes whose main chain skeleton is composed of only silicon have been attracting attention as a new type of functional material.
Numerous studies directed at optical waveguide materials have been made.
Organic polysilanes generally have Si around 300 to 400 nm.
-Has an ultraviolet absorption band based on a main chain skeleton unique to the Si chain. Conventional polysilane has a main chain absorption of about 5,000 to 10,000 (monomer unit / liter) in a solution at room temperature because the main chain skeleton has a random coil shape.
-1 cm -1 , half width 0.5 to 0.6 eV (about 40 to 60 n
m) a broad backbone absorption of the order of m). On the other hand, a series of recently reported organopolysilanes having an alkyl group having a branched structure at the β-position have a molecular absorption coefficient of about 40,000 to 110,00 due to the rigid rod shape of the main chain skeleton.
0 (monomer unit / liter) -1 cm -1 , half width 0.1
It shows very steep main chain absorption of about 0.05 eV (about 8 to 4 nm). This is described, for example, in (1) M. Fujiki, Journal of American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.), Vol. 116, No. 601
7 (1994), (2) M.P. Fujiki's Journal of American Chemical Society (J.
Am. Chem. Soc.), 116, 11976 (19
1994), (3) M.P. Applied Physics Letters by Fujiki (Appl. Phys. Lett.), Volume 65,
P.3251 (1994), (4) M.P. Fujiki, Journal of American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.), Vol. 118, No. 7424
Page (1996). That is, it has become known that the absorption spectrum intensity and the half-value width of the organic polysilane vary significantly depending on the form of the main chain.

【0004】有機ポリシランは、主鎖自身がシリコンの
みから構成される高分子であるため、紫外線照射により
比較的容易に主鎖分解を起こし、低分子量化、あるいは
シロキサン化が進行する。この性質を利用したフォトレ
ジストの応用例が報告されている。しかし、上記のとお
り有機ポリシランは比較的容易に主鎖分解を起こすた
め、有機ポリシランの主鎖吸収や発光現象を直接利用し
た非線形光学材料、発光材料などの、光関連の機能材料
として有機ポリシランを用いるには寿命の点から不適当
である。ただし有機ポリシラン自身は暗所では非常に安
定であるので、もし有機ポリシランの主鎖吸収帯よりも
長波長側で機能する性質を見つけることができれば、こ
の寿命が短いという欠点を克服することができる。
[0004] Since organic polysilane is a polymer whose main chain is composed of only silicon, the main chain is relatively easily decomposed by irradiation with ultraviolet rays, and the molecular weight is reduced or siloxane conversion proceeds. Application examples of photoresist utilizing this property have been reported. However, as described above, since organic polysilanes cause main chain decomposition relatively easily, organic polysilanes are used as light-related functional materials, such as non-linear optical materials and light-emitting materials that directly use the main chain absorption and emission phenomena of organic polysilanes. It is unsuitable for use in terms of life. However, since organic polysilane itself is very stable in a dark place, if it is possible to find a property that functions at a longer wavelength side than the main-chain absorption band of organic polysilane, it is possible to overcome the disadvantage that this lifetime is short. .

