JP2010235651A - Water-repellent supramolecular organization and method for manufacturing the same - Google Patents

Water-repellent supramolecular organization and method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-repellent supramolecular organization which is excellent in strength and resistance to environmental characteristics. <P>SOLUTION: This water-repellent supramolecular organization is such that fullerene structural bodies are organized into the stratified form, wherein the fullerene structural body is composed of a bimolecular film structure in which fullerene derivatives have been organized, and has a particulate shape with a flake structure and the fullerene derivatives are each mutually polymerized. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、撥水性超分子組織体およびその製造方法に関し、詳細には、強度および耐環境特性に優れた撥水性超分子組織体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a water-repellent supramolecular tissue and a method for producing the same, and more particularly to a water-repellent supramolecular tissue and a method for producing the same that are excellent in strength and environmental resistance.

フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンに代表されるナノカーボンは、電子材料、触媒、生体材料への応用が期待され、注目されている。   Nanocarbons typified by fullerenes, carbon nanotubes, and carbon nanohorns are expected to be applied to electronic materials, catalysts, and biomaterials, and are attracting attention.

近年、本願発明者は、このようなナノカーボンの中でもフラーレン誘導体を単位として種々の次元(0次元〜3次元)の構造体を任意に製造できることを報告している(例えば、特許文献1を参照。)。   In recent years, the inventor of the present application has reported that structures of various dimensions (0 to 3 dimensions) can be arbitrarily produced using fullerene derivatives as a unit among such nanocarbons (see, for example, Patent Document 1). .)

特許文献1によれば、フラーレン誘導体は、球状のフラーレン部位と、アルキル鎖部位と、それらを結合する結合部位とからなり、アルキル鎖部位が平面性を保持することができる。それにより、フラーレン部位のπ−π相互作用による集合力と、アルキル鎖部位の疎水性相互作用およびファンデルワールス力による集合力との間のバランスを利用して、種々の次元を有するナノサイズの構造体の構築が可能となる。   According to Patent Document 1, the fullerene derivative is composed of a spherical fullerene moiety, an alkyl chain moiety, and a binding moiety that binds them, and the alkyl chain moiety can maintain flatness. By utilizing the balance between the collective force due to the π-π interaction at the fullerene site and the hydrophobic force at the alkyl chain site and the collective force due to van der Waals force, A structure can be constructed.

さらに本願発明者は、特許文献1に記載のフラーレン誘導体を用い、ハスの葉の表面構造を真似た超分子組織体を開発した(例えば、特許文献2を参照。)。特許文献2によれば、本願発明者は、特許文献1に記載のフラーレン誘導体が形成する二分子膜構造を組織化したフラーレン構造体に着目し、このフラーレン構造体を層状に組織化することによって得られる超分子組織体は、ハスの葉の表面構造に類似するフラクタル構造を有し、超撥水性を発現することを見出した。   Furthermore, the inventor of the present application has developed a supramolecular structure that imitates the surface structure of a lotus leaf using the fullerene derivative described in Patent Document 1 (see, for example, Patent Document 2). According to Patent Document 2, the inventor of the present application pays attention to a fullerene structure in which the bilayer structure formed by the fullerene derivative described in Patent Document 1 is organized, and by organizing the fullerene structure in layers. It has been found that the resulting supramolecular organization has a fractal structure similar to the surface structure of the lotus leaf and exhibits super water repellency.

また、特許文献2によれば、超分子組織体は、100℃程度までの熱耐性、エタノールまたはアセトンに対する耐薬品(有機溶媒)性、および、耐酸・アルカリ性を有していることが分かっている。しかしながら、このような超分子組織体の構造は、フラーレン誘導体におけるフラーレンのπ−π相互作用、および、フラーレン誘導体におけるアルキル鎖の疎水性相互作用およびファンデルワールス力によって維持されているに過ぎない。したがって、このような超分子組織体は、比較的脆く、実用に十分な強度を有していない。   Further, according to Patent Document 2, it is known that the supramolecular structure has heat resistance up to about 100 ° C., chemical resistance (organic solvent) resistance to ethanol or acetone, and acid / alkali resistance. . However, the structure of such a supramolecular organization is only maintained by the fullerene π-π interaction in the fullerene derivative and the hydrophobic interaction and van der Waals force of the alkyl chain in the fullerene derivative. Therefore, such a supramolecular organization is relatively brittle and does not have sufficient strength for practical use.

一方、有機材料における強度を向上させる技術が知られている(例えば、特許文献3および4を参照。)。特許文献3は、有機ゲル化剤に関するが、分子中に含有させたジアセチレン基を、紫外線照射によって光重合させることにより、有機ゲル化剤の強度を向上させる技術を開示している。特許文献4は、光等の重合エネルギーを付与し、フラーレンを重合させたフラーレン重合体を示している。このようなフラーレン重合体は、フラーレン本来の特性を有するとともに、導電率が高く、機械的強度が高いことが知られている。   On the other hand, techniques for improving the strength of organic materials are known (see, for example, Patent Documents 3 and 4). Although patent document 3 is related with an organic gelling agent, the technique which improves the intensity | strength of an organic gelling agent is disclosed by photopolymerizing the diacetylene group contained in the molecule | numerator by ultraviolet irradiation. Patent Document 4 shows a fullerene polymer obtained by polymerizing fullerene by applying polymerization energy such as light. Such fullerene polymers are known to have the full properties of fullerene, high electrical conductivity, and high mechanical strength.

しかしながら、特許文献3に示されるようなジアセチレン基の導入による強度の向上は、物質本来の構造が損なわれる場合もあり、確実とはいえない(例えば、非特許文献1および2を参照。)。   However, the improvement in strength due to the introduction of a diacetylene group as shown in Patent Document 3 may not be assured since the original structure of the substance may be impaired (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2). .

非特許文献1は、ジアセチレン基を有する重合性両親媒性分子の分子集合体に関し、紫外線照射によってジアセチレン基を重合させることを開示している。また、非特許文献1によれば、重合成両親媒性分子が有するアルキル鎖からなるスペーサの長さによって、紫外線照射後の分子集合体の構造の規則性が変化することが示されており、必ずしも、紫外線照射前後で分子集合体の構造が維持されるとは限らないことが分かる。   Non-Patent Document 1 relates to a molecular assembly of polymerizable amphiphilic molecules having a diacetylene group, and discloses that a diacetylene group is polymerized by ultraviolet irradiation. In addition, according to Non-Patent Document 1, it is shown that the regularity of the structure of the molecular assembly after ultraviolet irradiation changes depending on the length of the spacer composed of the alkyl chain of the polysynthetic amphiphilic molecule, It can be seen that the structure of the molecular assembly is not always maintained before and after UV irradiation.

非特許文献2は、ツイストラメラ構造を有するジアセチレン基含有キラル脂質とシリカとのハイブリッドからなるらせん状チューブ体またはリボン体に関する。このようなチューブ体およびリボン体に紫外線を照射すると、本来の構造が変化することが示されている(例えば、非特許文献2のFigure 4d))。これら非特許文献1および2から、複雑な材料系において、重合によって本来の構造を維持するか否か、さらに本来の特性を維持するか否かを特定することは、困難であることが分かる。   Non-Patent Document 2 relates to a helical tube or ribbon formed of a hybrid of a diacetylene group-containing chiral lipid having a twisted lamella structure and silica. It has been shown that when such a tube body and ribbon body are irradiated with ultraviolet rays, the original structure changes (for example, FIG. 4d of Non-Patent Document 2). From these Non-Patent Documents 1 and 2, it can be seen that it is difficult to specify whether or not to maintain the original structure by polymerization and further to maintain the original characteristics in a complicated material system.

上記特許文献3または4に記載の技術をフラーレン誘導体に適用した例もなく、当然のことながら、上述のフラーレン誘導体を用いた超分子組織体を重合させ、強度および耐環境特性を改善した報告はない。   There is no example of applying the technique described in Patent Document 3 or 4 to a fullerene derivative, and it is a matter of course that a supramolecular structure using the above-mentioned fullerene derivative is polymerized to improve strength and environmental resistance characteristics. Absent.

特開2007−137809号公報JP 2007-137809 A 特開2008−303148号公報JP 2008-303148 A 特開2000−248257号公報JP 2000-248257 A 特開平8−59220号公報JP-A-8-59220

Shouchun Yinら, Langmuir 2007, 23, 5936−5941Shouchun Yin et al., Langmuir 2007, 23, 5936-5941 Annela M. Seddonら, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, No. 16, 2998−2991Annela M.M. Seddon et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, no. 16, 2998-2991 S. B. LeeらのNano Lett. 2005, 5, 2202−2206S. B. Lee et al., Nano Lett. 2005, 5, 2202-2206 G. WenzらのMacromolecules 1984, 17, 837−850G. Wenz et al. Macromolecules 1984, 17, 837-850. A. Feryら, Polymer 2007, 48, 7221−7235A. Fery et al., Polymer 2007, 48, 7221-7235 J. E. Sader, J. Appl. Phys. 1998, 84, 64−76J. et al. E. Sader, J .; Appl. Phys. 1998, 84, 64-76

本発明の目的は、強度および耐環境特性に優れた撥水性超分子組織体およびその製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a water-repellent supramolecular structure excellent in strength and environmental resistance and a method for producing the same.

発明1は、フラーレン構造体が層状に組織化された撥水性超分子組織体であって、前記フラーレン構造体が、フラーレン誘導体が組織化された二分子膜構造からなり、フレーク構造の粒子状の形状を有し、前記フラーレン誘導体は、互いに重合されていることを特徴する。   Invention 1 is a water-repellent supramolecular structure in which fullerene structures are organized in layers, wherein the fullerene structure has a bilayer structure in which fullerene derivatives are organized, and has a flake-structured particulate form. And the fullerene derivatives are polymerized with each other.

発明2は、発明1に記載の撥水性超分子組織体において、前記フラーレン誘導体がそれぞれ有するフラーレン部位が、互いに重合されており、前記フラーレン誘導体がそれぞれ有するアルキル鎖が、互いに重合されていることを特徴とする。   Invention 2 is that in the water-repellent supramolecular organization described in Invention 1, the fullerene moieties of the fullerene derivatives are polymerized with each other, and the alkyl chains of the fullerene derivatives are polymerized with each other. Features.

発明3は、発明1に記載の撥水性超分子組織体において、前記フラーレン誘導体が、式(1)で示され、式(2)で示されるフラーレン部位Aと、前記フラーレン部位に結合したベンゼン環と、前記ベンゼン環の3,4,5位それぞれに結合したアルキル鎖Rとを含み、   Invention 3 is the water-repellent supramolecular organization according to Invention 1, wherein the fullerene derivative is represented by the formula (1), the fullerene moiety A represented by the formula (2), and a benzene ring bonded to the fullerene moiety. And an alkyl chain R bonded to each of the 3, 4, and 5 positions of the benzene ring,

ここで、前記式(1)において、前記アルキル鎖Rのそれぞれは、少なくとも20個の炭素原子および重合性官能基を含み、前記アルキル鎖Rのそれぞれは、前記重合性官能基を介して重合しており、前記式(2)において、(Fu)はフラーレンを、Xは水素原子またはメチル基を示し、前記フラーレン部位Aの含窒素5員環に前記ベンゼン環が結合しており、前記フラーレン部位は前記フラーレンを介して互いに重合していることを特徴とする。   Here, in the formula (1), each of the alkyl chains R includes at least 20 carbon atoms and a polymerizable functional group, and each of the alkyl chains R is polymerized via the polymerizable functional group. In the formula (2), (Fu) represents a fullerene, X represents a hydrogen atom or a methyl group, the benzene ring is bonded to a nitrogen-containing 5-membered ring of the fullerene moiety A, and the fullerene moiety Are polymerized to each other via the fullerene.

発明4は、発明3に記載の撥水性超分子組織体において、前記重合性官能基が、ジアセチレン基であることを特徴とする。   Invention 4 is characterized in that, in the water-repellent supramolecular structure according to Invention 3, the polymerizable functional group is a diacetylene group.

発明5は、発明3に記載の撥水性超分子組織体において、前記アルキル鎖Rのそれぞれが、−O(CHC≡C−C≡C(CH13CHであることを特徴とする。 Invention 5 is that in the water-repellent supramolecular structure according to Invention 3, each of the alkyl chains R is —O (CH 2 ) 9 C≡C—C≡C (CH 2 ) 13 CH 3. Features.

発明6は、発明1〜5のいずれかに記載の撥水性超分子組織体の製造方法であって、フラーレン誘導体と、テトラヒドロフランと、メタノールとの混合物を加熱し、フラーレン構造体を析出させるステップであって、前記フラーレン誘導体は、式(1)で示され、式(2)で示されるフラーレン部位Aと、前記フラーレン部位に結合したベンゼン環と、前記ベンゼン環の3,4,5位それぞれに結合したアルキル鎖Rとを含み、   Invention 6 is a method for producing a water-repellent supramolecular structure according to any one of Inventions 1 to 5, wherein a mixture of a fullerene derivative, tetrahydrofuran and methanol is heated to precipitate a fullerene structure. The fullerene derivative is represented by the formula (1), the fullerene moiety A represented by the formula (2), the benzene ring bonded to the fullerene moiety, and the 3, 4, and 5 positions of the benzene ring, respectively. A bonded alkyl chain R;

ここで、前記式(1)において、前記アルキル鎖Rのそれぞれは、少なくとも20個の炭素原子、および、重合性官能基を含む、ステップと、前記フラーレン構造体を冷却・保持し、安定化させるステップと、前記フラーレン構造体を層状化するステップと、前記フラーレン構造体に光を照射するステップとからなることを特徴とする。   Here, in the formula (1), each of the alkyl chains R includes at least 20 carbon atoms and a polymerizable functional group, and cools, holds, and stabilizes the fullerene structure. And a step of stratifying the fullerene structure and irradiating the fullerene structure with light.

発明7は、発明6に記載の方法において、前記加熱し、析出させるステップが、40℃〜60℃の温度範囲で行うことを特徴とする。   Invention 7 is characterized in that, in the method described in Invention 6, the heating and precipitating step is performed in a temperature range of 40 ° C to 60 ° C.

発明8は、発明6に記載の方法において、前記冷却・保持し、安定化させるステップが、−10℃〜−90℃の温度範囲で12時間〜24時間の間行うことを特徴とする。   Invention 8 is characterized in that, in the method according to Invention 6, the step of cooling, holding and stabilizing is performed in a temperature range of −10 ° C. to −90 ° C. for 12 hours to 24 hours.

発明9は、発明6に記載の方法において、前記光を照射するステップが、脱酸素雰囲気で行うことを特徴とする。   A ninth aspect of the invention is characterized in that, in the method of the sixth aspect, the step of irradiating the light is performed in a deoxygenated atmosphere.

発明10は、発明6に記載の方法において、前記アルキル鎖Rのそれぞれが、−O(CHC≡C−C≡C(CH13CHであることを特徴とする。 Invention 10 is characterized in that, in the method described in Invention 6, each of the alkyl chains R is —O (CH 2 ) 9 C≡C—C≡C (CH 2 ) 13 CH 3 .

発明11は、発明6に記載の方法において、前記加熱し、析出させるステップの後、かつ、前記層状化するステップおよび光照射するステップの前に、前記混合物に前記フラーレン誘導体に対する貧溶媒を添加するステップをさらに包含することを特徴とする。   Invention 11 is the method according to Invention 6, wherein a poor solvent for the fullerene derivative is added to the mixture after the heating and precipitating steps and before the layering step and the light irradiation step. The method further includes a step.

本発明による撥水性超分子組織体は、フラーレン誘導体が組織化され二分子膜構造を形成し、フレーク構造の粒子状の形状を有するフラーレン構造体が層状に組織化されている。このような構造により撥水性を発現する。また、撥水性超分子組織体は、フラーレン誘導体のそれぞれが互いに重合されている。これにより、強度が増大するとともに、温度、各種有機溶媒、pH等の耐環境特性が著しく向上し得る。   In the water-repellent supramolecular structure according to the present invention, fullerene derivatives are organized to form a bilayer structure, and the fullerene structure having a flake-like particle shape is organized in layers. Such a structure exhibits water repellency. In the water-repellent supramolecular organization, each of the fullerene derivatives is polymerized with each other. As a result, the strength increases and the environmental resistance characteristics such as temperature, various organic solvents, and pH can be remarkably improved.

