JP2001172385A - Liquid-crystalline dendrimer and production method therefor - Google Patents
Liquid-crystalline dendrimer and production method thereforInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の背景】本発明は新規な液晶性デンドリマーに関
する。本発明の液晶性デンドリマーはサーモトロピック
液晶として機能し、側鎖型液晶と比べてメソゲンの配向
が容易に起こる。また、液晶相としてはネマチック相を
発現する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to novel liquid crystalline dendrimers. The liquid crystalline dendrimer of the present invention functions as a thermotropic liquid crystal, and orientation of mesogen occurs more easily than a side chain type liquid crystal. In addition, a nematic phase is exhibited as a liquid crystal phase.
【0002】従来、ポリ(プロピレンイミン)デンドリマ
ーの末端に液晶性基を結合した液晶デンドリマーとして
は上田らによる記載(高分子学会予稿集47巻8号17
36頁)の液晶デンドリマーが知られている。かかる液
晶デンドリマーはスメクチック液晶であり、本発明のネ
マチック液晶とは液晶相の物理的性質や応用範囲を異に
する。Conventionally, a liquid crystal dendrimer in which a liquid crystal group is bonded to the terminal of a poly (propylene imine) dendrimer has been described by Ueda et al.
36) is known. Such a liquid crystal dendrimer is a smectic liquid crystal, and differs from the nematic liquid crystal of the present invention in the physical properties and application range of the liquid crystal phase.
【0003】そこで、本発明者らは新たなネマチック液
晶を得るべく種々の検討を行った。その結果、高度に分
岐した三次元構造を有するポリマーであるデンドリマー
の末端をp−オキシ安息香酸ビフェノールエステルで修
飾することにより、ネマチック液晶性を有する優れた液
晶デンドリマーが得られるとの知見を得て本発明を完成
した。[0003] The present inventors have conducted various studies to obtain a new nematic liquid crystal. As a result, it was found that by modifying the terminal of a dendrimer, which is a polymer having a highly branched three-dimensional structure, with p-oxybenzoic acid biphenol ester, an excellent liquid crystal dendrimer having nematic liquid crystallinity can be obtained. The present invention has been completed.
【0004】[0004]
【発明の概要】即ち、本発明は、下式:SUMMARY OF THE INVENTION That is, the present invention provides the following:
【化5】 又は (式中、Rは、 を意味し、nは2〜6の整数である。)で表される液晶
性デンドリマーを提供するものである。Embedded image Or (Where R is And n is an integer of 2 to 6. ) Is provided.
【0005】また、本発明は下式:Further, the present invention provides the following formula:
【化6】 又は で表される多官能アミン化合物と下式: (式中、nは前記に同じ。)で表される液晶性アクリル
酸エステル誘導体を、有機溶剤中にて触媒の存在下また
は非存在下で反応させることを特徴とする液晶性デンド
リマーの製造法に関する。Embedded image Or And a polyfunctional amine compound represented by the following formula: (Wherein, n is the same as above). A method for producing a liquid crystalline dendrimer, comprising reacting a liquid crystalline acrylate derivative represented by the following formula in an organic solvent in the presence or absence of a catalyst. About.
【0006】[0006]
【発明の詳細な開示】本発明の液晶性デンドリマーは多
官能性アミン化合物をコアとする。かかるコアとして
は、ポリプロピレンイミンデンドリマーDAB−Am−
4,ポリ(プロピレンイミン)デンドリマー第1世代(Poly
(propyleneimine)Dendrimer,Generation1.0)(式(III
a))、DAB−Am−8,ポリ(プロピレンイミン)デン
ドリマー第2世代(Poly(propyleneimine)Dendrimer,Gen
eration2.0)(式(IIIb))(いずれもDSM社製)などを用
いることができる。これらの化合物はエチレンジアミン
とアクリロニトリルを出発原料として合成することもで
きる。Detailed Disclosure of the Invention The liquid crystalline dendrimer of the present invention has a polyfunctional amine compound as a core. As such a core, a polypropylene imine dendrimer DAB-Am-
4. Poly (propylene imine) dendrimer first generation (Poly
(propyleneimine) Dendrimer, Generation1.0) (Formula (III
a)), DAB-Am-8, poly (propyleneimine) dendrimer, second generation (Poly (propyleneimine) Dendrimer, Gen.
eration2.0) (formula (IIIb)) (all manufactured by DSM). These compounds can also be synthesized using ethylenediamine and acrylonitrile as starting materials.