【0005】ところで、これまでスパンティン−n−ブ
チルリチウムの重合開始剤を用いて合成したポリ(トリ
フェニルメチルメタクリレート)、ポリ(ジフェニルピ
リジルメチルメタクリレート)などの、主鎖が一方向ヘ
リシティを有する炭素骨格高分子がエナンチオマーを認
識する高分子材料として知られている。このことは例え
ば、Y.オカモトら(Y. Okamoto, et al.)による、ジャ
ーナル オブ アメリカン ケミカル ソサイエティ
(J. Am. Chem. Soc.)、第103巻、第6971頁(1
981年)に開示されている。主鎖が一方向ヘリシティ
を持つ有機高分子は、シリカゲル表面に担持された形態
で、エナンチオマーを分離分割する高速液体クロマトグ
ラフィー用カラム材として上市されている〔ダイセル化
学(株)Chiralpak-OT,Chiralpak-OP〕。しかしなが
ら、ポリ(トリフェニルメチルメタクリレート)系材料
は、主鎖ヘリックス構造を固定する側鎖部が加水分解や
加溶媒分解で脱離すると、エナンチオマー認識能も同時
に失われるという欠点を有する。一方、有機ポリシラン
のシリコン主鎖骨格および炭化水素系側鎖は加水分解や
加溶媒分解に対して耐性があるので、この特徴を活かせ
ば、通常、暗所、脱酸素の条件下で使用する高速液体ク
ロマトグラフィー(以下「HPLC」と略称することも
ある)、ガスクロマトグラフィー(以下「GC」と略称
することもある)用カラム材料としての用途が開ける。
現在、HPLCによる分離分析手段として逆相条件でも
使用できるエナンチオマー認識用カラム材料(以下「C
SP」と略称することもある)の多くは生体物質由来の
ものであり、その多くがアミド結合を有するアルキル誘
導体であるため、やはり加水分解によるカラムの劣化と
いう課題が残されている。もし光学活性置換基を有する
全く人工的な光学活性有機ポリシランを担体に担持させ
ることができるならば、HPLC用CSPあるいはGC
用CSPとしての用途がさらに開ける。ここで重要なこ
とは、主鎖が一方向ヘリシティを有する炭素骨格高分子
を一旦シリカゲル表面に担持すればラセン巻き性が不変
であるため、通常エナンチオマーの溶出順序に変化はな
い。もしカラム温度を変化させることによって、右ラセ
ン構造から左ラセン構造あるいは逆に左ラセン構造から
右ラセン構造に可逆的に構造変化を起こすことができる
ならば、カラム温度を変化させるだけでエナンチオマー
の溶出順序を逆転させることが可能になる。溶出溶媒の
極性変化でエナンチオマーの溶出順序を逆転させる例が
1〜2例知られているが、カラム温度のみでエナンチオ
マーの溶出順序を逆転させたような例は現在のところ知
られていない。
By the way, carbons whose main chain has one-way helicity, such as poly (triphenylmethyl methacrylate) and poly (diphenylpyridylmethyl methacrylate), which have been synthesized using a polymerization initiator of spantin-n-butyllithium. A skeletal polymer is known as a polymer material that recognizes an enantiomer. This is for example the case in Y. Journal of American Chemical Society, by Y. Okamoto, et al.
(J. Am. Chem. Soc.), 103, 6971 (1
981). Organic polymers whose main chain has one-way helicity are marketed as column materials for high-performance liquid chromatography for separating and separating enantiomers, supported on silica gel surfaces [Daicel Chemical Co., Ltd. Chiralpak-OT, Chiralpak -OP]. However, the poly (triphenylmethyl methacrylate) -based material has a disadvantage that when the side chain fixing the main chain helical structure is eliminated by hydrolysis or solvolysis, the ability to recognize enantiomers is also lost. On the other hand, the silicon backbone skeleton and hydrocarbon side chains of organic polysilanes are resistant to hydrolysis and solvolysis. It can be used as a column material for liquid chromatography (hereinafter sometimes abbreviated as “HPLC”) and gas chromatography (hereinafter sometimes abbreviated as “GC”).
At present, column materials for enantiomer recognition (hereinafter referred to as "C
Most of them are sometimes derived from biological substances, and most of them are alkyl derivatives having an amide bond. Therefore, there still remains a problem of column degradation due to hydrolysis. If a totally artificial optically active organic polysilane having an optically active substituent can be supported on a carrier, a CSP for HPLC or GC
The use as a CSP for use can be further opened. What is important here is that once the carbon skeleton polymer having a one-way helicity in the main chain is supported on the silica gel surface, the spiral winding property is invariable, so that the elution order of the enantiomer does not usually change. If changing the column temperature can cause a reversible change from the right helical structure to the left helical structure or vice versa from the left helical structure to the right helical structure, elution of the enantiomer can be achieved simply by changing the column temperature. It is possible to reverse the order. One or two cases where the order of elution of the enantiomers is reversed by a change in the polarity of the elution solvent are known, but no examples where the order of elution of the enantiomers is reversed only with the column temperature are currently unknown.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決すべくなされたものであり、本発明の目的は、温度
によって可逆的に右旋性⇔左旋性変化を生じる光学活性
なスイッチ・メモリー用材料ならびに新規なエナンチオ
マー認識用材料を提供することにあり、特にHPLC用
またはGC用のエナンチオマー認識用材料として、不斉
中心を含む有機置換基がシリコン原子に直接結合された
構造を有する、室温溶液中でも剛直ロッド状構造が安定
に保持された光学活性有機シリコン高分子を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optically active switch which reversibly changes dextrorotatory to levorotatory changes with temperature. It is to provide a material for memory as well as a new material for recognizing an enantiomer, particularly as an enantiomer recognizing material for HPLC or GC, having a structure in which an organic substituent containing an asymmetric center is directly bonded to a silicon atom, An object of the present invention is to provide an optically active organic silicon polymer in which a rigid rod-like structure is stably maintained even at room temperature.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の光学活性有機シ
リコン高分子は、下記一般式(1)
The optically active organosilicon polymer of the present invention has the following general formula (1):