本発明による撥水性超分子組織体(A)、フラーレン構造体(B)、および、二分子膜構造(C)の模式図Schematic diagram of water-repellent supramolecular organization (A), fullerene structure (B), and bilayer structure (C) according to the present invention 本発明の撥水性超分子組織体100の製造ステップを示すフローチャートThe flowchart which shows the manufacturing step of the water-repellent supramolecular organization body 100 of this invention. 本発明の光照射による変化を示す模式図Schematic diagram showing changes due to light irradiation of the present invention 本発明の撥水性超分子組織体100の別の製造ステップを示すフローチャートThe flowchart which shows another manufacturing step of the water-repellent supramolecular structure | tissue 100 of this invention. 参考例1の光照射前のフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のHR−cryo−TEM像を示す図The figure which shows the HR-cryo-TEM image of the fullerene structure which consists of the fullerene derivative 1 before the light irradiation of the reference example 1. 参考例1の光照射前のフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のXRDパターンを示す図The figure which shows the XRD pattern of the fullerene structure which consists of the fullerene derivative 1 before the light irradiation of the reference example 1. 参考例1の光照射前のフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のFT−IRスペクトルを示す図The figure which shows the FT-IR spectrum of the fullerene structure which consists of the fullerene derivative 1 before the light irradiation of the reference example 1. 参考例1の光照射前のフラーレン構造体を層状化した超分子組織体のSEM像を示す図The figure which shows the SEM image of the supramolecular organization body which layered the fullerene structure before the light irradiation of the reference example 1 参考例1の光照射前のフラーレン構造体を層状化した超分子組織体のUV−visスペクトルを示す図The figure which shows the UV-vis spectrum of the supramolecular organization body which layered the fullerene structure before the light irradiation of the reference example 1 参考例1の光照射前の、フラーレン構造体を層状化した超分子組織体、および、フラーレン誘導体1を層状化した薄膜の水との接触角の状態を示す図The figure which shows the state of the contact angle with the water of the supramolecular organization body which made the fullerene structure layered before the light irradiation of the reference example 1, and the thin film which made the fullerene derivative 1 layered 実施例1の光照射(9時間)後のフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のHR−cryo−TEM像を示す図The figure which shows the HR-cryo-TEM image of the fullerene structure which consists of fullerene derivative 1 after the light irradiation (9 hours) of Example 1. 実施例1の光照射に伴うフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のFT−IRスペクトルを示す図The figure which shows the FT-IR spectrum of the fullerene structure which consists of fullerene derivative 1 accompanying the light irradiation of Example 1. 光照射に伴うスキーム1に示す生成物EのFT−IRスペクトルを示す図The figure which shows the FT-IR spectrum of the product E shown to the scheme 1 accompanying light irradiation 実施例2の光照射(9時間)後の撥水性超分子組織体のSEM像を示す図The figure which shows the SEM image of the water-repellent supramolecular organization body after the light irradiation (9 hours) of Example 2. 実施例2の光照射後の撥水性超分子組織体のUV−visスペクトルを示す図The figure which shows the UV-vis spectrum of the water-repellent supramolecular organization body after the light irradiation of Example 2. 光照射に伴うスキーム1に示す生成物EのUV−visスペクトルを示す図The figure which shows the UV-vis spectrum of the product E shown to the scheme 1 accompanying light irradiation 実施例2の光照射に伴う撥水性超分子組織体のラマンスペクトルを示す図The figure which shows the Raman spectrum of the water-repellent supramolecular structure | tissue accompanying light irradiation of Example 2. 実施例3の光照射後の撥水性超分子組織体のDSC示差走査熱量変化を示す図The figure which shows the DSC differential scanning calorie | heat amount change of the water-repellent supramolecular organization body after light irradiation of Example 3 実施例3の光照射後の撥水性超分子組織体の歪みと力との関係を示す図The figure which shows the relationship between the distortion of a water-repellent supramolecular organization body after light irradiation of Example 3, and force. 実施例3の光照射後の撥水性超分子組織体の硬度の分布を示す図The figure which shows distribution of the hardness of the water-repellent supramolecular structure | tissue after light irradiation of Example 3 実施例3の光照射後の撥水性超分子組織体の接着力の分布を示す図The figure which shows distribution of the adhesive force of the water-repellent supramolecular organization body after light irradiation of Example 3 実施例4の加熱前後の撥水性超分子組織体のSEM像を示す図The figure which shows the SEM image of the water-repellent supramolecular organization body before and behind the heating of Example 4 実施例4の加熱前後の撥水性超分子組織体の水との接触角の状態を示す図The figure which shows the state of the contact angle with the water of the water-repellent supramolecular organization body before and behind the heating of Example 4 実施例4の撥水性超分子組織体の水に対する接触角の加熱温度依存性を示す図The figure which shows the heating temperature dependence of the contact angle with respect to the water of the water-repellent supramolecular structure | tissue of Example 4. 比較例1の加熱前後の超分子組織体の水との接触角の状態を示す図The figure which shows the state of the contact angle with the water of the supramolecular organization body before and behind the heating of the comparative example 1 実施例5のクロロホルムへ浸漬前後の撥水性超分子組織体のSEM像を示す図The figure which shows the SEM image of the water-repellent supramolecular organization body before and behind being immersed in chloroform of Example 5. 実施例5の撥水性超分子組織体の水との接触角の各種有機溶媒依存性を示す図The figure which shows the various organic solvent dependence of the contact angle with water of the water-repellent supramolecular structure | tissue of Example 5 比較例2のクロロホルムへ浸漬前後の従来技術による超分子組織体のSEM像を示す図The figure which shows the SEM image of the supramolecular structure | tissue by the prior art before and behind being immersed in chloroform of the comparative example 2.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、同様の要素には同様の番号を付し、その説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same number is attached | subjected to the same element and the description is abbreviate | omitted.

図1は、本発明による撥水性超分子組織体(A)、フラーレン構造体(B)、および、二分子膜構造(C)の模式図を示す。   FIG. 1 shows a schematic diagram of a water-repellent supramolecular structure (A), a fullerene structure (B), and a bilayer structure (C) according to the present invention.

図1(A)は、本発明の撥水性超分子組織体100が基材110上に位置する様子を示しており、撥水性超分子組織体100は、層状の様態である。基材110は、Si、GaAs等の半導体基板、石英基板、ガラス基板、金属基板など任意の基材であり得る。基材110は、平板である必要はなく、表面に曲率あるいは凹凸を有していてもよい。このように、本発明の撥水性超分子組織体100が基材110上に位置すれば、取扱が簡便である。   FIG. 1A shows a state in which the water-repellent supramolecular structure 100 of the present invention is positioned on a substrate 110, and the water-repellent supramolecular structure 100 is in a layered form. The base material 110 may be any base material such as a semiconductor substrate such as Si or GaAs, a quartz substrate, a glass substrate, or a metal substrate. The base material 110 does not need to be a flat plate, and may have a curvature or unevenness on the surface. Thus, if the water-repellent supramolecular organization 100 of the present invention is located on the substrate 110, the handling is simple.

本発明の撥水性超分子組織体100は、図1(B)に模式的に示すフラーレン構造体120が層状に組織化されている。さらにフラーレン構造体120は、粒子状の形状を有し、その表面はフレーク構造である。この表面のフレーク構造によって、本発明の撥水性超分子組織体100は、撥水性を発現する。   In the water-repellent supramolecular tissue body 100 of the present invention, the fullerene structure 120 schematically shown in FIG. 1B is organized in a layered manner. Furthermore, the fullerene structure 120 has a particulate shape, and its surface has a flake structure. Due to the surface flake structure, the water-repellent supramolecular tissue body 100 of the present invention exhibits water repellency.

フラーレン構造体120は、図1(C)に模式的に示されるフラーレン誘導体130が組織化された二分子膜構造140からなる。なお、「フラーレン誘導体130が二分子膜構造140からなる」とは、フラーレン構造体120が、二分子膜構造140を基礎構造として構成されていることを意味する。二分子膜構造140におけるフラーレン誘導体130は、それぞれ互いに、重合(150、160)されている。これにより、本発明の撥水性超分子組織体100は強度に優れる。詳細には、本発明の撥水性超分子組織体100は、フラーレン誘導体130のフラーレン部位のπ−π相互作用による集合力、および、アルキル鎖の疎水性相互作用およびファンデルワールス力による集合力に加えて、フラーレン誘導体130それぞれの重合(150、160)による結合力を有するため、例えば、特許文献2に記載の超分子組織体の強度よりも高い強度を有する。   The fullerene structure 120 has a bilayer structure 140 in which fullerene derivatives 130 schematically shown in FIG. 1C are organized. Note that “the fullerene derivative 130 is composed of the bilayer structure 140” means that the fullerene structure 120 is configured with the bilayer structure 140 as a basic structure. The fullerene derivatives 130 in the bimolecular film structure 140 are polymerized (150, 160) with each other. Thereby, the water-repellent supramolecular structure 100 of the present invention is excellent in strength. In detail, the water-repellent supramolecular structure 100 of the present invention has a collective force due to the π-π interaction of the fullerene site of the fullerene derivative 130 and a collective force due to the hydrophobic interaction and van der Waals force of the alkyl chain. In addition, since the fullerene derivative 130 has bonding strength due to polymerization (150, 160), the fullerene derivative 130 has strength higher than that of the supramolecular structure described in Patent Document 2, for example.

上述のフラーレン誘導体130のそれぞれの重合は、具体的には、フラーレン誘導体130がそれぞれ有するフラーレン部位が互いに重合されており(150)、フラーレン誘導体130がそれぞれ有するアルキル鎖が互いに重合されている(160)。なお、本明細書において「重合されている」とは、ラジカル重合によるポリマー化またはダイマー化、カチオン重合によるポリマー化に代表される付加重合を意図するが、必ずしも、重合度が高くある必要はなく、一部ポリマー化/ダイマー化がされていなくてもよい。   Specifically, in the polymerization of the fullerene derivative 130 described above, the fullerene sites of the fullerene derivative 130 are polymerized with each other (150), and the alkyl chains of the fullerene derivative 130 are polymerized with each other (160). ). In the present specification, “polymerized” means addition polymerization represented by polymerization or dimerization by radical polymerization or polymerization by cationic polymerization, but the degree of polymerization is not necessarily high. , It may not be partially polymerized / dimerized.

次に、本発明の撥水性超分子組織体100を、一般式を用いてさらに詳述する。   Next, the water-repellent supramolecular structure 100 of the present invention will be described in more detail using a general formula.

本発明の撥水性超分子組織体100は、フラーレン誘導体130から構成される。フラーレン誘導体130は、次式(1)で示され、次式(2)で示されるフラーレン部位Aと、フラーレン部位Aに結合したベンゼン環の3,4,5位それぞれに結合したアルキル鎖Rとを含む。式(2)において、(Fu)はフラーレンを、Xは水素原子またはメチル基を示し、フラーレン部位Aの含窒素5員環にベンゼン環が結合している。   The water-repellent supramolecular organization 100 of the present invention is composed of a fullerene derivative 130. The fullerene derivative 130 is represented by the following formula (1), the fullerene site A represented by the following formula (2), and the alkyl chain R bonded to each of the 3, 4 and 5 positions of the benzene ring bonded to the fullerene site A: including. In formula (2), (Fu) represents fullerene, X represents a hydrogen atom or a methyl group, and a benzene ring is bonded to the nitrogen-containing 5-membered ring of the fullerene moiety A.

式(1)において、アルキル鎖Rのそれぞれは、重合効率および撥水性の観点から、少なくとも20個の炭素原子を含むアルキル鎖である。さらに、アルキル鎖Rのそれぞれは、重合性官能基を介して重合している。重合効率および重合後の二分子膜構造140の構造維持の観点から、重合性官能基はアルキル鎖Rそれぞれの同位置に位置すること、および、そのような重合性官能基を有するアルキル鎖Rはそれぞれ同一であることが望ましい。   In formula (1), each of the alkyl chains R is an alkyl chain containing at least 20 carbon atoms from the viewpoint of polymerization efficiency and water repellency. Further, each alkyl chain R is polymerized via a polymerizable functional group. From the viewpoint of polymerization efficiency and maintaining the structure of the bilayer structure 140 after polymerization, the polymerizable functional group is located at the same position of each alkyl chain R, and the alkyl chain R having such a polymerizable functional group is It is desirable that each be the same.

重合性官能基は、例えば、ジアセチレン基、エポキシ基、オレフィン基であるが、これらに限定されない。好ましくは、アルキル鎖Rは、重合性官能基としてジアセチレン基を有する。これは、アルキル鎖Rそれぞれにおけるジアセチレン基の位置が同位置であれば、アルキル鎖Rの中間であっても、末端であっても、フラーレン誘導体130および二分子膜構造140の構造を損なうことなく、重合が達成できるためである。なお、図1(C)は、アルキル鎖Rが、重合性官能基としてジアセチレン基を中間に有し、アルキル鎖R間で重合している様子を示す。   Examples of the polymerizable functional group include, but are not limited to, a diacetylene group, an epoxy group, and an olefin group. Preferably, the alkyl chain R has a diacetylene group as the polymerizable functional group. This is because if the position of the diacetylene group in each of the alkyl chains R is the same position, the structure of the fullerene derivative 130 and the bilayer structure 140 may be impaired, whether in the middle or at the end of the alkyl chain R. This is because the polymerization can be achieved. FIG. 1C shows a state in which the alkyl chain R has a diacetylene group in the middle as a polymerizable functional group and is polymerized between the alkyl chains R.

このようなジアセチレン基を有するアルキル鎖Rそれぞれは、具体的には、−O(CHC≡C−C≡C(CH13CH、−(CHC≡C−C≡C(CH13CHまたは−S(CHC≡C−C≡C(CH13CHである。これらは、重合効率および撥水性の観点から十分な数の炭素原子を含んでいるとともに、同様の特性を有している。また、これらのアルキル鎖Rであれば、フラーレン誘導体130および二分子膜構造140の構造を損なうことなく、重合が達成できる。本発明では、例えば、ジアセチレン基の重合は、図1(C)に模式的に示すように、アルキル鎖R間で共役が結ばれることによって達成される。また、ジアセチレン基の不飽和結合(三重−三重結合)が必ずしも飽和結合になるのではなく、例えば、三重−三重結合の二重−三重結合への変化を含むものであり、必ずしも高い重合度を有しないことに留意されたい。 Specifically, each of the alkyl chains R having such a diacetylene group is represented by —O (CH 2 ) 9 C≡C—C≡C (CH 2 ) 13 CH 3 , — (CH 2 ) 9 C≡C —C≡C (CH 2 ) 13 CH 3 or —S (CH 2 ) 9 C≡C—C≡C (CH 2 ) 13 CH 3 . These contain a sufficient number of carbon atoms from the viewpoint of polymerization efficiency and water repellency, and have similar characteristics. Further, with these alkyl chains R, polymerization can be achieved without impairing the structures of the fullerene derivative 130 and the bilayer structure 140. In the present invention, for example, polymerization of a diacetylene group is achieved by conjugation between alkyl chains R as schematically shown in FIG. In addition, the unsaturated bond (triple-triple bond) of the diacetylene group does not necessarily become a saturated bond, but includes, for example, a change from a triple-triple bond to a double-triple bond, and necessarily has a high degree of polymerization. Note that it does not have

一方、アルキル鎖Rが、重合性官能基としてエポキシ基またはオレフィン基を有する場合には、フラーレン誘導体130および二分子膜構造140の構造を維持するために、エポキシ基またはオレフィン基の位置は、好ましくは、アルキル鎖Rの末端である。   On the other hand, when the alkyl chain R has an epoxy group or an olefin group as the polymerizable functional group, the position of the epoxy group or the olefin group is preferably used in order to maintain the structures of the fullerene derivative 130 and the bilayer structure 140. Is the end of the alkyl chain R.

アルキル鎖Rが含有する重合性官能基を1つとして説明してきたがこれに限定されない。上述の条件を満たしていれば、アルキル鎖Rのそれぞれが、複数の重合性官能基、または、組み合わせた重合性官能基を有していてもよい。しかしながら、アルキル鎖Rの不飽和度が高くなることにより、フラーレン誘導体130および二分子膜構造140の構造の維持が困難になるとともに、重合効率が低下する恐れがあるため、アルキル鎖Rは、それぞれ、1つの重合性官能基を有すれば十分である。   Although the polymerizable functional group contained in the alkyl chain R has been described as one, it is not limited to this. As long as the above conditions are satisfied, each of the alkyl chains R may have a plurality of polymerizable functional groups or a combined polymerizable functional group. However, since the degree of unsaturation of the alkyl chain R is increased, it becomes difficult to maintain the fullerene derivative 130 and the bilayer structure 140 and the polymerization efficiency may be reduced. It is sufficient to have one polymerizable functional group.

フラーレン誘導体130のフラーレン部位Aのフラーレンは、C60、C70、C76、および、C84からなる群から選択される。これらのフラーレンは類似の性質を有しているとともに、工業的に生産されており容易に入手できる。中でもC60は、安価であるとともに取扱が簡便であるために有利である。上述したように、フラーレン部位Aのフラーレンは互いに重合している(150)。詳細には、二分子膜構造140において隣接するフラーレン部位Aのフラーレンが互いに重合する。図1(C)では、一部重合していないフラーレンを含むものの、フラーレンが互いに重合している様子を示す。 The fullerene in the fullerene part A of the fullerene derivative 130 is selected from the group consisting of C 60 , C 70 , C 76 , and C 84 . These fullerenes have similar properties and are produced industrially and are readily available. Of these C 60 is advantageous for handling as well as a low cost is simple. As described above, fullerenes at fullerene site A are polymerized to each other (150). Specifically, fullerenes in adjacent fullerene sites A in the bilayer structure 140 are polymerized with each other. FIG. 1C shows a state in which fullerenes are polymerized with each other although fullerenes that are not partially polymerized are included.