【0007】多官能性アミン化合物であるポリプロピレ
ンイミンデンドリマーの末端は、メソゲン基を有する液
晶性アクリル酸エステル誘導体により修飾する。かかる
液晶性アクリル酸エステル誘導体としては、前記式(I
V)で表される化合物が用いられ、例えば4−(4'−シ
アノビフェニルオキシカルボニル)フェノキシエチルア
クリレート、4−(4'−シアノビフェニルオキシカルボ
ニル)フェノキシプロピルアクリレート、4−(4'−シ
アノビフェニルオキシカルボニル)フェノキシブチルア
クリレート、4−(4'−シアノビフェニルオキシカルボ
ニル)フェノキシペンチルアクリレート、4−(4'−シ
アノビフェニルオキシカルボニル)フェノキシヘキシル
アクリレートなどが挙げられる。これらのアクリレート
は単独で、あるいは2種以上を混合して用いることがで
きる。[0007] The terminal of the polypropyleneimine dendrimer, which is a polyfunctional amine compound, is modified with a liquid crystalline acrylate derivative having a mesogenic group. Such a liquid crystalline acrylate derivative is represented by the formula (I)
V) is used, for example, 4- (4'-cyanobiphenyloxycarbonyl) phenoxyethyl acrylate, 4- (4'-cyanobiphenyloxycarbonyl) phenoxypropyl acrylate, 4- (4'-cyanobiphenyl) (Oxycarbonyl) phenoxybutyl acrylate, 4- (4′-cyanobiphenyloxycarbonyl) phenoxypentyl acrylate, 4- (4′-cyanobiphenyloxycarbonyl) phenoxyhexyl acrylate, and the like. These acrylates can be used alone or in combination of two or more.
【0008】本発明の液晶性デンドリマーは、前記多官
能性アミン化合物と液晶性アクリル酸エステル誘導体を
有機溶剤中で反応させることにより得られる。アクリル
酸エステルの使用量は、多官能アミン又はポリ(プロピ
レンイミン)デンドリマー1モルに対して、DAB−A
m−8の場合は16〜80モル、好ましくは16〜20
モル、DAB−Am−4の場合は8〜40モル、好まし
くは8〜10モル、またはアミノ基に対して2〜10当
量、好ましくは2〜2.5当量(Am−8、Am−4の
いずれに対しても)である。反応溶媒は、これらの溶媒
として従来公知のものがいずれも用いられてよい。具体
的にはテトラクロロエチレン、1,2−ジクロロエタ
ン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素;アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シ
クロヘキサノンなどのケトン系溶媒;テトラヒドロフラ
ン、ジオキサンなどの環状エーテル系溶媒、トルエン、
キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒;N−メチル−2
−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−
ジメチルアセトアミド等の非プロトン性極性溶媒を用い
ることができる。これらは単独で用いてもよく、また2
種以上を混合して用いてもよい。[0008] The liquid crystalline dendrimer of the present invention is obtained by reacting the polyfunctional amine compound with a liquid crystalline acrylate derivative in an organic solvent. The amount of the acrylate used is DAB-A based on 1 mol of the polyfunctional amine or poly (propylene imine) dendrimer.