【0008】[0008]

【化2】 Embedded image

【0009】[ 式中、R* はγ−位が不斉中心であるキ
ラルアルキル基を示し、Rはアラルキル基を示し、nは
10から100,000までの範囲にある整数である]
で表されることを特徴とする。
[In the formula, R * represents a chiral alkyl group having a chiral center at the γ-position, R represents an aralkyl group, and n is an integer in the range of 10 to 100,000.]
It is characterized by being represented by

【0010】ここで、一般式(1)中のR* が(S)−
3,7−ジメチルオクチル基を示し、Rがγ−フェニル
プロピル基を示し、nが10から100,000までの
範囲にある整数であることができる。
Here, R * in the general formula (1) is (S)-
Represents a 3,7-dimethyloctyl group, R represents a γ-phenylpropyl group, and n can be an integer ranging from 10 to 100,000.

【0011】また、一般式(1)中のR* が(R)−
3,7−ジメチルオクチル基を示し、Rがγ−フェニル
プロピル基を示し、nが10から100,000までの
範囲にある整数であることができる。
In the general formula (1), R * is (R)-
Represents a 3,7-dimethyloctyl group, R represents a γ-phenylpropyl group, and n can be an integer ranging from 10 to 100,000.

【0012】本発明の光学活性有機シリコン高分子は、
γ−位置に分岐構造を持つ(S)配置もしくは(R)配
置を持つキラルアルキル基とアラルキル基との両方を持
つシランモノマー単位の単独重合体である。
The optically active organosilicon polymer of the present invention comprises:
It is a homopolymer of a silane monomer unit having both a chiral alkyl group and an aralkyl group having a (S) configuration or a (R) configuration having a branched structure at the γ-position.

【0013】本発明の光学活性有機シリコン高分子の合
成において使用するSi−C1結合を2個有する対称置
換型または非対象置換型の光学活性基を含むクロロシラ
ン類は、下記反応式(i ),(ii),(iii )に基づい
て一般的に合成される。具体的な合成方法や分析結果に
ついては、特願平5−202474号、特願平5−20
2528号の各明細書に開示されている。
The chlorosilanes containing a symmetrically substituted or asymmetrically substituted optically active group having two Si—C1 bonds used in the synthesis of the optically active organosilicon polymer of the present invention are represented by the following reaction formula (i): It is generally synthesized based on (ii) and (iii). For specific synthesis methods and analysis results, see Japanese Patent Application Nos. 5-202474 and 5-20.
No. 2528, each of which is disclosed.

【0014】[0014]

【化3】 (i )R* −X+Mg → R* MgX(X=Cl,Br) Et2 O (ii)R−X+Mg → RMgX(X=Cl,Br) Et2 O (iii )RSiCl3 +R* MgX → R* RSiCl2 Et2 O ただし、Et2 Oはジエチルエーテルを示す。Embedded image (i) R * -X + Mg → R * MgX (X = Cl, Br) Et 2 O (ii) RX—Mg → RMgX (X = Cl, Br) Et 2 O (iii) RSiCl 3 + R * MgX → R * RSiCl 2 Et 2 O where Et 2 O represents diethyl ether.