このように、本発明の撥水性超分子組織体100は、フラーレン誘導体130それぞれのフラーレン部位Aが互いに重合し、かつ、フラーレン誘導体130それぞれのアルキル鎖Rが互いに重合している(ダブルクロスリンクとも呼ぶ)。このような構造をとることにより、既存の超分子組織体の撥水性を維持しつつ、既存の超分子組織体よりも高い強度を達成することができる。さらに、本発明の撥水性超分子組織体100は、著しく向上した温度耐性、各種有機溶媒、pH等の耐環境特性を有することが分かった。これにより、本発明の撥水性超分子組織体100の使用環境への制限がなくなり、実用化を促進できるとともに、用途拡大が大いに期待できる。   Thus, in the water-repellent supramolecular structure 100 of the present invention, the fullerene sites A of the fullerene derivatives 130 are polymerized with each other, and the alkyl chains R of the fullerene derivatives 130 are polymerized with each other (also referred to as a double crosslink). Call). By adopting such a structure, it is possible to achieve higher strength than the existing supramolecular organization while maintaining the water repellency of the existing supramolecular organization. Furthermore, it was found that the water-repellent supramolecular structure 100 of the present invention has significantly improved temperature resistance, various organic solvents, and environmental resistance characteristics such as pH. Thereby, there is no restriction on the use environment of the water-repellent supramolecular tissue body 100 of the present invention, the practical application can be promoted, and the use expansion can be greatly expected.

上述したように、本発明の撥水性超分子組織体100におけるフラーレン部位Aおよびアルキル鎖Rは、必ずしも完全に重合されている必要はないが、当然のことながら、重合度が高いほど、強度が高くなる。また、重合度が高いほど、温度耐性等の耐環境特性も向上し得る。したがって、用途に応じて異なる重合度の撥水性超分子組織体を適宜選択することが望ましい。なお、本明細書において、「完全に重合されている」とは、重合がこれ以上進まない安定な状態を意図し、必ずしも重合度が高いとは限らないことに留意されたい。   As described above, the fullerene site A and the alkyl chain R in the water-repellent supramolecular tissue body 100 of the present invention do not necessarily need to be completely polymerized, but naturally, the higher the degree of polymerization, the higher the strength. Get higher. Moreover, environmental resistance characteristics, such as temperature tolerance, can also improve, so that a polymerization degree is high. Accordingly, it is desirable to appropriately select a water-repellent supramolecular tissue having a different degree of polymerization depending on the application. In the present specification, “completely polymerized” means a stable state in which polymerization does not proceed any further, and it should be noted that the degree of polymerization is not necessarily high.

次に、本発明の撥水性超分子組織体100の例示的な製造方法を説明する。   Next, an exemplary method for producing the water-repellent supramolecular tissue body 100 of the present invention will be described.

図2は、本発明の撥水性超分子組織体100の製造ステップを示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing manufacturing steps of the water-repellent supramolecular organization 100 of the present invention.

図3は、本発明の光照射による変化を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing changes due to light irradiation of the present invention.

ステップS210:フラーレン誘導体130(図1)と所定の溶媒との混合物を加熱する。これにより、フラーレン誘導体130が組織化された二分子膜構造310からなるフラーレン構造体(図示せず)が析出する。フラーレン誘導体130は図1を参照して説明したフラーレン誘導体と同様であるため、説明を省略する。また、ここでは、フラーレン誘導体130は、重合されていないことに留意されたい。所定の溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)およびメタノールである。好ましくは、THFとメタノールとの混合比率は、3:2(体積%比率)である。この混合比率であれば、歩留まりよく、フラーレン構造体を製造できる。   Step S210: A mixture of fullerene derivative 130 (FIG. 1) and a predetermined solvent is heated. As a result, a fullerene structure (not shown) composed of the bilayer structure 310 in which the fullerene derivative 130 is organized is deposited. The fullerene derivative 130 is the same as the fullerene derivative described with reference to FIG. It should be noted here that the fullerene derivative 130 is not polymerized. The given solvent is tetrahydrofuran (THF) and methanol. Preferably, the mixing ratio of THF and methanol is 3: 2 (volume% ratio). With this mixing ratio, a fullerene structure can be produced with good yield.

混合物の加熱は、40℃〜60℃の温度範囲で行われる。加熱時間は、溶媒の蒸発による組成変動を考慮すれば、15分〜30分の短時間で行うことが好ましい。このような加熱により、混合物中に二分子膜構造310からなるフラーレン構造体が析出物として生じる。このような析出物は目視にて確認できる。   The mixture is heated in a temperature range of 40 ° C to 60 ° C. The heating time is preferably 15 minutes to 30 minutes considering the composition variation due to evaporation of the solvent. By such heating, a fullerene structure composed of the bilayer structure 310 is generated as a precipitate in the mixture. Such precipitates can be visually confirmed.

ステップS220:ステップS210で得られたフラーレン構造体を含む混合物を冷却・保持する。これにより、二分子膜構造310からなるフラーレン構造体が安定化する。冷却・保持は、−10℃〜−90℃の温度範囲で12時間〜24時間行われる。温度範囲は、THFおよびメタノールの凝固点(−98℃〜−108℃)を考慮すれば、−10℃〜−20℃の温度範囲で十分である。   Step S220: The mixture containing the fullerene structure obtained in Step S210 is cooled and held. As a result, the fullerene structure composed of the bilayer structure 310 is stabilized. Cooling and holding are performed in a temperature range of −10 ° C. to −90 ° C. for 12 hours to 24 hours. Considering the freezing point of THF and methanol (-98 ° C to -108 ° C), a temperature range of -10 ° C to -20 ° C is sufficient.

ステップS230:ステップS220で得られたフラーレン構造体を層状化する。これにより、フラーレン構造体からなる撥水性超分子組織体を得る。ただし、ここでもやはり、撥水性超分子組織体を構成するフラーレン誘導体130は重合されていない。   Step S230: The fullerene structure obtained in step S220 is layered. As a result, a water-repellent supramolecular organization comprising a fullerene structure is obtained. However, again, the fullerene derivative 130 constituting the water-repellent supramolecular organization is not polymerized.

層状化は、例えば、フラーレン構造体を水面上に展開し、空気と水との界面にフラーレン構造体からなる層を形成し、形成された層を基材110(図1)に移し取るLB法(Langmuir−Blodgett法)によって行われる。LB法は、均一かつ良質な層が得られるため好ましいが、この方法に限定されない。例えば、フラーレン構造体を含有する溶液に基材110を浸漬させる浸漬法、基材110上にフラーレン構造体を含有する溶液を滴下する滴下法、回転する基材110上にフラーレン構造体を含有する溶液を滴下するスピンコート法を採用してもよい。また、ステップS240は、要求される厚さに応じて、複数回行ってもよい。   The stratification is performed by, for example, an LB method in which a fullerene structure is developed on the water surface, a layer made of the fullerene structure is formed at the interface between air and water, and the formed layer is transferred to the substrate 110 (FIG. 1). (Langmuir-Blodgett method). The LB method is preferable because a uniform and high-quality layer can be obtained, but is not limited to this method. For example, a dipping method in which the substrate 110 is immersed in a solution containing the fullerene structure, a dropping method in which a solution containing the fullerene structure is dropped on the substrate 110, and a fullerene structure is contained on the rotating substrate 110. You may employ | adopt the spin coat method which dripping a solution. Further, step S240 may be performed a plurality of times depending on the required thickness.

このような層状化は、通常、基材110上で行われ、基材110には、半導体基板、石英基板、ガラス基板、金属基板など任意の基材が適用可能であるとともに、基材110は平板である必要はなく、表面に曲率あるいは凹凸を有していてもよい。本発明の撥水性超分子組織体100を、用途に応じた形状の基材110に形成できるので、実用化に有利である。   Such layering is usually performed on the base material 110. As the base material 110, any base material such as a semiconductor substrate, a quartz substrate, a glass substrate, and a metal substrate can be applied. It does not need to be a flat plate, and may have a curvature or unevenness on the surface. Since the water-repellent supramolecular tissue body 100 of the present invention can be formed on the substrate 110 having a shape corresponding to the application, it is advantageous for practical use.

ステップS240:ステップS230で得られた撥水性超分子組織体に光を照射する。これにより、撥水性超分子組織体は、二分子膜構造310が重合した二分子膜構造140(図1、図3)からなるフラーレン構造体120(図1)を有する。すなわち、二分子膜構造310を構成するフラーレン誘導体130のフラーレン部位Aのそれぞれと、アルキル鎖Rのそれぞれとが互いに重合する。   Step S240: Light is applied to the water-repellent supramolecular tissue obtained in Step S230. Thereby, the water-repellent supramolecular organization has the fullerene structure 120 (FIG. 1) composed of the bilayer structure 140 (FIGS. 1 and 3) in which the bilayer structure 310 is polymerized. That is, each of the fullerene sites A of the fullerene derivative 130 constituting the bimolecular film structure 310 and each of the alkyl chains R are polymerized with each other.

光照射は、図1を参照して説明した重合性官能基の種類にもよるが、例えば、重合性官能基がジアセチレン基であれば、紫外線が好ましく、エポキシ基であれば可視光線が好ましい。   Although the light irradiation depends on the type of the polymerizable functional group described with reference to FIG. 1, for example, if the polymerizable functional group is a diacetylene group, ultraviolet rays are preferable, and if it is an epoxy group, visible light is preferable. .

また、光照射は、好ましくは、脱酸素雰囲気で行う。酸素を含有する雰囲気下において光照射すると、二分子膜構造を構成するフラーレン誘導体130のフラーレン部位Aの表面でエポキシ化が発生し、エポキサイドが生成する場合がある。このようなエポキサイドの生成は、最終的に得られる撥水性超分子組織体100の撥水性を低下させる場合がある。脱酸素雰囲気は、例えば、真空または窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気がある。   The light irradiation is preferably performed in a deoxygenated atmosphere. When light irradiation is performed in an atmosphere containing oxygen, epoxidation may occur on the surface of the fullerene site A of the fullerene derivative 130 constituting the bilayer structure, and epoxide may be generated. Such generation of epoxide may reduce the water repellency of the finally obtained water-repellent supramolecular structure 100. Examples of the deoxygenated atmosphere include a vacuum or an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.

図1を参照して上述したように、本発明の撥水性超分子組織体100のフラーレン部位Aおよびアルキル鎖Rは必ずしも完全に重合されている必要はないが、用途に応じて適宜重合度を制御できることが望ましい。例えば、光照射は、例示的には、150WのHgランプを用いて、室温にて行うことができるが、光照射の時間を変化させることによって、重合度を制御することができる。上記光照射の条件では、9時間照射を行うと、完全に重合され、これ以上光照射を行っても、重合度は変化しない。   As described above with reference to FIG. 1, the fullerene site A and the alkyl chain R of the water-repellent supramolecular tissue body 100 of the present invention do not necessarily need to be completely polymerized. It is desirable to be able to control. For example, light irradiation can be performed, for example, at room temperature using a 150 W Hg lamp, but the degree of polymerization can be controlled by changing the time of light irradiation. Under the above-mentioned conditions of light irradiation, when it is irradiated for 9 hours, it is completely polymerized, and the degree of polymerization does not change even if light irradiation is further performed.

所望の重合度を有するフラーレン構造体が得られたか否かは、例えば、フーリエ変換赤外分光法(FT−IR)、紫外可視分光法(UV−vis)およびラマン分光法のスペクトルにより判定できる。例えば、フラーレン誘導体130のアルキル鎖Rがジアセチレン基を有する場合、FT−IRスペクトルを見れば、ポリジアセチレンにおけるC≡C結合を示すバンドの出現およびその強度の変化から完全に重合されたか否かが分かる。また、UV−visスペクトルまたはラマンスペクトルを見れば、フラーレンを示すバンドの強度の低下から重合度の程度を知ることができる。   Whether or not a fullerene structure having a desired degree of polymerization has been obtained can be determined by, for example, spectra of Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), and Raman spectroscopy. For example, when the alkyl chain R of the fullerene derivative 130 has a diacetylene group, the FT-IR spectrum shows whether the polymer is completely polymerized from the appearance of a band showing C≡C bond in polydiacetylene and the change in its intensity. I understand. Further, from the UV-vis spectrum or Raman spectrum, the degree of polymerization can be determined from the decrease in the intensity of the band indicating fullerene.

このようにステップS210〜S240によって、本発明の撥水性超分子組織体100が得られる。   As described above, the water-repellent supramolecular tissue body 100 of the present invention is obtained through steps S210 to S240.

図4は、本発明の撥水性超分子組織体100の別の製造ステップを示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing another manufacturing step of the water-repellent supramolecular organization 100 of the present invention.

図4は、図2の製造方法においてステップS230とS240とを逆に行う以外同様である。   FIG. 4 is the same as the manufacturing method of FIG. 2 except that steps S230 and S240 are reversed.

ステップS410:フラーレン誘導体130(図1)と所定の溶媒との混合物を加熱し、フラーレン構造体を析出させる。   Step S410: A mixture of the fullerene derivative 130 (FIG. 1) and a predetermined solvent is heated to precipitate a fullerene structure.

ステップS420:ステップS410で得られたフラーレン構造体を冷却・保持し、安定化させる。   Step S420: The fullerene structure obtained in Step S410 is cooled, held, and stabilized.

ステップS430:ステップS420で得られたフラーレン構造体に光を照射する。なお、この場合、ステップS420で得られたフラーレン構造体をろ過し、固体粉末として取扱えばよい。   Step S430: Light is irradiated to the fullerene structure obtained in Step S420. In this case, the fullerene structure obtained in step S420 may be filtered and handled as a solid powder.

ステップS440:ステップS430で得られたフラーレン構造体を層状化する。   Step S440: The fullerene structure obtained in step S430 is layered.

ステップS410およびS420は、それぞれ、ステップS210およびS220と同様であり、ステップS430は、フラーレン構造体が層状化されていない点を除いてステップS240と同様であり、ステップS440は、フラーレン構造体が重合されている点を除いてステップS230と同様であるため説明を省略する。   Steps S410 and S420 are the same as steps S210 and S220, respectively, step S430 is the same as step S240 except that the fullerene structure is not layered, and step S440 is a polymerization of the fullerene structure. Except for this point, it is the same as step S230, and thus the description thereof is omitted.

このように、本発明の製造方法によれば、フラーレン構造体への光照射、すなわち、フラーレン構造体中のフラーレン誘導体130の重合は、層状化の前であってもよいし、層状化の後であってもよく、順番は問わない。本発明の製造方法は、特定の混合物の加熱およびフラーレン構造体の析出ステップ、フラーレン構造体の冷却・保持・安定化ステップ、フラーレン構造体の層状化ステップ、および、フラーレン構造体への光照射ステップを包含していればよい。   Thus, according to the production method of the present invention, the light irradiation to the fullerene structure, that is, the polymerization of the fullerene derivative 130 in the fullerene structure may be before layering or after layering. It does not matter the order. The production method of the present invention includes a heating step for a specific mixture and a precipitation step for a fullerene structure, a cooling / holding / stabilization step for the fullerene structure, a layering step for the fullerene structure, and a light irradiation step for the fullerene structure. Need only be included.

なお、図2のステップS220の後およびステップS230の前、および、図4のステップS420の後およびステップS430の前に、フラーレン構造体を含む混合物にフラーレン誘導体130に対する貧溶媒を添加するステップをさらに包含してもよい。これにより、二分子膜構造310(図3)からなるフラーレン構造体を、室温においても効果的に安定化させることができる。貧溶媒は、例えば、メタノールである。   In addition, after step S220 in FIG. 2 and before step S230, and after step S420 in FIG. 4 and before step S430, a step of adding a poor solvent for fullerene derivative 130 to the mixture containing the fullerene structure is further added. It may be included. As a result, the fullerene structure composed of the bimolecular film structure 310 (FIG. 3) can be effectively stabilized even at room temperature. The poor solvent is, for example, methanol.

次に具体的な実施例を用いて本発明を詳述するが、本発明がこれら実施例に限定されないことに留意されたい。   The present invention will now be described in detail using specific examples, but it should be noted that the present invention is not limited to these examples.

<参考例1>
参考例1では、本発明で用いるフラーレン誘導体(i)、それを組織化したフラーレン構造体(ii)、および、それを層状化した撥水性超分子組織体(iii)を合成し、フラーレン誘導体が重合される前の各種の特性について調べた。
<Reference Example 1>
In Reference Example 1, a fullerene derivative (i) used in the present invention, a fullerene structure (ii) obtained by organizing the fullerene derivative, and a water-repellent supermolecular structure (iii) obtained by layering the fullerene derivative (i) were synthesized. Various characteristics before polymerization were investigated.

本発明のフラーレン誘導体として、上式(1)においてアルキル鎖Rが、−O(CHC≡C−C≡C(CH13CHであり、上式(2)において(Fu)がC60であり、XがCHである、フラーレン誘導体1を合成した。次いで、合成したフラーレン誘導体1を二分子膜構造に組織化し、これを基礎構造としたフラーレン構造体、および、フラーレン構造体からなる撥水性超分子組織体を合成した。まず、本発明で用いられるフラーレン誘導体1の合成手順を詳述する。
(i)フラーレン誘導体1の合成
As the fullerene derivative of the present invention, the alkyl chain R in the above formula (1) is —O (CH 2 ) 9 C≡C—C≡C (CH 2 ) 13 CH 3 , and in the above formula (2) (Fu ) Was C 60 and X was CH 3 to synthesize fullerene derivative 1. Subsequently, the synthesized fullerene derivative 1 was organized into a bilayer structure, and a fullerene structure having this as a basic structure and a water-repellent supramolecular organization composed of the fullerene structure were synthesized. First, the synthesis procedure of the fullerene derivative 1 used in the present invention will be described in detail.
(I) Synthesis of fullerene derivative 1

フラーレン誘導体1の合成手順をスキーム1に示す。   A synthesis procedure of fullerene derivative 1 is shown in Scheme 1.