In the case of m-8, 16 to 80 mol, preferably 16 to 20 mol
Mol, in the case of DAB-Am-4, 8 to 40 mol, preferably 8 to 10 mol, or 2 to 10 equivalents, preferably 2 to 2.5 equivalents to the amino group (of Am-8, Am-4 For any). As the reaction solvent, any of those conventionally known as these solvents may be used. Specifically, halogenated hydrocarbons such as tetrachloroethylene, 1,2-dichloroethane and chloroform; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane;
Aromatic hydrocarbon solvents such as xylene; N-methyl-2
-Pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-
An aprotic polar solvent such as dimethylacetamide can be used. These may be used alone, or 2
Mixtures of more than one species may be used.
【0009】反応温度は−50〜150℃、好ましくは
25℃〜80℃である。反応温度が−50℃未満である
と反応速度が著しく低下し好ましくない。また、150
℃を越える反応温度では、多官能性アミン化合物や液晶
性アクリル酸エステル誘導体の安定性の点で好ましくな
い。[0009] The reaction temperature is -50 to 150 ° C, preferably 25 to 80 ° C. If the reaction temperature is lower than −50 ° C., the reaction rate is remarkably reduced, which is not preferable. Also, 150
If the reaction temperature exceeds ℃, the stability of the polyfunctional amine compound or the liquid crystalline acrylate derivative is not preferred.
【0010】反応時間は2〜200時間、好ましくは、
18〜90時間である。これより反応時間が短いと反応
が完全に進行せず好ましくない。反応終了後は溶剤を濃
縮して除去することにより、目的とする液晶性デンドリ
マーを得ることができる。また、メタノール、エタノー
ル、イソプロピルアルコール、ヘキサン、トルエンなど
の貧溶媒を加えて加熱し、上澄みを除去することにより
精製してもよい。The reaction time is 2 to 200 hours, preferably
18-90 hours. If the reaction time is shorter than this, the reaction does not proceed completely, which is not preferable. After completion of the reaction, the target liquid crystalline dendrimer can be obtained by concentrating and removing the solvent. Alternatively, purification may be performed by adding a poor solvent such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, hexane, and toluene, heating the mixture, and removing the supernatant.
【0011】[0011]
【実施例】本発明を実施例及び比較例によりさらに具体
的に説明する。合成はすべて窒素気流下で行った。な
お、得られた液晶性デンドリマーの特性は以下のように
して測定した。The present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. All syntheses were performed under a stream of nitrogen. The properties of the obtained liquid crystalline dendrimer were measured as follows.
【0012】 1H NMR JNM−LA300(日本電子(株)製)を用いて測定し
た。IR FT/IR−230(日本分光(株)製)を用いて測定し
た。相転移現象 SSS−5000 DSC200((株)セイコー電子工業
製)を用いて、窒素雰囲気下10℃/分の昇温および降
温速度で測定した。分子量 Kratos Compact MALDI IIIマススペクトロメーター
((株)島津製作所製)を用いて測定した。尚、実施例にて
用いたアクリル酸エステルは特開平9−133810号
に記載の方法により製造した。[0012] 1 H NMR It was measured using JNM-LA300 (manufactured by JEOL Ltd.).
Was.IR Measured using FT / IR-230 (manufactured by JASCO Corporation)
Was.Phase transition phenomenon SSS-5000 DSC200 (Seiko Electronics Industry Co., Ltd.)
Temperature rise and fall under a nitrogen atmosphere at 10 ° C./min.
Measured at temperature rate.Molecular weight Kratos Compact MALDI III mass spectrometer
(Manufactured by Shimadzu Corporation). In the examples
The acrylate used was disclosed in JP-A-9-133810
The production was carried out by the method described in 1.