【0015】本発明において使用する有機ジクロロシラ
ン類の13C−NMR,29Si−NMR(CDCl3 、3
0℃)、沸点、比旋光度(ニート液体、24℃)の各デ
ータを以下にまとめて示す。
The 13 C-NMR, 29 Si-NMR (CDCl 3 , 3
0 ° C.), boiling point, and specific rotation (neat liquid, 24 ° C.) are summarized below.

【0016】1)(S)−3,7−ジメチルオクチル−
γ−フェニルプロピルシランジクロライド13 C−NMR:17.507, 19.090, 20.220, 20.377, 22.4
73, 22.616, 22.703,24.725, 27.539, 27.961, 29.126,
34.783, 36.462, 39.297,41.802 ppm29 Si−NMR:34.101 ppm 沸点 162℃/0.70mmHg [α]D 1.56° 2)13C−NMR:17.507, 19.090, 20.220, 20.377,
22.473, 22.616,22.703, 24.725, 27.539, 27.961, 29.
126, 34.783,36.462, 39.297, 41.802 ppm29 Si−NMR:34.101 ppm 沸点 162℃/0.70mmHg [α]D -1.56°
1) (S) -3,7-dimethyloctyl-
γ-phenylpropylsilane dichloride 13 C-NMR: 17.507, 19.090, 20.220, 20.377, 22.4
73, 22.616, 22.703,24.725, 27.539, 27.961, 29.126,
34.783, 36.462, 39.297, 41.802 ppm 29 Si-NMR: 34.101 ppm Boiling point 162 ° C./0.70 mmHg [α] D 1.56 ° 2) 13 C-NMR: 17.507, 19.090, 20.220, 20.377,
22.473, 22.616,22.703, 24.725, 27.539, 27.961, 29.
126, 34.783, 36.462, 39.297, 41.802 ppm 29 Si-NMR: 34.101 ppm Boiling point 162 ° C / 0.70 mmHg [α] D -1.56 °

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の光学活性ポリシランは、
光学活性な有機ジクロロシランをトルエン中、金属ナト
リウムと脱塩縮合することにより、対応する光学活性有
機ポリシラン単独重合体を合成することができ、具体的
には下記式(2)で表される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The optically active polysilane of the present invention comprises
By desalting and condensing the optically active organic dichlorosilane with sodium metal in toluene, a corresponding optically active organic polysilane homopolymer can be synthesized, and is specifically represented by the following formula (2).

【0018】[0018]

【化4】 Embedded image

【0019】[0019]

【実施例】本発明の光学活性鎖状有機ポリシランの合成
方法を下記実施例により更に具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The method for synthesizing the optically active linear organic polysilane of the present invention will be described more specifically with reference to the following Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0020】(実施例1)以下に、ポリ〔((R)−
3,7−ジメチルオクチル)−γ−フェニルプロピルシ
ラン〕の合成例を示す。
(Example 1) Poly [((R)-
3,7-dimethyloctyl) -γ-phenylpropylsilane].