フラーレン誘導体1は、1−ヘキサデシンAから出発し、B、C、DおよびEを経て得られる。これらを詳述する。   Fullerene derivative 1 is obtained starting from 1-hexadecin A and via B, C, D and E. These will be described in detail.

ステップa:N−ブロモこはく酸イミド(8.9g、50.0mmol)と、1−ヘキサデシンA(8.88g、20.0mmol)と、AgNO(800mg、4.7mmol)と、アセトン(80mL)とを、室温で2時間混合・攪拌し、白い懸濁液をろ過した。ろ液を減圧下で濃縮した。残渣を溶離剤としてn−ヘキサンを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィにより精製し、無色のオイル状の生成物Bを得た。核磁気共鳴(NMR分光法)を用いて生成物Bを同定した。用いた装置は、Bruker DMX400であった。同定結果を示す。同定結果から生成物Bは、ブロムアルキンであることが分かった。 Step a: N-bromosuccinimide (8.9 g, 50.0 mmol), 1-hexadecin A (8.88 g, 20.0 mmol), AgNO 3 (800 mg, 4.7 mmol), and acetone (80 mL) Were mixed and stirred at room temperature for 2 hours, and the white suspension was filtered. The filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography using n-hexane as an eluent to obtain a colorless oily product B. Product B was identified using nuclear magnetic resonance (NMR spectroscopy). The equipment used was a Bruker DMX400. An identification result is shown. The identification result showed that product B was bromoalkyne.

H NMR(400MHz、CDCl):δ2.20(t,2H,J=7.2Hz)、1.62−1.15(m,24H)、0.90(t,3H)
ステップb:塩酸ヒドロキシルアミン(0.5g)および塩化第一銅(0.25g)を、アルゴン雰囲気中、10−ウンデシン−1−オール(10.0mmol)と、70%エチルアミン水溶液(5.0mL)と、メタノール(20.0mL)と、テトラヒドロフラン(THF)(80.0mL)との混合溶液に添加し、混合物を10分間攪拌し、Cadiot−Chodkiewiczカップリングを行った。次いで、ステップaで得られた生成物B(3.01g、10.0mmol)を加え、30分間攪拌した。これらの混合溶液の色が青色に変化した際に、さらに微量の塩化ヒドロキシルアミンを加えた。室温にて3時間攪拌し、反応させた。
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 2.20 (t, 2H, J = 7.2 Hz), 1.62-1.15 (m, 24H), 0.90 (t, 3H)
Step b: Hydroxylamine hydrochloride (0.5 g) and cuprous chloride (0.25 g) in an argon atmosphere with 10-undecin-1-ol (10.0 mmol) and 70% aqueous ethylamine solution (5.0 mL) And methanol (20.0 mL) and tetrahydrofuran (THF) (80.0 mL) were added, and the mixture was stirred for 10 minutes to perform Cadiot-Chodkiewicz coupling. Next, the product B (3.01 g, 10.0 mmol) obtained in step a was added and stirred for 30 minutes. When the color of these mixed solutions changed to blue, a trace amount of hydroxylamine chloride was further added. The reaction was allowed to stir at room temperature for 3 hours.

次いで、混合溶液を水300mLで希釈し、CHClを用いて抽出した。抽出された生成物は有機相と化合しているため、飽和NaCOおよび水を用いて洗浄し、硫酸ソーダを用いて乾燥させた。溶媒を減圧留去させ、アセトンおよびエタノールから再結晶化を数回行って、無色固体の生成物C(1.98g、5.1mmol、71%)を得た。NMR分光法を用いて生成物Cを同定した。同定結果を示す。同定結果から生成物Cは、水酸基で終端されたジアセチレン化合物であることが分かった。 Next, the mixed solution was diluted with 300 mL of water and extracted with CH 2 Cl 2 . Since the extracted product was combined with the organic phase, it was washed with saturated Na 2 CO 3 and water and dried with sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and recrystallization was performed several times from acetone and ethanol to obtain a product C (1.98 g, 5.1 mmol, 71%) as a colorless solid. Product C was identified using NMR spectroscopy. An identification result is shown. The identification result showed that the product C was a diacetylene compound terminated with a hydroxyl group.

H NMR(400MHz、CDCl):δ3.60−3.66(m,2H,−O−CH)、2.23(t,4H,J=7.2Hz,−CH−t−t−CH−)、1.59−1.46(m,6H)、1.41−1.22(m,34H)、0.89(t,3H,J=6.1Hz,−CH
ステップc:PPh(8.9g、50.0mmol)およびCBr(800mg、2.2mmol)を、アルゴン雰囲気中、生成物C(2.0g、20.0mmol)と脱水THF(40mL)との混合溶液に加え、室温で30分間攪拌し反応させた。次いで、混合溶液を減圧下で濃縮した。残渣を溶離剤としてn−ヘキサンを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィにより精製し、無色のオイル状の生成物D(11.04g、90%)を得た。NMR分光法を用いて、生成物Dを同定した。同定結果を示す。同定結果から生成物Dは、臭素で終端された生成物Cの誘導体であることが分かった。
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 3.60-3.66 (m, 2H, —O—CH 2 ), 2.23 (t, 4H, J = 7.2 Hz, —CH 2 -t-t -CH 2 -), 1.59-1.46 (m , 6H), 1.41-1.22 (m, 34H), 0.89 (t, 3H, J = 6.1Hz, -CH 3)
Step c: PPh 3 (8.9 g, 50.0 mmol) and CBr 4 (800 mg, 2.2 mmol) were added between product C (2.0 g, 20.0 mmol) and dehydrated THF (40 mL) in an argon atmosphere. In addition to the mixed solution, the reaction was allowed to stir at room temperature for 30 minutes. The mixed solution was then concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography using n-hexane as an eluent to obtain a colorless oily product D (11.04 g, 90%). The product D was identified using NMR spectroscopy. An identification result is shown. The identification result showed that product D was a derivative of product C terminated with bromine.

H NMR(400MHz、CDCl):δ3.40(t,2H,J=6.8Hz,−CH−Br)、2.23(t,4H,J=6.8Hz,−CH−t−t−CH−)、1.80−1.88(m,2H,CHCHBr)、1.51−1.27(m,36H,CH)、0.88(t,3H,J=6.8Hz,CH−CH
ステップd:KCO(1.04g、7.5mmol)と、KI(25mg)と、3,4,5−トリヒドロキシベンズアルデヒド(430mg、2.5mmol)と、生成物D(4.52g、10mmol)と、脱水ジメチルホルムアミド(DMF)(60mL)との混合物を、アルゴン雰囲気中、16時間70℃で攪拌し、Williamsonエーテル合成を行った。反応した混合物を室温まで冷却し、混合物に水(200mL)を注ぎ、ジクロロメタン(200mL)を用いて2回抽出した。抽出された有機相を、硫酸ソーダを用いて乾燥させた。溶媒を減圧下で濃縮し、残渣を溶離剤としてジクロロメタン/メタノール(50/1)を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィにより精製し、白色固体の生成物E(2.1g、1.6mmol、64%)を得た。NMR分光法を用いて、生成物Eを同定した。同定結果を示す。同定結果から生成物Eは、前駆体ベンズアルデヒドであることが分かった。
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 3.40 (t, 2H, J = 6.8 Hz, —CH 2 —Br), 2.23 (t, 4H, J = 6.8 Hz, —CH 2 —t) -t-CH 2 -), 1.80-1.88 (m, 2H, CH 2 CH 2 Br), 1.51-1.27 (m, 36H, CH 2), 0.88 (t, 3H , J = 6.8 Hz, CH 3 —CH 2 )
Step d: K 2 CO 3 (1.04g , 7.5mmol) and, and KI (25 mg), and 3,4,5-hydroxybenzaldehyde (430 mg, 2.5 mmol), the product D (4.52 g, 10 mmol) and dehydrated dimethylformamide (DMF) (60 mL) were stirred in an argon atmosphere for 16 hours at 70 ° C. to perform Williamson ether synthesis. The reacted mixture was cooled to room temperature, poured into water (200 mL), and extracted twice with dichloromethane (200 mL). The extracted organic phase was dried using sodium sulfate. The solvent was concentrated under reduced pressure and the residue was purified by silica gel column chromatography using dichloromethane / methanol (50/1) as eluent to give white solid product E (2.1 g, 1.6 mmol, 64%). Obtained. Product E was identified using NMR spectroscopy. An identification result is shown. The identification result showed that product E was a precursor benzaldehyde.

H NMR(400MHz、CDCl):δ9.83(s,1H)、7.08(s,2H)、4.06(t,2H,J=6.6Hz)、4.03(t,4H,J=6.4Hz)、2.20(t,12H,J=6.4Hz、−CH−t−t−CH−)、1.87−1.70(m,6H)、1.47−1.26(m,108H)、0.88(t,9H,J=6.8Hz)
ステップe:Prato法を採用し、生成物E(600mg、0.47mmol)と、N−メチルグリシン(445mg、5.0mmol)と、C60(504mg、0.7mmol)と、脱水クロロベンゼン(500mL)との混合物を、アルゴン雰囲気中、20時間130℃で加熱し、反応させた。冷却後、溶媒を減圧留去させた。残渣を溶離剤としてクロロホルムを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィにより粗精製した。粗生成物をゲル浸透クロマトグラフィ(Bio−beads S−X3、トルエン)により精製し、クロロホルム/メタノールから再結晶し、茶色の固体の生成物(398mg、0.18mmol、38%)を合成した。
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 9.83 (s, 1H), 7.08 (s, 2H), 4.06 (t, 2H, J = 6.6 Hz), 4.03 (t, 4H) , J = 6.4Hz), 2.20 ( t, 12H, J = 6.4Hz, -CH 2 -t-t-CH 2 -), 1.87-1.70 (m, 6H), 1. 47-1.26 (m, 108H), 0.88 (t, 9H, J = 6.8 Hz)
Step e: Adopting the Prato method, product E (600 mg, 0.47 mmol), N-methylglycine (445 mg, 5.0 mmol), C 60 (504 mg, 0.7 mmol) and dehydrated chlorobenzene (500 mL) The mixture was heated and reacted at 130 ° C. for 20 hours in an argon atmosphere. After cooling, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was roughly purified by silica gel column chromatography using chloroform as an eluent. The crude product was purified by gel permeation chromatography (Bio-beads S-X3, toluene) and recrystallized from chloroform / methanol to synthesize a brown solid product (398 mg, 0.18 mmol, 38%).

NMR分光法に加えて、フーリエ変換赤外分光法(FT−IR)、マトリクス支援レーザ脱離イオン化飛行時間型質量分析法(MALDI−TOF−MS)および紫外可視分光法により、生成物を同定した。FT−IRスペクトルの測定は、Bruker EQUINOX 55/S分光光度計によりKBrペレットを用いて行った。MALDI−TOF−MSスペクトルの測定は、Bruker Reflex II(マトリクス:2−(4−ヒドロキシフェニルアゾ)安息香酸)を用い、反射モードで行った。UV−visスペクトルの測定は、Varian Cary 50 Conc分光光度計を用いて行った。同定結果を示す。同定結果から生成物は、目的とするフラーレン誘導体1であることが分かった。   In addition to NMR spectroscopy, products were identified by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF-MS) and UV-visible spectroscopy . The FT-IR spectrum was measured with a Bruker EQINOX 55 / S spectrophotometer using KBr pellets. The MALDI-TOF-MS spectrum was measured in a reflection mode using Bruker Reflex II (matrix: 2- (4-hydroxyphenylazo) benzoic acid). The UV-vis spectrum was measured using a Varian Cary 50 Conc spectrophotometer. An identification result is shown. From the identification result, it was found that the product was the target fullerene derivative 1.

H NMR(400MHz、CDCl):δ7.26−6.68(br,2H)、4.97(d,1H,J=9.6Hz)、4.81(s,1H)、4.25(d,1H,J=9.6Hz)、4.02−3.92(m,6H)、2.85(s,3H)、2.27−2.18(m,12H)、1.75−1.65(m,6H)、1.55−1.20(m,108H)、0.88(t,9H,J=6.8Hz)
13C NMR(100MHz、CDCl):δ156.0、154.0、153.8、153.4、153.1、147.2、147.0、146.4、146.1、146.0、145.9、145.7、154.4、145.2、144.6、144.3、143.1、143.0、142.5、142.1、142.1、142.0、141.8、141.6、141.5、140.1、140.0、139.6、138.3、136.5、136.1、135.7、131.8、83.6、73.1、70.0、69.2、68.9、65.3、40.0、31.9、30.2、29.6、29.4、29.3、29.1、28.8、28.3、25.9、22.6、19.2、14.1
FT−IR(cm−1):2924.0、2852.4、2776.7、2256.3、1587.4、1116.4
MALDI−TOF−MS:C150149NOの計算値2013.75、測定値2013.45[M
UV−vis(n−ヘキサン、0.5×10−5M):λmax(ε、M−1cm−1)=210(178820)、254(129676)、313(43120)、430(4254)
(ii)フラーレン誘導体1を組織化した二分子膜構造からなるフラーレン構造体の合成
フラーレン誘導体1(2.0mg、1μmol)と、テトラヒドロフランTHFと、メタノールとの混合物を50℃で15分加熱した(図2のステップS210および図4のステップS410)。ここで、THFとメタノールとの混合割合は、体積%で3:2であり、合計1mLであった。
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 7.26-6.68 (br, 2H), 4.97 (d, 1H, J = 9.6 Hz), 4.81 (s, 1H), 4.25 (D, 1H, J = 9.6 Hz), 4.02-3.92 (m, 6H), 2.85 (s, 3H), 2.27-2.18 (m, 12H), 1.75 -1.65 (m, 6H), 1.55-1.20 (m, 108H), 0.88 (t, 9H, J = 6.8 Hz)
13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ): δ 156.0, 154.0, 153.8, 153.4, 153.1, 147.2, 147.0, 146.4, 146.1, 146.0, 145.9, 145.7, 154.4, 145.2, 144.6, 144.3, 143.1, 143.0, 142.5, 142.1, 142.1, 142.0, 141. 8, 141.6, 141.5, 140.1, 140.0, 139.6, 138.3, 136.5, 136.1, 135.7, 131.8, 83.6, 73.1, 70.0, 69.2, 68.9, 65.3, 40.0, 31.9, 30.2, 29.6, 29.4, 29.3, 29.1, 28.8, 28. 3, 25.9, 22.6, 19.2, 14.1
FT-IR (cm < -1 >): 2924.0, 2852.4, 2776.7, 2256.3, 1587.4, 116.4
MALDI-TOF-MS: Calculated value 2013.75 of C 150 H 149 NO 3 , measured value 2013.45 [M ]
UV-vis (n-hexane, 0.5 × 10 −5 M): λ max (ε, M −1 cm −1 ) = 210 (178820), 254 (129676), 313 (43120), 430 (4254)
(Ii) Synthesis of Fullerene Structure Composed of Bilayer Structure Organizing Fullerene Derivative 1 A mixture of fullerene derivative 1 (2.0 mg, 1 μmol), tetrahydrofuran THF, and methanol was heated at 50 ° C. for 15 minutes ( Step S210 in FIG. 2 and Step S410 in FIG. 4). Here, the mixing ratio of THF and methanol was 3: 2 by volume%, and the total was 1 mL.

混合物を20℃まで冷却し、−14℃で24時間保持し、暗黄色の析出物を析出させた(図2のステップS220および図4のステップS420)。さらに、フラーレン誘導体1に対して貧溶媒であるメタノール(3mL)を、析出物を含む混合物に添加し、室温において析出物を安定化させた。   The mixture was cooled to 20 ° C. and kept at −14 ° C. for 24 hours to precipitate a dark yellow precipitate (step S220 in FIG. 2 and step S420 in FIG. 4). Furthermore, methanol (3 mL) which is a poor solvent for the fullerene derivative 1 was added to the mixture containing the precipitate, and the precipitate was stabilized at room temperature.

析出物がフラーレン誘導体1の二分子膜構造を基礎構造とするフラーレン構造体(ただし重合していない状態)であることを、高解像度クライオ透過型電子顕微鏡(HR−cryo−TEM)による観察、粉末X線回折(XRD)およびFT−IRによる同定を行った。   Observation by high-resolution cryo-transmission electron microscope (HR-cry-TEM) that the precipitate is a fullerene structure (not polymerized) having a bilayer structure of fullerene derivative 1 as a basic structure, powder Identification by X-ray diffraction (XRD) and FT-IR was performed.

HR−cryo−TEMによる観察は、JEOL透過型電子顕微鏡JEM−4000SFXにより加速電圧400kVで行った。観察結果は、電子ビームによる試料の放射ダメージを最小限に抑えた低ドーズシステムを用いて写真用フィルムに記録した。HR−cryo−TEM用の試料は、以下のように調製した。   Observation with HR-cryo-TEM was performed with a JEOL transmission electron microscope JEM-4000SFX at an acceleration voltage of 400 kV. Observation results were recorded on photographic film using a low-dose system that minimizes radiation damage to the sample by the electron beam. A sample for HR-cryo-TEM was prepared as follows.