【0013】[実施例1] 第1世代プロピレンイミン
デンドリマー(n=2)の合成。 20mLの反応容器に、アクリル酸(4−(4'−シアノ
ビフェニルオキシカルボニル)フェノキシエチル)(0.88
mmol,363.8mg)、ポリ(プロピレンイミン)デンド
リマーDAB−Am−4(0.10mmol,31.6mg)をと
り、ジクロロメタン2.0mlを加え、40℃で18時
間攪拌した。室温まで冷却した後、この溶液を激しく攪
拌しながらトルエン中に滴下し生成した沈殿を集めるこ
とにより目的物を精製した。これを減圧乾燥し、粉末状
の白色固体を収量246mg、 収率68%で得た。M
ALDI−TOF MSによる分子量は理論値m/z=
3623.8(M+)に対して、実測値m/z=364
6.7((M+Na)+)であった。IRにより、173
0.8cm−1(CO)の特性吸収が観測された。Example 1 Synthesis of first generation propylene imine dendrimer (n = 2). In a 20 mL reaction vessel, (4- (4′-cyanobiphenyloxycarbonyl) phenoxyethyl) acrylate (0.88
mmol, 363.8 mg) and poly (propylene imine) dendrimer DAB-Am-4 (0.10 mmol, 31.6 mg), 2.0 ml of dichloromethane was added, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 18 hours. After cooling to room temperature, this solution was dropped into toluene with vigorous stirring, and the resulting precipitate was collected to purify the target product. This was dried under reduced pressure to obtain 246 mg of a powdery white solid in a yield of 68%. M
The molecular weight by ALDI-TOF MS is the theoretical value m / z =
3623.8 (M + ), found m / z = 364
6.7 ((M + Na) + ). By IR, 173
A characteristic absorption of 0.8 cm -1 (CO) was observed.
【0014】この液晶性デンドリマーのDSC測定を行
ったところ、昇温過程においては52℃にTg、188
℃に吸熱ピークが観察された。また、降温過程において
は、110℃に発熱のピークが観察された。The DSC of this liquid crystalline dendrimer was measured.
An endothermic peak was observed at ° C. In the course of the temperature drop, an exothermic peak was observed at 110 ° C.
【0015】[実施例2] 第1世代プロピレンイミン
デンドリマー(n=6)の合成 アクリル酸エステルとしてアクリル酸(4−(4'−シア
ノビフェニルオキシカルボニル)フェノキシヘキシル)を
用いた以外は、実施例1と同様にして反応し、精製を行
い、粉末状の白色固体を収量212mg、収率52%で
得た。MALDI-TPF MSによる分子量は理論値m/Z=40
72.7(M+)に対して、実測値m/Z=4095.
9(M+Na+)であった。IRにより、1730.5
cm−1(CO)の特性吸収が観測された。Example 2 Synthesis of first-generation propyleneimine dendrimer (n = 6) Example 1 was repeated except that acrylic acid (4- (4'-cyanobiphenyloxycarbonyl) phenoxyhexyl) was used as the acrylic acid ester. Reaction and purification were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain 212 mg of a powdery white solid in a yield of 52%. The molecular weight by MALDI-TPF MS is the theoretical value m / Z = 40
72.7 (M <+> ), found m / Z = 4095.
9 (M + Na + ). By IR, 1730.5
A characteristic absorption of cm -1 (CO) was observed.
【0016】[実施例3] 第2世代プロピレンイミン
デンドリマー(n=2)の合成 デンドリマーとしてポリ(プロピレンイミン)デンドリマ
ーDAB−Am−8を用いた以外は、実施例1と同様に
して反応し、精製を行い、粉末状の白色固体を収量51
7mg、収率70%で得た。MALDI-TPF MSによる分子量
は理論値m/Z=7388.0(M+)に対して、実測
値m/Z=7411.5(M+Na+)であった。IR
により、1730.6cm−1(CO)の特性吸収が観測
された。Example 3 Synthesis of Second Generation Propyleneimine Dendrimer (n = 2) The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that poly (propyleneimine) dendrimer DAB-Am-8 was used as the dendrimer. Purification was performed to obtain a powdery white solid in a yield of 51.
7 mg was obtained in a yield of 70%. The molecular weight measured by MALDI-TPF MS was m / Z = 748.0 (M + Na + ), whereas the theoretical value was m / Z = 7388.0 (M + ). IR
As a result, characteristic absorption of 1730.6 cm -1 (CO) was observed.