【0021】反応容器内を充分に脱水脱気し、アルゴン
ガス置換した後、0.78gの金属ナトリウム、0.0
9gの18−クラウンエーテル−6および15mlの脱
水トルエンをフラスコに入れた。油浴温度を120℃に
保持し、3.6gの(R)−3,7−ジメチルオクチ
ル)−γ−フェニルプロピルシランジクロライドを滴下
して8時間反応させた。反応混合溶液を加圧ろ過し、エ
チルアルコールを用いて分別再沈殿させて白色沈殿物を
得た。得られた白色沈殿物を遠心分離機にかけて回収し
た後、120℃で6時間真空乾燥させてポリ〔((R)
−3,7−ジメチルオクチル)−γ−フェニルプロピル
シラン〕を得た。その収量は1.3gであった。得られ
た有機ポリシランはGPC法により、第一成分の重量平
均分子量が224万、第二成分の重量平均分子量が4
万、第三成分の重量平均分子量が1万であった。図1
に、ポリ〔((R)−3,7−ジメチルオクチル)−γ
−フェニルプロピルシラン〕(重量平均分子量が4万の
成分)のイソオクタン中における、−84℃および80
℃のそれぞれについての紫外線吸光係数(UVスペクト
ル)と円二色吸光係数(CDスペクトル)を示す。図1
中、−84℃(降温過程)のデータは実線で表し、80
℃のデータは破線で表してある。
After sufficiently dehydrating and degassing the inside of the reaction vessel and purging with argon gas, 0.78 g of metallic sodium, 0.0
9 g of 18-crown ether-6 and 15 ml of dehydrated toluene were placed in a flask. The oil bath temperature was maintained at 120 ° C., and 3.6 g of (R) -3,7-dimethyloctyl) -γ-phenylpropylsilanedichloride was added dropwise and reacted for 8 hours. The reaction mixture solution was filtered under pressure, and fractionally reprecipitated using ethyl alcohol to obtain a white precipitate. The obtained white precipitate was collected by a centrifugal separator, and then dried in vacuum at 120 ° C. for 6 hours to obtain poly (((R)).
-3,7-dimethyloctyl) -γ-phenylpropylsilane]. The yield was 1.3 g. According to the GPC method, the obtained organic polysilane had a weight average molecular weight of the first component of 2.24 million and a weight average molecular weight of the second component of 4
The weight average molecular weight of the third and third components was 10,000. FIG.
In addition, poly [((R) -3,7-dimethyloctyl) -γ
-Phenylpropylsilane] (a component having a weight average molecular weight of 40,000) in isooctane at -84 ° C and 80 ° C.
The ultraviolet extinction coefficient (UV spectrum) and the circular two-color extinction coefficient (CD spectrum) are shown for each of ° C. FIG.
The data at -84 ° C (temperature drop process) is represented by a solid line,
The data in ° C. is represented by a dashed line.

【0022】図1において、横軸は光子エネルギー(e
V)、左縦軸は紫外線吸光係数(UVスペクトル)[ ε
(Si−単位)-1dm3 cm-1] を、右縦軸は円二色吸
光係数(CDスペクトル)[ Δε(Si−単位)-1dm
3 cm-1] を示す。図1中の上の2本のグラフは右縦軸
でデータを読みとりCDスペクトルを示し、下の2本の
グラフは左縦軸でデータを読みとりUVスペクトルを示
す。UVスペクトルおよびCDスペクトルのグラフか
ら、−84℃での3.9eVの負コットンCD吸収帯は
3.9eVでの主鎖吸収帯の完全な相似形でかつ吸収極
大が一致することが分かる。一方80℃では、3.8e
Vでの主鎖吸収帯に対して、円二色吸収帯は3.8eV
の正コットンCD吸収帯と4.0eVの負コットンCD
吸収帯とに分裂している。ε値が−84℃で4500
0、ε値が80℃では20000であることから、この
温度範囲ではポリシラン主鎖骨格は剛直ロッド状構造を
保持していることが示される。図1から主鎖吸収より長
波長側では、直線偏光入射に対して、−84℃で左旋
性、80℃で右旋性となる。すなわち旋光性の符号が−
84℃と80℃の間で完全に逆転しており、この温度内
でラセン巻き性の反転が生じていることがわかる。
In FIG. 1, the horizontal axis is the photon energy (e
V), the left vertical axis is the ultraviolet absorption coefficient (UV spectrum) [ε
(Si-unit) -1 dm 3 cm -1 ], and the right vertical axis represents circular dichroism absorption coefficient (CD spectrum) [Δε (Si-unit) -1 dm].
3 cm -1 ]. The upper two graphs in FIG. 1 read the data on the right vertical axis and show the CD spectrum, and the lower two graphs read the data on the left vertical axis and show the UV spectrum. From the graph of the UV spectrum and the CD spectrum, it can be seen that the negative cotton CD absorption band at 3.9 eV at −84 ° C. is a completely similar shape of the main chain absorption band at 3.9 eV, and that the absorption maximum coincides. On the other hand, at 80 ° C., 3.8 e
With respect to the main chain absorption band at V, the circular two-color absorption band is 3.8 eV.
Cotton CD Absorption Band of 4.0eV and Negative Cotton CD of 4.0eV
Divided into absorption bands. ε value of 4500 at -84 ° C
Since the 0 and ε values are 20,000 at 80 ° C., it is shown that the polysilane main chain skeleton maintains a rigid rod-like structure in this temperature range. From FIG. 1, on the longer wavelength side than the absorption of the main chain, it becomes levorotatory at −84 ° C. and dextrorotatory at 80 ° C. with respect to linearly polarized light incidence. That is, the optical rotation sign is-
It is completely reversed between 84 ° C. and 80 ° C., and it can be seen that inversion of the spiral winding property occurs within this temperature.