炭素をコーティングした銅製グリッド上に析出物を含む混合物を滴下し、グリッド上の過剰な溶液をフィルタペーパで除去した。次いで、浸透低温固定化装置(immersion cryofixation apparatus)内で100K以下の温度に維持した液体プロパンにグリッドを入れ、凍結させた。凍結したグリッドをHR−cryo−TEM用の試料として用いた。なお、試料そのままの構造を観察するため、染色等は一切行っていない。   A mixture containing precipitates was dropped onto a carbon-coated copper grid, and excess solution on the grid was removed with filter paper. The grid was then frozen in liquid propane maintained at a temperature of 100K or less in an osmosis cryofixation apparatus. The frozen grid was used as a sample for HR-cryo-TEM. In addition, in order to observe the structure of the sample as it is, no staining or the like is performed.

試料をHR−cryo−TEMに取り付けられた特別仕様のクライオトランスファシステムの仕切り内に設置した。なお、クライオトランスファシステムは、液体ヘリウムステージを備えており、試料を約4Kに維持できる。   The sample was placed in a partition of a custom cryotransfer system attached to an HR-cryo-TEM. The cryotransfer system includes a liquid helium stage and can maintain the sample at about 4K.

粉末XRD回折は、モノクロメータで単色化したCu Kα線(λ=0.15405nm)を用いたRIGAKU RINT Ultima III X線回折計により25℃で行った。UV−visおよびFT−IRによる同定は上述したとおりである。これらのHR−cryo−TEM、XRDおよびFT−IRの結果を図5〜図7に示す。   Powder XRD diffraction was performed at 25 ° C. using a RIGAKU RINT Ultimate III X-ray diffractometer using Cu Kα rays (λ = 0.15405 nm) monochromatized with a monochromator. Identification by UV-vis and FT-IR is as described above. The results of these HR-cryo-TEM, XRD and FT-IR are shown in FIGS.

図5は、参考例1の光照射前のフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のHR−cryo−TEM像を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing an HR-cryo-TEM image of the fullerene structure composed of the fullerene derivative 1 before light irradiation in Reference Example 1.

図5の挿入図は、ストライプ状画像の高速フーリエ変換画像である。図5にはフラーレン構造体の端部が示されている。図5より、フラーレン構造体は、多層構造(マルチラメラ構造)であることが分かる。図5の挿入図に示すように、高速フーリエ変換(FFT)解析によれば、その層間距離は、5.7±0.1nmであることが分かった。さらに、FFTに第三次スポットの輝点が現れたことからも、多層構造は極めて高い規則性を有していることが分かる。フラーレン誘導体1の大きさ(約4.5nm)を考慮すれば、フラーレン構造体が二分子膜構造310(図3)を有していることが示唆される。   The inset in FIG. 5 is a fast Fourier transform image of a striped image. FIG. 5 shows the end of the fullerene structure. FIG. 5 shows that the fullerene structure has a multilayer structure (multilamella structure). As shown in the inset of FIG. 5, according to the fast Fourier transform (FFT) analysis, the interlayer distance was found to be 5.7 ± 0.1 nm. Furthermore, it can be seen from the fact that the bright spot of the third spot appears in the FFT, the multilayer structure has extremely high regularity. Considering the size of fullerene derivative 1 (about 4.5 nm), it is suggested that the fullerene structure has a bilayer structure 310 (FIG. 3).

図6は、参考例1の光照射前のフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のXRDパターンを示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing an XRD pattern of the fullerene structure composed of the fullerene derivative 1 before light irradiation in Reference Example 1.

図6によれば、フラーレン構造体は、(001)、(002)、(003)、(004)、(005)、(006)、(007)、(008)および(009)の反射を示した。このことは、長距離にわたって規則的な多層構造であることを示し、図5の結果に良好に一致する。図6から得られる層間距離は6.0nmであり、図5の結果よりわずかに大きいものの、比較的一致した。このわずかな差は、温度および圧力等の実験条件の差異に起因する。さらに、図6は、約10.3°および約19.4°に2つのブロードなハローを示した。これらのハローは、それぞれ、近接するC60間の面内平均距離(約8.7nm)、および、アルキル鎖間の面内平均距離(約0.46nm)に相当する。 According to FIG. 6, the fullerene structure exhibits reflections of (001), (002), (003), (004), (005), (006), (007), (008) and (009). It was. This indicates a regular multilayer structure over a long distance, and agrees well with the results of FIG. The interlayer distance obtained from FIG. 6 is 6.0 nm, which is slightly larger than the result of FIG. This slight difference is due to differences in experimental conditions such as temperature and pressure. In addition, FIG. 6 showed two broad halos at about 10.3 ° and about 19.4 °. These halos correspond to the in-plane average distance between adjacent C 60 (about 8.7 nm) and the in-plane average distance between alkyl chains (about 0.46 nm), respectively.

図7は、参考例1の光照射前のフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のFT−IRスペクトルを示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing an FT-IR spectrum of the fullerene structure composed of the fullerene derivative 1 before light irradiation in Reference Example 1.

図7のFT−IRスペクトルは、波数2924cm−1にメチレン基の非対称伸縮モード、および、波数2852cm−1にメチレン基の対称伸縮モードを示した。このことは、フラーレン構造体において、フラーレン構造体を構成するフラーレン誘導体1のアルキル鎖が結晶状態ではないことを示す。さらに、オリゴメチレン基の斜方晶系副格子構造によれば、図7の挿入部に示すように、波数約1463cm−1を中心としてブロードなピーク分裂(分裂後の波数1467cm−1および1460cm−1)を示した。このピーク分裂は、メチレン基のはさみモードに相当し、フラーレン構造体において、フラーレン誘導体1のアルキル鎖が二分子膜構造301(図3)に示すように互いに噛み合った状態にあることを示唆する。 FT-IR spectra of Figure 7, the asymmetric stretch mode of the methylene groups in the wave number 2924 cm -1, and showed the symmetric stretching mode of the methylene groups in the wavenumber 2852cm -1. This indicates that in the fullerene structure, the alkyl chain of the fullerene derivative 1 constituting the fullerene structure is not in a crystalline state. Furthermore, according to the orthorhombic sublattice structure oligomethylene group, as shown in the insert of FIG. 7, a broad peak splitting around a wave number of about 1463cm -1 (postmitotic wavenumber 1467cm -1 and 1460 cm - 1 ). This peak splitting corresponds to the scissor mode of the methylene group, and suggests that in the fullerene structure, the alkyl chains of the fullerene derivative 1 are in mesh with each other as shown in the bilayer structure 301 (FIG. 3).

以上、図5〜図7により、フラーレン誘導体1に、図2(または図4)に示すステップS210(S410)およびS220(S420)を行うことによって、フラーレン誘導体1が組織化された二分子膜構造310(図3)からなるフラーレン構造体が形成されたことを確認した。   As described above, the bilayer structure in which fullerene derivative 1 is organized by performing steps S210 (S410) and S220 (S420) shown in FIG. 2 (or FIG. 4) on fullerene derivative 1 according to FIGS. It was confirmed that a fullerene structure composed of 310 (FIG. 3) was formed.

(iii)フラーレン誘導体1が組織化された二分子膜構造を基礎構造とするフラーレン構造体の層状化
LB法を採用し、層状化を行った。上記(ii)で得られた析出物であるフラーレン構造体を水面上に展開し、空気と水との界面にフラーレン構造体からなる層を形成し、形成された層をSi基板、石英ガラスおよびガラス(スライドガラスカバー)にそれぞれ移し取り、フラーレン構造体を層状に組織化した薄膜を作製した(図2のステップS230)。このようにして得られた薄膜が、フラーレン構造体からなること、および、撥水性を有することを調べた。
(Iii) A layered LB method of a fullerene structure having a bilayer structure in which the fullerene derivative 1 is organized as a basic structure was employed for layering. The fullerene structure, which is the precipitate obtained in (ii) above, is developed on the water surface, a layer composed of the fullerene structure is formed at the interface between air and water, and the formed layer is formed into a Si substrate, quartz glass, and Each was transferred to glass (slide glass cover) to produce a thin film in which the fullerene structure was organized in layers (step S230 in FIG. 2). The thin film thus obtained was examined to be composed of a fullerene structure and to have water repellency.

Si基板上に層状化した薄膜の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。SEMによる観察は、Philips XL30電子顕微鏡により加速電圧3kVで行われた。SEM用の試料には、Si基板上の薄膜の上に、MTM−20膜厚コントローラを備えたJFC−1300 JEOL自動スパッタコータでAuをスパッタリングした試料を用いた。上記(i)と同様に、石英基板上に層状化した薄膜のUV−visスペクトルを測定した。これらの結果を図8および図9に示す。   The surface of the thin film layered on the Si substrate was observed with a scanning electron microscope (SEM). Observation by SEM was performed with a Philips XL30 electron microscope at an acceleration voltage of 3 kV. As a sample for SEM, a sample obtained by sputtering Au on a thin film on a Si substrate with a JFC-1300 JEOL automatic sputter coater equipped with an MTM-20 film thickness controller was used. Similar to (i) above, the UV-vis spectrum of the thin film layered on the quartz substrate was measured. These results are shown in FIGS.

図8は、参考例1の光照射前のフラーレン構造体を層状化した超分子組織体のSEM像を示す図である。   FIG. 8 is a view showing an SEM image of a supramolecular structure obtained by layering the fullerene structure before irradiation with light in Reference Example 1.

図8より、Si基板上に得られた薄膜は、粒子状の形状を有したフラーレン構造体から構成されている超分子組織体であることを確認した。また、挿入図に示されるように(スケールバー=500nm)、フラーレン構造体の表面はフレーク構造であることを確認した。粒子状の形状の大きさは、約1μmであり、フレーク構造の各フレークの厚さは約100nmであった。   From FIG. 8, it was confirmed that the thin film obtained on the Si substrate was a supramolecular structure composed of a fullerene structure having a particulate shape. Further, as shown in the inset (scale bar = 500 nm), it was confirmed that the surface of the fullerene structure had a flake structure. The size of the particulate shape was about 1 μm, and the thickness of each flake of the flake structure was about 100 nm.

図9は、参考例1の光照射前のフラーレン構造体を層状化した超分子組織体のUV−visスペクトルを示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing a UV-vis spectrum of a supramolecular structure obtained by layering the fullerene structure before irradiation with light in Reference Example 1.

図9には、上記(i)で得られたフラーレン誘導体1のUV−visスペクトルを併せて示す。超分子組織体のUV−visスペクトルは、329nm、271nmおよび212nmに吸収最大値を有する3つのピークを示した。一方、上述したように、フラーレン誘導体1のUV−visスペクトル(溶液中均一分散状態)は、313nm、254nmおよび210nmに吸収最大値を有する3つのピークを示した。フラーレン誘導体1を組織化したフラーレン構造体を層状化することによって、3つのピークは、長波長側にそれぞれ16nm、17nmおよび2nmピークシフト(レッドシフト)するとともに、可視領域の吸収が増大した。このことは、層状化した薄膜中のフラーレン構造体において、近接するC60間にπ−π相互作用が働いていることを示唆する。 FIG. 9 also shows the UV-vis spectrum of fullerene derivative 1 obtained in (i) above. The UV-vis spectrum of the supramolecular organization showed three peaks with absorption maxima at 329 nm, 271 nm and 212 nm. On the other hand, as described above, the UV-vis spectrum of the fullerene derivative 1 (uniform dispersion state in the solution) showed three peaks having absorption maximum values at 313 nm, 254 nm, and 210 nm. By layering the fullerene structure in which the fullerene derivative 1 is organized, the three peaks shift to 16 nm, 17 nm, and 2 nm (red shift) on the longer wavelength side, respectively, and the absorption in the visible region increases. This suggests that a π-π interaction is acting between adjacent C 60 in the fullerene structure in the layered thin film.

以上、図5〜図7に加えて、図8および図9からも、フラーレン誘導体1が組織化された二分子膜構造310(図3)からなる、フレーク構造の粒子状の形状を有するフラーレン構造体が形成されたこと、および、フラーレン構造体を層状化しても、フラーレン構造体の形状が維持された超分子組織体が形成されたことを確認した。   As described above, in addition to FIGS. 5 to 7, FIG. 8 and FIG. 9 also show a fullerene structure having a particle shape of flake structure, which consists of a bilayer structure 310 (FIG. 3) in which the fullerene derivative 1 is organized. It was confirmed that a body was formed and that a supramolecular structure in which the shape of the fullerene structure was maintained even when the fullerene structure was layered was formed.

次に、Si基板上の超分子組織体の水との接触角から表面濡れ性を調べた。水との接触角の測定は、接触角測定システムG10装置(Kruss(但しuにはウムラウト)、Germany)を用い、室温で行った。結果を図10に示す。   Next, the surface wettability was examined from the contact angle of the supramolecular structure on the Si substrate with water. The contact angle with water was measured at room temperature using a contact angle measuring system G10 apparatus (Kruss (but u is umlaut), Germany). The results are shown in FIG.

図10は、参考例1の光照射前の、フラーレン構造体を層状化した超分子組織体、および、フラーレン誘導体1を層状化した薄膜の水との接触角の状態を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating a contact angle state of water with a supramolecular structure layered with a fullerene structure and a thin film layered with a fullerene derivative 1 before light irradiation in Reference Example 1.

図10(A)は、超分子組織体の水との接触角の状態を示す。図10(B)には、上記(i)で合成したフラーレン誘導体1を組織化することなく、直接層状化した薄膜の水との接触角の状態を併せて示す。詳細には、フラーレン誘導体1を含有するクロロホルム溶液をスピンコートによりSi基板上に付与し、層状化し、薄膜を得た。   FIG. 10A shows the state of the contact angle between the supramolecular organization and water. FIG. 10B also shows the contact angle state of the layered thin film directly with water without organizing the fullerene derivative 1 synthesized in (i) above. Specifically, a chloroform solution containing the fullerene derivative 1 was applied onto a Si substrate by spin coating, and layered to obtain a thin film.

図10(A)より、フラーレン誘導体1を組織化しフラーレン構造体を層状化することによって、超分子組織体は、接触角約146.2°を有する高い撥水性を示した。一方、図10(B)より、フラーレン誘導体1を直接層状化し、薄膜とした場合には、接触角は102.1°と撥水性が極めて低いことが分かった。このことから、撥水性を十分に発現させるためには、フラーレン誘導体1を二分子膜構造310(図3)に組織化させ、これを基礎構造としたフラーレン構造体を層状化することが有効であることが分かった。   From FIG. 10 (A), the supramolecular structure exhibited a high water repellency having a contact angle of about 146.2 ° by organizing the fullerene derivative 1 and layering the fullerene structure. On the other hand, FIG. 10B shows that when the fullerene derivative 1 is directly layered to form a thin film, the contact angle is 102.1 ° and the water repellency is extremely low. Therefore, in order to fully develop the water repellency, it is effective to organize the fullerene derivative 1 into a bilayer structure 310 (FIG. 3) and to layer the fullerene structure based on this structure. I found out.

参考例1の(ii)において合成したフラーレン構造体に光を照射し(図4のステップS430)、フラーレン構造体を構成するフラーレン誘導体1を重合させ、その特性を調べた。光照射は、25℃で150Wの低圧Hgランプを用い、最大11時間まで行った。詳細には、光照射の時間を、4分、30分(0.5時間)、43分、108分、180分(3時間)、198分、312分、426分、540分(9時間)、666分(11時間)と変化させた。   The fullerene structure synthesized in (ii) of Reference Example 1 was irradiated with light (step S430 in FIG. 4), the fullerene derivative 1 constituting the fullerene structure was polymerized, and the characteristics were examined. Light irradiation was performed for up to 11 hours using a low-pressure Hg lamp of 150 W at 25 ° C. Specifically, the time of light irradiation is 4 minutes, 30 minutes (0.5 hours), 43 minutes, 108 minutes, 180 minutes (3 hours), 198 minutes, 312 minutes, 426 minutes, 540 minutes (9 hours) 666 minutes (11 hours).

光照射後のフラーレン構造体の先端部の様子をHR−cryo−TEMにより観察した。HR−cryo−TEM用の試料の調整は(ii)と同様であった。光照射を9時間行ったフラーレン構造体の観察結果を図11に示す。   The state of the front end portion of the fullerene structure after the light irradiation was observed with HR-cryo-TEM. The preparation of the sample for HR-cryo-TEM was the same as (ii). The observation result of the fullerene structure subjected to light irradiation for 9 hours is shown in FIG.

図11は、実施例1の光照射(9時間)後のフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のHR−cryo−TEM像を示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing an HR-cryo-TEM image of the fullerene structure composed of the fullerene derivative 1 after light irradiation (9 hours) in Example 1.