【0017】[実施例4] 第2世代プロピレンイミン
デンドリマー(n=6)の合成 アクリル酸エステルとしてアクリル酸(4−(4'−シア
ノビフェニルオキシカルボニル)フェノキシヘキシル)を
用い、デンドリマーとしてポリ(プロピレンイミン)デン
ドリマーDAB−Am−8を用いた以外は、実施例1と
同様にして反応し、精製を行い、粉末状の白色固体を収
量456mg、収率55%で得た。MALDI-TPF MSによる
分子量は理論値m/Z=8285.7(M+)に対し
て、実測値m/Z=8309.5(M+Na+)であっ
た。IRにより、1730.5cm−1(CO)の特性吸
収が観測された。Example 4 Synthesis of second-generation propylene imine dendrimer (n = 6) (Imine) The reaction was carried out and purified in the same manner as in Example 1 except that the dendrimer DAB-Am-8 was used, to obtain 456 mg of a powdery white solid in a yield of 55%. The molecular weight measured by MALDI-TPF MS was m / Z = 8309.5 (M + Na + ), whereas the theoretical value was m / Z = 8285.7 (M + ). By IR, characteristic absorption of 1730.5 cm -1 (CO) was observed.
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明の液晶性デンドリマーはサーモト
ロピック液晶であり、デンドリマー構造の分子鎖の絡み
合いが少ないため、メソゲンを容易に配向させることが
できる。ネマチック液晶性ポリマーである。The liquid crystalline dendrimer of the present invention is a thermotropic liquid crystal and has a small entanglement of the molecular chains of the dendrimer structure, so that the mesogen can be easily oriented. It is a nematic liquid crystalline polymer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 秀作 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 中西 貞裕 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 Fターム(参考) 4H006 AA01 AA02 AB46 QN30 4H027 BA01 BA11 CA04 CF04 4J043 PA04 PA13 PB09 QC02 RA08 SA02 SA05 SB01 TA35 TB01 UA142 UB011 UB241 XA14 XA19 XB27 ZA09 ZB23 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Hidesaku Nakano 1-1-2 Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko Corporation (72) Inventor Sadahiro Nakanishi 1-2-1 Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka F-term in Nitto Denko Corporation (reference) 4H006 AA01 AA02 AB46 QN30 4H027 BA01 BA11 CA04 CF04 4J043 PA04 PA13 PB09 QC02 RA08 SA02 SA05 SB01 TA35 TB01 UA142 UB011 UB241 XA14 XA19 XB27 ZA09 ZB23
Claims (4)
性デンドリマー。1. The following formula: (Where R is And n is an integer of 2 to 6. The liquid crystalline dendrimer represented by).
晶性アクリル酸エステル誘導体を、有機溶剤中にて触媒
の存在下または非存在下で反応させることを特徴とする
請求項1の液晶性デンドリマーの製造法。2. The following formula: And a polyfunctional amine compound represented by the following formula: (Wherein, n represents an integer of 2 to 6), wherein the liquid crystalline acrylate derivative is reacted in an organic solvent in the presence or absence of a catalyst. Item 10. A method for producing the liquid crystalline dendrimer according to Item 1.
性デンドリマー。3. The following formula: (Where R is And n is an integer of 2 to 6. The liquid crystalline dendrimer represented by).
晶性アクリル酸エステル誘導体を、有機溶剤中にて触媒
存在下あるいは非存在下で反応させることを特徴とする
請求項3の液晶性デンドリマーの製造法。4. The following formula: And a polyfunctional amine compound represented by the following formula: (Wherein, n represents an integer of 2 to 6), wherein the liquid crystalline acrylate derivative is reacted in an organic solvent in the presence or absence of a catalyst. 3. A method for producing a liquid crystal dendrimer according to 3.
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---|---|---|---|
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1999
- 1999-12-17 JP JP35919899A patent/JP2001172385A/en active Pending
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