【0023】図2に、ラセン純度の指標となる非対称性
因子(Δε/ε)を縦軸とし、測定温度(℃)を横軸と
して、ポリ〔((R)−3,7−ジメチルオクチル)−
γ−フェニルプロピルシラン〕の降温過程と昇温過程に
おける実測値をプロットした。ただし、非対称性因子は
イソオクタン中における値である。結果は右ラセン⇔左
ラセン構造変化を起こし、コットンCD吸収帯の符号は
35℃を境にして35℃より下の温度では負のコットン
信号を、35℃より上の温度では正負の分裂型コットン
信号を与える。すなわち35℃でラセン巻き性の反転が
一部生じていることがわかる。ラセン反転挙動に関し
て、昇温過程と降温過程では変化はない。ポリシランの
ラセン巻き性とコットンCD吸収帯の符号の関係は不明
確であるが、ここでは便宜上、正のコットンCD吸収帯
を与えるポリシランのラセン巻き性を(+)−ラセン構
造と表記するならば、35℃以下では、(−)−ラセン
構造が優勢であり、35℃以上では、(+)−ラセン構
造と(−)−ラセン構造とが共存する。
FIG. 2 shows a graph of poly [((R) -3,7-dimethyloctyl) with the vertical axis representing the asymmetry factor (Δε / ε) as an index of the helical purity and the horizontal axis representing the measurement temperature (° C.). −
[γ-Phenylpropylsilane] were plotted on the measured values in the temperature decreasing process and the temperature increasing process. Here, the asymmetry factor is a value in isooctane. As a result, the right helical structure and the left helical structure change, and the sign of the cotton CD absorption band is a negative cotton signal at a temperature lower than 35 ° C. below 35 ° C., and a positive and negative splitting cotton signal at a temperature higher than 35 ° C. Give a signal. That is, it is understood that the inversion of the spiral winding partially occurs at 35 ° C. Regarding the spiral inversion behavior, there is no change between the heating process and the cooling process. Although the relationship between the spiral winding property of polysilane and the sign of the cotton CD absorption band is unclear, here, for convenience, if the spiral winding property of polysilane that gives a positive cotton CD absorption band is described as (+)-helix structure , 35 ° C or lower, the (-)-helix structure is predominant, and above 35 ° C, the (+)-helix structure and the (-)-helix structure coexist.

【0024】(実施例2)ポリ〔((S)−3,7−ジ
メチルオクチル)−γ−フェニルプロピルシラン〕を実
施例1に準じて合成した。ポリ〔((S)−3,7−ジ
メチルオクチル)−γ−フェニルプロピルシラン〕は、
ポリ〔((R)−3,7−ジメチルオクチル)−γ−フ
ェニルプロピルシラン〕と同様に35℃以上においてラ
セン反転が主鎖内に部分的に生じた。コットンCD吸収
帯の符号は、ポリ〔((R)−3,7−ジメチルオクチ
ル)−γ−フェニルプロピルシラン〕と逆であった。
Example 2 Poly [((S) -3,7-dimethyloctyl) -γ-phenylpropylsilane] was synthesized according to Example 1. Poly [((S) -3,7-dimethyloctyl) -γ-phenylpropylsilane]
As in the case of poly [((R) -3,7-dimethyloctyl) -γ-phenylpropylsilane], helix inversion partially occurred in the main chain at 35 ° C. or higher. The sign of the cotton CD absorption band was opposite to that of poly [((R) -3,7-dimethyloctyl) -γ-phenylpropylsilane].