図11の挿入図は、ストライプ状画像の高速フーリエ変換画像である。図11は、図5と同様に、光照射後であっても、フラーレン構造体が多層構造(マルチラメラ構造)を維持していることが分かる。図11の挿入図に示すように、FFT解析によれば、その層間距離は、図5と同様に、5.7±0.1nmであることが分かった。さらに、FFTに第三次スポットの輝点が現れたことからも、光照射後であっても、多層構造は極めて高い規則性を維持していることが分かる。   The inset in FIG. 11 is a fast Fourier transform image of a striped image. FIG. 11 shows that the fullerene structure maintains a multilayer structure (multilamella structure) even after light irradiation, as in FIG. 5. As shown in the inset of FIG. 11, according to the FFT analysis, the interlayer distance was found to be 5.7 ± 0.1 nm as in FIG. Furthermore, from the fact that the bright spot of the tertiary spot appeared in the FFT, it can be seen that the multilayer structure maintains extremely high regularity even after light irradiation.

光照射後のフラーレン構造体についてFT−IRスペクトルを測定した。FT−IRスペクトルの測定は、25℃、アルゴン雰囲気下で、(i)および(ii)と同様に行った。結果を図12に示す。   The FT-IR spectrum was measured about the fullerene structure after light irradiation. The FT-IR spectrum was measured in the same manner as (i) and (ii) at 25 ° C. in an argon atmosphere. The results are shown in FIG.

結果を解釈するために、参照実験を行った。参照実験として、上記(i)のステップdにおいて得られた生成物E(スキーム1に示される前駆体ベンズアルデヒド)に光照射を行い、生成物E、詳細には、生成物Eが有するジアセチレン基を備えたアルキル鎖を重合させた。光照射には20℃で150Wの低圧Hgランプを用いた。光照射の時間を、0分、1分、3分、5分、6分、10分、15分、25分、35分、75分および180分と変化させた。0分、5分、35分、75分および180分間それぞれ光照射した生成物EについてFT−IRスペクトルを測定した。これらの結果を図13に示す。   Reference experiments were performed to interpret the results. As a reference experiment, the product E (precursor benzaldehyde shown in Scheme 1) obtained in step d of (i) above is irradiated with light, and the product E, specifically, the diacetylene group of the product E has An alkyl chain equipped with was polymerized. A low pressure Hg lamp of 150 W at 20 ° C. was used for light irradiation. The time of light irradiation was changed to 0 minutes, 1 minute, 3 minutes, 5 minutes, 6 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 25 minutes, 35 minutes, 75 minutes and 180 minutes. The FT-IR spectrum was measured for the product E irradiated with light at 0 minutes, 5 minutes, 35 minutes, 75 minutes and 180 minutes. These results are shown in FIG.

図12は、実施例1の光照射後のフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のFT−IRスペクトルを示す図である。   12 is a diagram showing an FT-IR spectrum of the fullerene structure composed of the fullerene derivative 1 after light irradiation in Example 1. FIG.

図12は、4分、43分、108分、198分、312分、426分および666分間それぞれ光照射したフラーレン構造体の各FT−IRスペクトルを示すとともに、参考のため、図7に示す光照射前のフラーレン誘導体1からなるフラーレン構造体のFT−IRスペクトル(光照射時間が0分)を併せて示す。   FIG. 12 shows each FT-IR spectrum of the fullerene structure irradiated with light for 4 minutes, 43 minutes, 108 minutes, 198 minutes, 312 minutes, 426 minutes, and 666 minutes, and the light shown in FIG. 7 for reference. The FT-IR spectrum (light irradiation time 0 minutes) of the fullerene structure which consists of the fullerene derivative 1 before irradiation is also shown.

図12によれば、光照射時間が増加するにつれて、ジアセチレン基の非対称振動モードに相当する2256cm−1および2191cm−1を中心とする吸収バンドの強度が低くなった。一方、光照射時間が増加するにつれて、ポリジアセチレンのC≡C三重結合の非対称振動モードに相当する2212cm−1を中心とする吸収バンドが出現し、その強度が高くなった。図12のFT−IRスペクトルには等吸収点がない。このことは、光照射による重合反応に2種以上の種類が含まれていることを示唆する。 According to FIG. 12, as the light exposure time is increased, the intensity of the absorption band centered at 2256cm -1 and 2191cm -1 corresponding to the asymmetric oscillation mode of the diacetylene group was lower. On the other hand, as the light irradiation time increased, an absorption band centered at 2212 cm −1 corresponding to the asymmetric vibration mode of the C≡C triple bond of polydiacetylene appeared and its intensity increased. The FT-IR spectrum of FIG. 12 has no isosbestic point. This suggests that two or more types are included in the polymerization reaction by light irradiation.

なお、図示しないが、540分(9時間)光照射したフラーレン構造体のFT−IRスペクトルは、666分間光照射したフラーレン構造体のそれと一致した。このことから、上記光照射の条件では、9時間照射するとフラーレン構造体は完全に重合され、安定化したものと考えられる。   Although not shown, the FT-IR spectrum of the fullerene structure irradiated with light for 540 minutes (9 hours) coincided with that of the fullerene structure irradiated with light for 666 minutes. From this, it is considered that the fullerene structure was completely polymerized and stabilized when irradiated for 9 hours under the above-mentioned light irradiation conditions.

図13は、光照射後のスキーム1に示す生成物EのFT−IRスペクトルを示す図である。   FIG. 13 is a diagram showing an FT-IR spectrum of the product E shown in Scheme 1 after light irradiation.

図13によれば、図12の挙動と同様に、光照射時間が増加するにつれて、2256cm−1および2179cm−1を中心とする吸収バンドの強度が低くなった。また、図12の挙動と同様に、光照射時間が増加するにつれて、2215cm−1を中心とする吸収バンドが出現し、その強度が高くなった。 According to FIG. 13, similar to the behavior of 12, as the light exposure time is increased, the intensity of the absorption band centered at 2256cm -1 and 2179cm -1 was low. Similarly to the behavior of FIG. 12, as the light irradiation time increased, an absorption band centered at 2215 cm −1 appeared and its intensity increased.

図12および図13から、フラーレン構造体を構成するフラーレン誘導体1のアルキル鎖間において重合されたことが示唆される。この後、重合されたフラーレン構造体を層状化し(図4のステップS440)、超分子組織体が合成され得る。以上、実施例1より、本発明の図4に示す方法の有効性が示された。   12 and 13 suggest that polymerization was performed between the alkyl chains of fullerene derivative 1 constituting the fullerene structure. Thereafter, the polymerized fullerene structure is layered (step S440 in FIG. 4), and a supramolecular structure can be synthesized. As described above, the effectiveness of the method shown in FIG. 4 of the present invention was demonstrated from Example 1.

参考例1の(iii)において合成した各種基板上の撥水性超分子組織体に光を照射し(図2のステップS240)、撥水性超分子組織体を構成するフラーレン誘導体1を重合させ、その特性を調べた。光照射は、実施例1と同様に、25℃で150Wの低圧Hgランプを用い、最大11時間まで行った。詳細には、光照射の時間を、4分、30分(0.5時間)、43分、108分、180分(3時間)、198分、312分、426分、540分(9時間)、666分(11時間)と変化させた。   The water-repellent supramolecular organization on the various substrates synthesized in (iii) of Reference Example 1 is irradiated with light (Step S240 in FIG. 2), and the fullerene derivative 1 constituting the water-repellent supramolecular organization is polymerized. The characteristics were investigated. The light irradiation was performed for up to 11 hours using a low-pressure Hg lamp of 150 W at 25 ° C. as in Example 1. Specifically, the time of light irradiation is 4 minutes, 30 minutes (0.5 hours), 43 minutes, 108 minutes, 180 minutes (3 hours), 198 minutes, 312 minutes, 426 minutes, 540 minutes (9 hours) 666 minutes (11 hours).

光照射後の撥水性超分子組織体の表面の様子をSEMにより観察した。光照射を9時間行った撥水性超分子組織体の観察結果を図14に示す。   The state of the surface of the water-repellent supramolecular organization after light irradiation was observed by SEM. FIG. 14 shows the observation results of the water-repellent supramolecular organization subjected to light irradiation for 9 hours.

図14は、実施例2の光照射(9時間)後の撥水性超分子組織体のSEM像を示す図である。   FIG. 14 is a view showing an SEM image of the water-repellent supramolecular organization after light irradiation (9 hours) in Example 2.

図14は、図8と同様のモルフォロジを示し、光照射後であっても、フラーレン構造体は粒子状の形状を維持しており、表面全体がフレーク構造であることを確認した。粒子状の形状の大きさは、約1μmであり、フレーク構造の各フレークの厚さは約100nmであった。   FIG. 14 shows the same morphology as in FIG. 8, and even after light irradiation, the fullerene structure maintained a particulate shape, and it was confirmed that the entire surface had a flake structure. The size of the particulate shape was about 1 μm, and the thickness of each flake of the flake structure was about 100 nm.

実施例1の図11の結果と合わせて、光照射前のフラーレン構造体のモルフォロジは、層状化前および光照射後のフラーレン構造体、および、層状化後および光照射後の超分子組織体においても良好に維持されることが確認された。   Combined with the result of FIG. 11 of Example 1, the morphology of the fullerene structure before light irradiation is the fullerene structure before layering and after light irradiation, and the supramolecular structure after layering and after light irradiation. Was also maintained well.

光照射後の撥水性超分子組織体について、UV−visスペクトルおよびラマンスペクトルを測定した。これらの結果を図15および図17にそれぞれ示す。UV−visスペクトルの測定は、25℃、アルゴン雰囲気下で、(i)と同様に行った。ラマンスペクトルの測定は、HAL100 Witec分光光度計を用いて、レーザ波数785cm−1、アルゴン雰囲気下、25℃で行った。レーザ強度を可能な限り低く維持し、測定中にC60が重合することを防いだ。なお、UV−visスペクトルおよびラマンスペクトルの測定には、光照射後の石英基板上の撥水性超分子組織体を用いた。 The UV-vis spectrum and the Raman spectrum were measured for the water-repellent supramolecular organization after light irradiation. These results are shown in FIGS. 15 and 17, respectively. The measurement of the UV-vis spectrum was performed in the same manner as (i) at 25 ° C. in an argon atmosphere. The Raman spectrum was measured using a HAL100 Witec spectrophotometer at a laser wave number of 785 cm −1 in an argon atmosphere at 25 ° C. The laser intensity was kept as low as possible to prevent C 60 from polymerizing during the measurement. In addition, the water-repellent supramolecular organization on the quartz substrate after light irradiation was used for the measurement of UV-vis spectrum and Raman spectrum.

実施例1と同様に、結果を解釈するために、参照実験を行った。実施例1で用いた、0分、1分、3分、6分、10分、15分および25分間それぞれ光照射した生成物EについてUV−visスペクトルを測定した。結果を図16に示す。   As in Example 1, a reference experiment was performed to interpret the results. UV-vis spectrum was measured for product E used in Example 1, which was irradiated with light for 0 minutes, 1 minute, 3 minutes, 6 minutes, 10 minutes, 15 minutes and 25 minutes. The results are shown in FIG.

図15は、実施例2の光照射に伴う撥水性超分子組織体のUV−visスペクトルを示す図である。   FIG. 15 is a diagram showing a UV-vis spectrum of a water-repellent supramolecular organization associated with light irradiation in Example 2.

図15は、666分(11時間)光照射後の撥水性超分子組織体のUV−visスペクトルを示すとともに、参考のため、図9に示す光照射前の撥水性超分子組織体のUV−visスペクトル(光照射時間が0分)を併せて示す。   FIG. 15 shows the UV-vis spectrum of the water-repellent supramolecular structure after 666 minutes (11 hours) of light irradiation, and for reference, the UV-vis of the water-repellent supramolecular structure before light irradiation shown in FIG. A vis spectrum (light irradiation time 0 minutes) is also shown.

図15によれば、光照射によって、C60の吸収バンドの強度が低下するとともにブロードになった。このことは、撥水性超分子組織体を構成するフラーレン構造体における近接するC60間で重合が生じたことを示唆する。また、図示しないが、540分(9時間)光照射した撥水性超分子組織体のUV−visスペクトルは、666分間光照射した撥水性超分子組織体のそれと一致した。実施例1の図12と同様に、上記光照射の条件では、9時間照射すると撥水性超分子組織体におけるフラーレン構造体は完全に重合され、安定化したものと考えられる。 According to FIG. 15, the intensity of the C 60 absorption band was reduced and broadened by light irradiation. This suggests that polymerization occurred between adjacent C 60 in the fullerene structure constituting the water-repellent supramolecular organization. Although not shown, the UV-vis spectrum of the water-repellent supramolecular structure irradiated with light for 540 minutes (9 hours) coincided with that of the water-repellent supramolecular structure irradiated with light for 666 minutes. As in FIG. 12 of Example 1, it is considered that the fullerene structure in the water-repellent supramolecular structure was completely polymerized and stabilized when irradiated for 9 hours under the above-described light irradiation conditions.

図16は、光照射後のスキーム1に示す生成物EのUV−visスペクトルを示す図である。   FIG. 16 is a diagram showing a UV-vis spectrum of the product E shown in Scheme 1 after light irradiation.

図16によれば、光照射時間が増加するにつれて、550nm近傍の吸収バンドが出現し、その強度が増大した。これは、非特許文献3に示される、長い共役長を有するポリジアセチレンが生成されると、約550nmに吸収バンドが生じるという知見に良好に一致した。   According to FIG. 16, as the light irradiation time increased, an absorption band near 550 nm appeared and its intensity increased. This is in good agreement with the finding shown in Non-Patent Document 3 that when a polydiacetylene having a long conjugate length is produced, an absorption band is generated at about 550 nm.

図15の結果は図16のそれとは異なる。このことは、非特許文献4に示される、重合により共役長の長さおよび構造の変化したポリジアセチレンが生成されるという知見を参照すれば、本発明による撥水性超分子組織体においては、アルキル鎖中のジアセチレン基は、延伸型共役した(トランス型二重−三重−二重結合)長い共役長を有するポリジアセチレンとなりにくいことを示唆する(例えば、図3の二分子膜構造140)。具体的には、フラーレン誘導体1が有するアルキル鎖中のジアセチレン基の三重−三重結合が、部分的に、非直線状のシス型二重−三重−二重結合に変化している。   The result of FIG. 15 is different from that of FIG. With reference to the knowledge shown in Non-Patent Document 4 that polydiacetylene having a conjugated length and a structure changed by polymerization is generated, in the water-repellent supramolecular organization according to the present invention, The diacetylene group in the chain suggests that it is difficult to become a polydiacetylene having a long conjugated length (trans-type double-triple-double bond) (for example, a bilayer structure 140 in FIG. 3). Specifically, the triple-triple bond of the diacetylene group in the alkyl chain of the fullerene derivative 1 is partially changed to a non-linear cis double-triple-double bond.

二分子膜構造140(図3)に模式的に示されるような、重合後のフラーレン構造体は、フラーレン誘導体1におけるアルキル鎖中のジアセチレン基の配列に起因している。本発明で用いるフラーレン誘導体1におけるアルキル鎖中のジアセチレン基の配列は、スキーム1の生成物Eのそれと比較して、幾分不完全であり、その結果、光照射による重合が阻害され、延伸型共役を有するポリジアセチレンの生成が抑制される。   The fullerene structure after polymerization as schematically shown in the bilayer membrane structure 140 (FIG. 3) is caused by the arrangement of diacetylene groups in the alkyl chain in the fullerene derivative 1. The arrangement of the diacetylene groups in the alkyl chain in the fullerene derivative 1 used in the present invention is somewhat incomplete compared to that of the product E in Scheme 1, and as a result, polymerization by light irradiation is hindered and stretched. Formation of polydiacetylene having type conjugation is suppressed.

図17は、実施例2の光照射後の撥水性超分子組織体のラマンスペクトルを示す図である。   FIG. 17 is a diagram showing a Raman spectrum of the water-repellent supramolecular organization after light irradiation in Example 2.

図17は、30分(0.5時間)、180分(3時間)および540分(9時間)それぞれ光照射した撥水性超分子組織体のラマンスペクトルを示すとともに、参考のため、光照射前の撥水性超分子組織体のラマンスペクトル(光照射時間が0分)、および、上記(i)のステップeにおいて用いたフラーレンC60のラマンスペクトルを併せて示す。 FIG. 17 shows Raman spectra of water-repellent supramolecular structures irradiated with light for 30 minutes (0.5 hours), 180 minutes (3 hours), and 540 minutes (9 hours), respectively. 2 shows the Raman spectrum of the water-repellent supramolecular organization (light irradiation time 0 minutes) and the Raman spectrum of fullerene C 60 used in step e of (i) above.

図17によれば、光照射時間が増加するにつれて、C60のペンタゴナルピンチモード(pentagonal pinch mode)に相当する1467cm−1を中心とするバンドの強度が低くなった。図15に加えて、このことからも、フラーレン構造体における近接するC60間で重合が生じたことが示唆される。 According to FIG. 17, as the light irradiation time increased, the intensity of the band centered at 1467 cm −1 corresponding to the C 60 pentagonal pinch mode decreased. In addition to FIG. 15, this also suggests that polymerization occurred between adjacent C 60 in the fullerene structure.

以上、図15〜図17から、撥水性超分子組織体を構成するフラーレン誘導体1のフラーレン部位間およびアルキル鎖間において重合されたことが示唆される。また、実施例2より、本発明の図2に示す方法の有効性が示された。   As mentioned above, it is suggested from FIGS. 15-17 that it polymerized between the fullerene site | parts of the fullerene derivative 1 which comprises a water-repellent supramolecular structure | tissue, and between alkyl chains. Further, from Example 2, the effectiveness of the method shown in FIG. 2 of the present invention was shown.

実施例1および2によれば、フラーレン誘導体1が組織化されたフラーレン構造体、および、それを層状化した撥水性超分子組織体のような分子の集合系において、光照射による重合後であっても、図5および図8に示される重合前のフラーレン構造体のモルフォロジが良好に維持されることが、実験をして初めて確認された。   According to Examples 1 and 2, in a fullerene structure in which fullerene derivative 1 is organized and a molecular assembly such as a water-repellent supramolecular organization in which the fullerene derivative 1 is layered, after polymerization by light irradiation, However, it was confirmed for the first time that the morphology of the fullerene structure before polymerization shown in FIGS. 5 and 8 was well maintained.

実施例2において、完全に重合され安定化している、9時間光照射した撥水性超分子組織体を用いて、熱量変化および強度特性を調べた。熱量変化の測定は、DSC204を用いて、走査速度5℃/分、アルゴン雰囲気下で行い、示差走査熱量変化図を得た。熱量変化の測定には、9時間光照射後のSi基板上の撥水性超分子組織体をSi基板から剥離し、粉末状にした試料を用いた。結果を図18に示す。   In Example 2, using a water-repellent supramolecular structure that was completely polymerized and stabilized and irradiated with light for 9 hours, the change in calorific value and strength characteristics were examined. The calorie change was measured using DSC 204 at a scanning speed of 5 ° C./min in an argon atmosphere, and a differential scanning calorie change diagram was obtained. For the measurement of change in calorific value, a water-repellent supramolecular structure on the Si substrate after light irradiation for 9 hours was peeled off from the Si substrate and used as a powder. The results are shown in FIG.

強度特性の測定は、原子間力顕微鏡AFM(MFP 1D、 Asylum research)を用い、非特許文献5に示されるコロイドプローブ法により大気中にて行った。強度特性の測定には、9時間光照射後のガラス基板上の撥水性超分子組織体を用いた。直径約50μmのガラスビーズ(Polyscience Inc.)を、マイクロマニピュレータ(Suttner Instruments Co.)を用いて2種のエポキシ系接着剤(UHU Plus endfest 300, UHU GmbH & Co. KG、 Germany)により取り付けたチップレスカンチレバー(MicroMash)を用いた。カンチレバーのばね定数を、非特許文献6に示されるSader法により求めた。各試料について異なる4つの領域を測定した。これらの結果を図19〜図21に示す。   The intensity characteristics were measured in the atmosphere by the colloid probe method shown in Non-Patent Document 5 using an atomic force microscope AFM (MFP 1D, Asylum research). For measurement of strength characteristics, a water-repellent supramolecular organization on a glass substrate after light irradiation for 9 hours was used. A glass bead (Polyscience Inc.) having a diameter of about 50 μm was attached with two epoxy adhesives (UHU Plus endfest 300, UHU GmbH & Co. KG, Germany) using a micromanipulator (Suttner Instruments Co.). Rescantilever (MicroMash) was used. The spring constant of the cantilever was determined by the Sader method shown in Non-Patent Document 6. Four different areas were measured for each sample. These results are shown in FIGS.

図18は、実施例3の光照射後の撥水性超分子組織体のDSC示差走査熱量変化を示す図である。   FIG. 18 is a diagram showing a DSC differential scanning calorific value change of the water-repellent supramolecular organization after light irradiation in Example 3.

図18には、参考のため、光照射前の撥水性超分子組織体のDSC示差走査熱量変化(UV照射前)を併せて示す。光照射前の撥水性超分子組織体のDSC示差走査熱量変化によれば、約15℃近傍にブロードなピーク(図中黒丸で示す)、および、29.1℃を中心とする明瞭なピークを示した。これらのピークは、いずれも、撥水性超分子組織体を構成するフラーレン誘導体1におけるアルキル鎖が固相から固液中間相への相転移に起因する吸熱ピークである。これらのピークから求められるエンタルピーΔHおよびエントロピーΔSは、それぞれ、55.4kJmol−1および180Jmol−1−1であった。さらに、光照射前の撥水性超分子組織体のDSC示差走査熱量変化は、140.3℃(フラーレン誘導体1の融点)を中心とする明瞭なピークを示した。このピークは、固液中間相から等方相への相転移に起因する吸熱ピークである。 For reference, FIG. 18 also shows the DSC differential scanning calorimetric change (before UV irradiation) of the water-repellent supramolecular tissue before light irradiation. According to the DSC differential scanning calorimetric change of the water-repellent supramolecular structure before light irradiation, a broad peak around 15 ° C. (indicated by a black circle in the figure) and a clear peak centered at 29.1 ° C. Indicated. Each of these peaks is an endothermic peak resulting from a phase transition of the alkyl chain in the fullerene derivative 1 constituting the water-repellent supramolecular organization from a solid phase to a solid-liquid intermediate phase. The enthalpy ΔH and entropy ΔS determined from these peaks were 55.4 kJmol −1 and 180 Jmol −1 K −1 , respectively. Furthermore, the DSC differential scanning calorimetric change of the water-repellent supramolecular texture before light irradiation showed a clear peak centered at 140.3 ° C. (melting point of fullerene derivative 1). This peak is an endothermic peak resulting from the phase transition from the solid-liquid intermediate phase to the isotropic phase.

一方、光照射後の撥水性超分子組織体のDSC示差走査熱量変化は、わずかながら15℃、29.1℃および104.3℃に吸熱ピークを示すが、その強度は、光照射前の撥水性超分子組織体のそれの5%以下であった。このわずかながら検出された吸熱ピークは、光照射後の撥水性超分子組織体におけるフラーレン誘導体1中の未反応のモノマーと考えられる。このことからも、上述したように、本発明では、フラーレン誘導体1が完全に重合していても、重合度は必ずしも高いわけではないことが示される。   On the other hand, the DSC differential scanning calorimetric change of the water-repellent supramolecular structure after light irradiation shows endothermic peaks at 15 ° C., 29.1 ° C., and 104.3 ° C., but the intensity is repellent before light irradiation. It was less than 5% of that of the aqueous supramolecular organization. This slightly detected endothermic peak is considered to be an unreacted monomer in the fullerene derivative 1 in the water-repellent supramolecular organization after light irradiation. This also indicates that, as described above, even when the fullerene derivative 1 is completely polymerized, the degree of polymerization is not necessarily high.

さらに、光照射後の撥水性超分子組織体のDSC示差走査熱量変化は、51.2℃にブロードなピークを示した。これは、光照射後の撥水性超分子組織体における互いに重合したアルキル鎖のガラス転移点と考えられる。   Furthermore, the DSC differential scanning calorimetric change of the water-repellent supramolecular organization after light irradiation showed a broad peak at 51.2 ° C. This is considered to be a glass transition point of alkyl chains polymerized with each other in the water-repellent supramolecular organization after light irradiation.

以上より、フラーレン誘導体1を組織化したフラーレン構造体からなる撥水性超分子組織体を光照射によって重合させることで、フラーレン誘導体1の融点を超えても、相転移することなく構造が安定であることがわかった。すなわち、光照射後の撥水性超分子組織体は熱安定性が高いことが示された。   As described above, by polymerizing a water-repellent supramolecular structure composed of a fullerene structure in which fullerene derivative 1 is organized by light irradiation, the structure is stable without phase transition even when the melting point of fullerene derivative 1 is exceeded. I understood it. That is, it was shown that the water-repellent supramolecular organization after light irradiation has high thermal stability.

図19は、実施例3の光照射後の撥水性超分子組織体の歪みと力との関係を示す図である。   FIG. 19 is a diagram showing the relationship between strain and force of the water-repellent supramolecular tissue body after light irradiation in Example 3.

図19には、参考のため、光照射前の撥水性超分子組織体の歪みと力との関係を併せて示す。実線は、往路を示し、点線は復路を示す。光照射後の撥水性超分子組織体の挙動によれば、歪みの増大にともなって、大きな力が印加されることが分かる。このことは、光照射後の撥水性超分子組織体は、光照射前のそれに比べて高い強度を有することを示す。図19から、光照射前および光照射後の撥水性超分子組織体の硬度は、それぞれ、0.64N/mおよび14.4N/mと算出された。   For reference, FIG. 19 also shows the relationship between the strain and force of the water-repellent supramolecular organization before light irradiation. The solid line indicates the forward path, and the dotted line indicates the return path. According to the behavior of the water-repellent supramolecular organization after light irradiation, it can be seen that a large force is applied as the strain increases. This indicates that the water-repellent supramolecular organization after light irradiation has higher strength than that before light irradiation. From FIG. 19, the hardness of the water-repellent supramolecular organization before and after the light irradiation was calculated to be 0.64 N / m and 14.4 N / m, respectively.

図20は、実施例3の光照射後の撥水性超分子組織体の硬度の分布を示す図である。   FIG. 20 is a view showing the hardness distribution of the water-repellent supramolecular organization after light irradiation in Example 3.

図20には、参考のため、光照射前の撥水性超分子組織体の硬度の分布を併せて示す。図20から、光照射後の撥水性超分子組織体は、試料全体にわたって、光照射前のそれに比べて高い強度を有することが分かった。詳細には、光照射前の撥水性超分子組織体の硬度は、0.54±0.48N/mであったが、光照射後の撥水性超分子組織体の硬度は、14.5±1.7N/mであり、光照射前のそれの約25倍増大した。   For reference, FIG. 20 also shows the hardness distribution of the water-repellent supramolecular organization before light irradiation. From FIG. 20, it was found that the water-repellent supramolecular structure after light irradiation has a higher strength than that before light irradiation over the entire sample. Specifically, the hardness of the water-repellent supramolecular structure before light irradiation was 0.54 ± 0.48 N / m, but the hardness of the water-repellent supramolecular structure after light irradiation was 14.5 ±. 1.7 N / m, an increase of about 25 times that before light irradiation.

図21は、実施例3の光照射後の撥水性超分子組織体の接着力の分布を示す図である。   FIG. 21 is a diagram showing the distribution of adhesive strength of the water-repellent supramolecular tissue body after light irradiation in Example 3.

図21には、参考のため、光照射前の撥水性超分子組織体の接着力の分布を併せて示す。図21から、光照射後の撥水性超分子組織体は、試料全体にわたって、光照射前のそれに比べて低い接着力を有することが分かった。詳細には、光照射前の撥水性超分子組織体の接着力は、425±90nNであったが、光照射後の撥水性超分子組織体の接着力は、140±28nNであった。このことは、例えば、光照射後の撥水性超分子組織体の接着力は、光照射前のそれに比べて低いため、本発明の撥水性超分子組織体は、表面の埃を落としやすく、表面洗浄機能に優れることを示す。   For reference, FIG. 21 also shows the distribution of adhesive strength of the water-repellent supramolecular tissue before light irradiation. From FIG. 21, it was found that the water-repellent supramolecular organization after light irradiation has a lower adhesive force over the entire sample than that before light irradiation. Specifically, the adhesive strength of the water-repellent supramolecular tissue before light irradiation was 425 ± 90 nN, but the adhesive strength of the water-repellent supramolecular tissue after light irradiation was 140 ± 28 nN. This is because, for example, the adhesive force of the water-repellent supermolecular structure after light irradiation is lower than that before light irradiation. Shows excellent cleaning function.

本発明の撥水性超分子組織体の耐熱性と撥水性との関係を調べた。試料には、実施例2において、完全に重合され安定化している、9時間光照射した、Si基板上の撥水性超分子組織体を用いた。   The relationship between heat resistance and water repellency of the water-repellent supramolecular structure of the present invention was examined. As the sample, the water-repellent supramolecular structure on the Si substrate that was completely polymerized and stabilized in Example 2 and irradiated with light for 9 hours was used.

150℃(フラーレン誘導体1の融点(140.3℃)以上の温度設定)で12時間加熱した超分子組織体の表面をSEMで観察した。結果を図22に示す。200℃で20時間加熱した超分子組織体の水との接触角を測定した。結果を図23に示す。さらに、150℃、50℃、75℃、100℃、125℃、150℃、200℃、250℃および300℃の各温度まで昇温し、各温度で3分間保持した超分子組織体について、水との接触角の加熱温度依存性を調べた。なお、測定は、各加熱温度で加熱後、室温にて行った。結果を図24に示す。   The surface of the supramolecular structure heated at 150 ° C. (temperature setting not lower than the melting point (140.3 ° C.) of fullerene derivative 1) for 12 hours was observed by SEM. The results are shown in FIG. The contact angle with water of the supramolecular organization heated at 200 ° C. for 20 hours was measured. The results are shown in FIG. Furthermore, about the supramolecular organization body which heated up to each temperature of 150 degreeC, 50 degreeC, 75 degreeC, 100 degreeC, 125 degreeC, 150 degreeC, 200 degreeC, 250 degreeC, and 300 degreeC and hold | maintained at each temperature for 3 minutes, The heating temperature dependence of the contact angle was investigated. The measurement was performed at room temperature after heating at each heating temperature. The results are shown in FIG.

図22は、実施例4の加熱前後の撥水性超分子組織体のSEM像を示す図である。   22 is a SEM image of the water-repellent supramolecular organization before and after heating in Example 4. FIG.

図22(A)は、加熱前の撥水性超分子組織体のSEM像であり、図22(B)は加熱後の撥水性超分子組織体のSEM像である。図22から、加熱前後であっても超分子組織体のモルフォロジになんら変化がないことが分かる。この結果は、図18の結果に一致し、撥水性超分子組織体を構成するフラーレン誘導体1の融点(140.3℃)を超えても、本発明の撥水性超分子組織体は安定であることを示す。このことから本発明の撥水性超分子組織体の構造の高い熱安定性が示される。   22A is an SEM image of the water-repellent supramolecular structure before heating, and FIG. 22B is an SEM image of the water-repellent supramolecular structure after heating. FIG. 22 shows that there is no change in the morphology of the supramolecular organization even before and after heating. This result agrees with the result of FIG. 18, and the water-repellent supermolecular structure of the present invention is stable even when the melting point (140.3 ° C.) of the fullerene derivative 1 constituting the water-repellent supermolecular structure is exceeded. It shows that. This shows the high thermal stability of the structure of the water-repellent supramolecular organization of the present invention.

図23は、実施例4の加熱前後の撥水性超分子組織体の水との接触角の状態を示す図である。   FIG. 23 is a diagram showing the contact angle state of the water-repellent supramolecular tissue body with water before and after heating in Example 4.

図23(A)は、加熱前の撥水性超分子組織体の水との接触角の状態を示し、図23(B)は、加熱後の撥水性超分子組織体の水との接触角の状態を示す。図23(A)は、図2に示されるステップS210〜S240を経た光照射前の超分子組織体が、高い撥水性(接触角145.3°)を有することを示す。このことは、光照射によってフラーレン誘導体1が重合されても、光照射前に撥水性超分子組織体が示した撥水性が、良好に維持されることを示す(例えば、図10(A))。図23(B)は、加熱後の撥水性超分子組織体もまた高い撥水性(接触角144.1°)を有することを示す。このことから、フラーレン誘導体1の融点を超える温度で超分子組織体を加熱しても、その撥水性(接触角144.1°)に何ら影響がないことが分かった。   FIG. 23A shows the state of contact angle of water with the water-repellent supramolecular structure before heating, and FIG. 23B shows the state of contact angle with water of the water-repellent supramolecular structure after heating. Indicates the state. FIG. 23A shows that the supramolecular structure before light irradiation through steps S210 to S240 shown in FIG. 2 has high water repellency (contact angle 145.3 °). This indicates that even when the fullerene derivative 1 is polymerized by light irradiation, the water repellency exhibited by the water-repellent supramolecular structure before light irradiation is maintained well (for example, FIG. 10A). . FIG. 23 (B) shows that the water-repellent supramolecular structure after heating also has high water repellency (contact angle 144.1 °). From this, it was found that heating the supramolecular structure at a temperature exceeding the melting point of the fullerene derivative 1 has no effect on the water repellency (contact angle 144.1 °).

図24は、実施例4の撥水性超分子組織体の水に対する接触角の加熱温度依存性を示す図である。   FIG. 24 is a view showing the heating temperature dependence of the contact angle of water-repellent supramolecular tissue body of Example 4 with respect to water.

図24には、図23(A)で得られた加熱前の超分子組織体の水との接触角の値を併せて示す。加熱温度200℃までは、接触角の値に加熱温度依存性はなかった。すなわち、本発明の超分子組織体は、加熱温度200℃までは極めて高い耐熱性および高い撥水性を有することが分かる。なお、加熱温度が250℃を超えると、撥水性は示すものの接触角の値の低下が見られた。250℃以上の温度では、要求される撥水性の程度に応じて本発明の撥水性超分子組織体が適用可能である。   FIG. 24 also shows the values of the contact angle of the supramolecular tissue body obtained in FIG. Up to a heating temperature of 200 ° C., the contact angle value was not dependent on the heating temperature. That is, it can be seen that the supramolecular organization of the present invention has extremely high heat resistance and high water repellency up to a heating temperature of 200 ° C. When the heating temperature exceeded 250 ° C., although the water repellency was exhibited, a decrease in the contact angle value was observed. At a temperature of 250 ° C. or higher, the water-repellent supramolecular structure of the present invention can be applied depending on the required degree of water repellency.