【0025】[0025]

【発明の効果】以上詳しく説明したように、正コットン
CD信号⇔負コットンCD信号の変化を伴う本発明の有
機ポリシラン類は、ポリシラン主鎖の分解波長よりも長
波長側で右旋性⇔左旋性変化を用いたメモリ・スイッチ
現象を示すことが予想されるため、主鎖分解という欠点
を克服した新しいタイプの機能素子材料としての可能性
がある。なぜなら、円二色吸収と旋光分散とはクラマー
ス・クローニッヒの関係で互いに結びついており、もし
この有機ポリシランのラセン構造に関係する旋光度の温
度変化を主鎖吸収帯よりも長波長側で検出した場合、旋
光度が(+)−ラセン⇔(−)−ラセン転移温度で正負
に変化することが期待できるからである。本発明の有機
ポリシランは、吸光度が約1で旋光度が約十数ミリ〜数
ミリ度の比較的弱い旋光性を有しているが、吸光度が約
100の高濃度のポリシラン溶液あるいは長い光路長に
おいては数度程度の旋光度を実現することは比較的容易
である。この性質を利用すれば、有機ポリシランの主鎖
吸収帯よりもはるかに長波長である近赤外域光通信波長
帯、例えば、0.78〜1.55μmにおいて非常に透
過損失が低いハロゲン化溶媒、例えば、重ジクロロメタ
ン、重クロロホルム、重クロロベンゼン、パーフルオロ
ベンゼンなどを使用し、29Si−NMRの半値幅などか
ら判断してmsec ないしμsec オーダーの温度誘起メモ
リ・スイッチ素子が期待できる。
As described above in detail, the organic polysilanes of the present invention accompanied by a change in the positive cotton CD signal / negative cotton CD signal are dextrorotatory on the longer wavelength side than the decomposition wavelength of the polysilane main chain. Since it is expected to show a memory switching phenomenon using a change in sex, there is a possibility as a new type of functional element material that has overcome the disadvantage of main chain decomposition. Because the circular dichroism and the optical rotatory dispersion are linked to each other by the Kramers-Kronig relationship, if the temperature change of the optical rotation related to the helix structure of this organopolysilane was detected at a longer wavelength than the main-chain absorption band. In this case, the optical rotation can be expected to change positively or negatively at the (+)-helix ⇔ (-)-helix transition temperature. The organic polysilane of the present invention has a relatively weak optical rotation having an absorbance of about 1 and an optical rotation of about ten to several millimeters to several millidegrees, but a high concentration polysilane solution having an absorbance of about 100 or a long optical path length. It is relatively easy to achieve an optical rotation of several degrees. Utilizing this property, a halogenated solvent having a very low transmission loss in the near-infrared optical communication wavelength band that is much longer than the main chain absorption band of the organic polysilane, for example, 0.78 to 1.55 μm, for example, heavy dichloromethane, chloroform-use heavy chlorobenzene, perfluorobenzene and the like, the temperature-induced memory switch element m sec to mu sec order to determine from such half-width of 29 Si-NMR can be expected.

【0026】また、エナンチオマー認識高分子材料とし
ての観点から、一方向ラセン状構造を有する光学活性置
換基を有する全く人工的な光学活性有機ポリシランは、
シリコン主鎖骨格や炭化水素系側鎖が加水分解や加溶媒
分解に対して十分な耐性を有しているという特徴を活か
し、暗所、脱酸素の条件下で使用するHPLCやGCカ
ラム材料として有用である。特に温度変化により主鎖の
ラセン巻き性が反転するようなポリシラン類は、エナン
チオマー認識サイトである側鎖の巻き性も反転するの
で、カラム温度を変化させて、エナンチオマーの溶出順
序を逆転させることができる。カラム温度の変更のみで
(+)−ラセン⇔(−)−ラセン転移を示す本発明のポ
リシランは、温度スイッチする新しい機能性HPLCや
GCカラム材料の可能性がある。
From the viewpoint of an enantiomer-recognizing polymer material, a completely artificial optically active organic polysilane having an optically active substituent having a unidirectional helical structure is
Utilizing the feature that the silicon main chain skeleton and hydrocarbon side chains have sufficient resistance to hydrolysis and solvolysis, it is used as a HPLC or GC column material in dark places and under deoxygenation conditions. Useful. In particular, for polysilanes in which the helical winding property of the main chain is inverted due to a temperature change, the winding property of the side chain that is the enantiomer recognition site is also inverted.Therefore, it is possible to reverse the elution order of the enantiomer by changing the column temperature. it can. The polysilane of the present invention, which exhibits a (+)-helix ⇔ (-)-helix transition only by changing the column temperature, has potential as a new functional HPLC or GC column material for temperature switching.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ポリ〔((R)−3,7−ジメチルオクチル)
−γ−フェニルプロピルシラン〕の紫外線吸収スペクト
ル(UVスペクトル)、および円二色吸収スペクトル
(CDスペクトル)を示す線図である。
FIG. 1: Poly [((R) -3,7-dimethyloctyl)
[Γ-Phenylpropylsilane]] is a diagram showing an ultraviolet absorption spectrum (UV spectrum) and a circular dichroism absorption spectrum (CD spectrum).

【図2】ポリ〔((R)−3,7−ジメチルオクチル)
−γ−フェニルプロピルシラン〕の非対称性因子と測定
温度との関係を示す線図である。
FIG. 2 shows poly [((R) -3,7-dimethyloctyl)
[Γ-phenylpropylsilane] and a measurement temperature.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀧川 裕美 東京都武蔵野市御殿山一丁目1番3号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 Fターム(参考) 4J035 JA01 JB02 JB03 JB10 LA03 LB20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiromi Takigawa 1-3-1 Gotenyama, Musashino-shi, Tokyo NTT Advanced Technology Co., Ltd. F-term (reference) 4J035 JA01 JB02 JB03 JB10 LA03 LB20

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 [ 式中、R* はγ−位が不斉中心であるキラルアルキル
基を示し、Rはアラルキル基を示し、nは10から10
0,000までの範囲にある整数である] で表されるこ
とを特徴とする光学活性有機シリコン高分子。
[Claim 1] The following general formula (1) Wherein R * represents a chiral alkyl group having a chiral center at the γ-position, R represents an aralkyl group, and n represents 10 to 10
An optically active organosilicon polymer, which is an integer in the range of up to 000].
【請求項2】 請求項1における前記一般式(1)中の
* が(S)−3,7−ジメチルオクチル基を示し、R
がγ−フェニルプロピル基を示し、nが10から10
0,000までの範囲にある整数であることを特徴とす
る請求項1に記載の光学活性有機シリコン高分子。
2. The method according to claim 1, wherein R * in the general formula (1) represents a (S) -3,7-dimethyloctyl group.
Represents a γ-phenylpropyl group, and n represents 10 to 10
2. The optically active organosilicon polymer according to claim 1, wherein the integer is in the range of up to 000.
【請求項3】 請求項1における前記一般式(1)中の
* が(R)−3,7−ジメチルオクチル基を示し、R
がγ−フェニルプロピル基を示し、nが10から10
0,000までの範囲にある整数であることを特徴とす
る請求項1に記載の光学活性有機シリコン高分子。
3. The method of claim 1, wherein R * in the general formula (1) represents a (R) -3,7-dimethyloctyl group,
Represents a γ-phenylpropyl group, and n represents 10 to 10
2. The optically active organosilicon polymer according to claim 1, wherein the integer is in the range of up to 000.
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