<比較例1>
光照射されていない、すなわち重合されていないフラーレン誘導体1の超分子組織体の耐熱性と撥水性との関係を調べた。試料には、参考例1の(iii)で得られたSi基板上の超分子組織体を用いた。150℃で5秒加熱した超分子組織体の水との接触角を測定した。結果を図25に示す。
<Comparative Example 1>
The relationship between the heat resistance and water repellency of the supramolecular structure of the fullerene derivative 1 that was not irradiated with light, ie, that was not polymerized, was examined. As the sample, the supramolecular structure on the Si substrate obtained in (iii) of Reference Example 1 was used. The contact angle of water with a supramolecular structure heated at 150 ° C. for 5 seconds was measured. The results are shown in FIG.

図25は、比較例1の加熱前後の超分子組織体の水との接触角の状態を示す図である。   FIG. 25 is a diagram illustrating a state of a contact angle with water of the supramolecular organization before and after heating in Comparative Example 1.

図25(A)は、光照射前かつ加熱前の超分子組織体の水との接触角の様子を示し、図10(A)と同一である。図25(B)は、光照射前かつ加熱後の超分子組織体の水との接触角の様子を示す。図10(A)を参照して説明したように、光照射前であっても、超分子組織体を構成するフラーレン構造体のフレーク構造によって良好な撥水性(接触角146.2°)を示す。しかしながら、図25(B)に示されるように、光照射していない超分子組織体を加熱すると、撥水性(接触角100.8°)が著しく低下した。これは、図18を参照して説明したように、超分子組織体を構成するフラーレン誘導体1の融点(140.3℃)を超える温度で加熱すると、フラーレン構造体を維持することができず、フレーク構造が壊れるためである。   FIG. 25 (A) shows the contact angle of the supramolecular tissue body with water before light irradiation and before heating, and is the same as FIG. 10 (A). FIG. 25 (B) shows the state of the contact angle of the supramolecular organization with water before light irradiation and after heating. As described with reference to FIG. 10 (A), even before light irradiation, the flake structure of the fullerene structure constituting the supramolecular organization exhibits good water repellency (contact angle 146.2 °). . However, as shown in FIG. 25 (B), when the supramolecular tissue that was not irradiated with light was heated, the water repellency (contact angle 100.8 °) was significantly reduced. As described with reference to FIG. 18, when heated at a temperature exceeding the melting point (140.3 ° C.) of the fullerene derivative 1 constituting the supramolecular organization, the fullerene structure cannot be maintained. This is because the flake structure is broken.

実施例4および比較例1から、高い耐熱性の維持に、超分子組織体を構成するフラーレン誘導体1の重合が寄与していることが示された。   From Example 4 and Comparative Example 1, it was shown that the polymerization of the fullerene derivative 1 constituting the supramolecular organization contributed to maintaining high heat resistance.

本発明の撥水性超分子組織体の耐薬品性および耐酸・アルカリ性と表面濡れ性との関係を調べた。試料には、実施例2において、完全に重合され安定化している、9時間光照射した、Si基板上の撥水性超分子組織体を用いた。   The chemical resistance of the water-repellent supramolecular structure of the present invention and the relationship between acid / alkali resistance and surface wettability were investigated. As the sample, the water-repellent supramolecular structure on the Si substrate that was completely polymerized and stabilized in Example 2 and irradiated with light for 9 hours was used.

光照射後の撥水性超分子組織体を各種有機溶媒に浸漬させ、耐薬品性および耐酸・アルカリ性と表面濡れ性との関係を調べた。クロロホルム(CHCl)に12時間浸漬させた撥水性超分子組織体の表面をSEMで観察した。結果を図26に示す。各種有機溶媒としてエタノール、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、アセトニトリル(CHCN)、酢酸エチル(AcOEt)、クロロホルム(CHCl)、トルエンおよびn−ヘキサン、酸・アルカリとしてpH=1の強酸水溶液およびpH=11の強アルカリ水溶液それぞれに、光照射後の撥水性超分子組織体を3分間浸漬させ、アセトンにて洗浄、乾燥後、水との接触角を測定した。結果を図27に示す。 The water-repellent supramolecular tissue after light irradiation was immersed in various organic solvents, and the relationship between chemical resistance and acid / alkali resistance and surface wettability was investigated. The surface of the water-repellent supramolecular tissue immersed in chloroform (CHCl 3 ) for 12 hours was observed with an SEM. The results are shown in FIG. Ethanol, acetone, tetrahydrofuran (THF), acetonitrile (CH 3 CN), ethyl acetate (AcOEt), chloroform (CHCl 3 ), toluene and n-hexane as various organic solvents, pH = 1 strong acid aqueous solution and pH as acid / alkali The water-repellent supramolecular structure after irradiation with light was immersed in each of the 11 strong alkaline aqueous solutions for 3 minutes, washed with acetone, dried, and then contacted with water. The results are shown in FIG.

図26は、実施例5のクロロホルムへ浸漬前後の撥水性超分子組織体のSEM像を示す図である。   FIG. 26 shows SEM images of the water-repellent supramolecular organization before and after immersion in chloroform in Example 5.

図26(A)は、クロロホルムへ浸漬前の撥水性超分子組織体のSEM像を示し、図26(B)は、クロロホルムへ浸漬後の撥水性超分子組織体のSEM像を示す。また、図26(B)から、本発明の超分子組織体を、フラーレン誘導体1に対して良溶媒であるクロロホルムに長時間浸漬させてもモルフォロジに何ら影響がないことが分かった。   FIG. 26A shows an SEM image of the water-repellent supramolecular structure before immersion in chloroform, and FIG. 26B shows an SEM image of the water-repellent supramolecular structure after immersion in chloroform. Further, from FIG. 26B, it was found that the morphology of the supramolecular tissue body of the present invention was not affected even when the fullerene derivative 1 was immersed in chloroform as a good solvent for a long time.

図27は、実施例5の撥水性超分子組織体の水との接触角の各種有機溶媒依存性を示す図である。   FIG. 27 is a diagram showing various organic solvent dependences of the contact angle of water-repellent supramolecular tissue body of Example 5 with water.

図27によれば、強酸性および強アルカリ性水溶液、クロロホルム、THFおよびトルエン等のフラーレン誘導体1に対する良溶媒、および、その他代表的な有機溶媒に本発明の撥水性超分子組織体を浸漬させても、その接触角は、いずれも144°以上を維持し、高い撥水性に何ら影響しないことがわかった。   According to FIG. 27, even when the water-repellent supramolecular tissue of the present invention is immersed in a strong acidic and strong alkaline aqueous solution, a good solvent for the fullerene derivative 1 such as chloroform, THF and toluene, and other typical organic solvents. The contact angles were all maintained at 144 ° or more, and it was found that there was no effect on the high water repellency.

<比較例2>
従来技術による超分子組織体として、特許文献2に記載の超分子組織体の耐薬品性を調べた。上式(1)においてアルキル鎖Rが、−O(CH19CHであり、上式(2)において(Fu)がC60であり、XがCHである、フラーレン誘導体2を用いて、特許文献2に記載の超分子組織体を合成した。
<Comparative example 2>
As the supramolecular organization according to the prior art, the chemical resistance of the supramolecular organization described in Patent Document 2 was examined. The fullerene derivative 2 in which the alkyl chain R in the above formula (1) is —O (CH 2 ) 19 CH 3 , (Fu) is C 60 in the above formula (2), and X is CH 3 is used. Thus, the supramolecular organization described in Patent Document 2 was synthesized.

フラーレン誘導体2を1,4−ジオキサン溶液(1mL)に溶解させ、70℃で2時間加熱し、室温まで冷却した。これにより、溶液の底部に黒茶色の析出物が生成した。実施例1の(iii)と同様の手順にて、析出物をSi基板上に層状化し、超分子組織体を合成した。   Fullerene derivative 2 was dissolved in 1,4-dioxane solution (1 mL), heated at 70 ° C. for 2 hours, and cooled to room temperature. This produced a black-brown precipitate at the bottom of the solution. In the same procedure as in (iii) of Example 1, the precipitate was layered on the Si substrate to synthesize a supramolecular organization.

次いで、従来技術による超分子組織体に、実施例3および4と同様に光照射を行った。光照射は、25℃で150Wの低圧Hgランプを用い、9時間行った。光照射後の従来技術による超分子組織体の表面の様子をSEMにより観察した。その後、光照射後の従来技術による超分子組織体を、フラーレン誘導体2に対する良溶媒であるクロロホルムに5秒浸漬させた後、再度、超分子組織体の表面の様子をSEMにより観察した。これらの観察結果を図28に示す。   Subsequently, the supramolecular organization according to the prior art was irradiated with light in the same manner as in Examples 3 and 4. Light irradiation was performed for 9 hours using a low-pressure Hg lamp of 150 W at 25 ° C. The state of the surface of the supramolecular organization according to the prior art after light irradiation was observed by SEM. Thereafter, the supramolecular structure according to the prior art after the light irradiation was immersed in chloroform, which is a good solvent for the fullerene derivative 2, for 5 seconds, and then the surface state of the supramolecular structure was observed again by SEM. The observation results are shown in FIG.

図28は、比較例2のクロロホルムへ浸漬前後の従来技術による超分子組織体のSEM像を示す図である。   FIG. 28 is a diagram showing SEM images of supramolecular structures according to the prior art before and after immersion in chloroform of Comparative Example 2.

図28(A)は、光照射後、かつ、クロロホルム浸漬前の従来技術による超分子組織体の表面の様子を示し、図28(B)は、光照射後、かつ、クロロホルム浸漬後の従来技術による超分子組織体の表面の様子を示す。図28(A)より、従来技術による超分子組織体を光照射しても、図26(A)に示す本発明の撥水性超分子組織体と同様のモルフォロジを示すことを確認した。一方、図28(B)によれば、超分子組織体の多くはクロロホルムに溶解し、超分子組織体のごく一部がSi基板上に残っていることを示す。   FIG. 28 (A) shows the state of the surface of the supramolecular structure after irradiation with light and before immersion in chloroform, and FIG. 28 (B) shows the prior art after irradiation with light and after immersion in chloroform. Shows the surface of the supramolecular organization. From FIG. 28 (A), it was confirmed that even when the supramolecular structure according to the prior art was irradiated with light, the same morphology as that of the water-repellent supramolecular structure of the present invention shown in FIG. 26 (A) was exhibited. On the other hand, FIG. 28B shows that most of the supramolecular structures are dissolved in chloroform, and only a small part of the supramolecular structures remain on the Si substrate.

従来技術による超分子組織体を構成するフラーレン誘導体2のアルキル鎖は、重合性官能基を有さない。したがって、光照射後の従来技術による超分子組織体は、超分子組織体を構成するフラーレン誘導体2のフラーレン部位が互いに重合しているものの、アルキル鎖は互いに重合していない。このフラーレン部位の重合により、超分子組織体の一部のみがSi基板上に留まったものと考えられる。   The alkyl chain of the fullerene derivative 2 constituting the supramolecular organization according to the prior art does not have a polymerizable functional group. Therefore, in the supramolecular organization according to the prior art after the light irradiation, the fullerene sites of the fullerene derivative 2 constituting the supramolecular organization are polymerized with each other, but the alkyl chains are not polymerized with each other. It is considered that due to the polymerization of the fullerene site, only a part of the supramolecular organization remained on the Si substrate.

実施例5および比較例2から、撥水性超分子組織体の高い耐環境特性は、撥水性超分子組織体を構成する、フラーレン誘導体1のフラーレン部位が互いに重合するとともに、アルキル鎖が互いに重合することによって達成されることが示された。   From Example 5 and Comparative Example 2, the high environmental resistance of the water-repellent supramolecular structure is that the fullerene sites of the fullerene derivative 1 constituting the water-repellent supramolecular structure are polymerized with each other and the alkyl chains are polymerized with each other. It has been shown that this is achieved.

上述したように、本発明による撥水性超分子組織体は、フラーレン誘導体が組織化され二分子膜構造を形成し、フレーク構造の粒子状の形状を有するフラーレン構造体が層状に組織化されている。このような構造により撥水性を発現する。また、撥水性超分子組織体は、フラーレン誘導体のそれぞれが重合されている。これにより、本発明による撥水性超分子組織体は、高い強度、および、高い耐薬品性、耐酸・アルカリ性、耐熱性等の高い耐環境特性を有する。このような撥水性超分子組織体は、耐環境特性が要求される、防水性、防曇性、防湿性、防着氷雪性などが要求される各種部材や製品に利用可能である。また、本発明による撥水性超分子組織体は、高力学耐久材料、光電子材料としても利用可能である。さらに、本発明の撥水性超分子組織体を低摩擦、不濡れが要求されるMEMS/NEMS、マイクロ流路等へ適用してもよい。   As described above, in the water-repellent supramolecular structure according to the present invention, the fullerene derivative is organized to form a bilayer structure, and the fullerene structure having a flake-like particle shape is organized in layers. . Such a structure exhibits water repellency. In the water-repellent supramolecular organization, each fullerene derivative is polymerized. Thereby, the water-repellent supramolecular structure according to the present invention has high strength and high environmental resistance such as high chemical resistance, acid / alkali resistance, and heat resistance. Such a water-repellent supramolecular structure can be used for various members and products that are required to have environmental resistance, such as waterproof, anti-fogging, moisture-proof, and anti-icing and snow-proofing properties. The water-repellent supramolecular organization according to the present invention can also be used as a high mechanical durability material and an optoelectronic material. Furthermore, the water-repellent supramolecular organization of the present invention may be applied to MEMS / NEMS, microchannels, etc. that require low friction and non-wetting.

100 撥水性超分子組織体
110 基材
120 フラーレン構造体
130、310 フラーレン誘導体
140 二分子膜構造
150、160 重合
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Water-repellent supramolecular organization 110 Base material 120 Fullerene structure 130,310 Fullerene derivative 140 Bimolecular film structure 150,160 Polymerization

Claims (11)

フラーレン構造体が層状に組織化された撥水性超分子組織体であって
前記フラーレン構造体は、フラーレン誘導体が組織化された二分子膜構造からなり、フレーク構造の粒子状の形状を有し、
前記フラーレン誘導体は、互いに重合されていることを特徴する撥水性超分子組織体。
The fullerene structure is a water-repellent supramolecular structure organized in layers, and the fullerene structure has a bilayer structure in which fullerene derivatives are organized, and has a particle shape of flake structure,
A water-repellent supramolecular organization, wherein the fullerene derivatives are polymerized with each other.
請求項1に記載の撥水性超分子組織体において、
前記フラーレン誘導体がそれぞれ有するフラーレン部位は、互いに重合されており、
前記フラーレン誘導体がそれぞれ有するアルキル鎖は、互いに重合されていることを特徴とする、撥水性超分子組織体。
In the water-repellent supramolecular organization according to claim 1,
The fullerene moieties of the fullerene derivatives are polymerized with each other,
The water-repellent supramolecular organization, wherein the alkyl chains of the fullerene derivatives are polymerized with each other.
請求項1に記載の撥水性超分子組織体において、前記フラーレン誘導体は、式(1)で示され、式(2)で示されるフラーレン部位Aと、前記フラーレン部位に結合したベンゼン環と、前記ベンゼン環の3,4,5位それぞれに結合したアルキル鎖Rとを含み、
ここで、前記式(1)において、前記アルキル鎖Rのそれぞれは、少なくとも20個の炭素原子および重合性官能基を含み、前記アルキル鎖Rのそれぞれは、前記重合性官能基を介して重合しており、
前記式(2)において、(Fu)はフラーレンを、Xは水素原子またはメチル基を示し、前記フラーレン部位Aの含窒素5員環に前記ベンゼン環が結合しており、前記フラーレン部位は前記フラーレンを介して互いに重合していることを特徴とする、撥水性超分子組織体。
The water-repellent supramolecular organization according to claim 1, wherein the fullerene derivative is represented by the formula (1), the fullerene site A represented by the formula (2), a benzene ring bonded to the fullerene site, and the An alkyl chain R bonded to each of the 3, 4 and 5 positions of the benzene ring,
Here, in the formula (1), each of the alkyl chains R includes at least 20 carbon atoms and a polymerizable functional group, and each of the alkyl chains R is polymerized via the polymerizable functional group. And
In the formula (2), (Fu) represents a fullerene, X represents a hydrogen atom or a methyl group, the benzene ring is bonded to a nitrogen-containing 5-membered ring of the fullerene moiety A, and the fullerene moiety is the fullerene. A water-repellent supramolecular structure characterized in that they are polymerized with each other.
請求項3に記載の撥水性超分子組織体において、前記重合性官能基は、ジアセチレン基であることを特徴とする、撥水性超分子組織体。   The water-repellent supramolecular organization according to claim 3, wherein the polymerizable functional group is a diacetylene group. 請求項3に記載の撥水性超分子組織体において、前記アルキル鎖Rのそれぞれは、−O(CHC≡C−C≡C(CH13CHであることを特徴とする、撥水性超分子組織体。 4. The water-repellent supramolecular organization according to claim 3, wherein each of the alkyl chains R is —O (CH 2 ) 9 C≡C—C≡C (CH 2 ) 13 CH 3. Water repellent supramolecular organization. 請求項1〜5のいずれかに記載の撥水性超分子組織体の製造方法であって、
フラーレン誘導体と、テトラヒドロフランと、メタノールとの混合物を加熱し、フラーレン構造体を析出させるステップであって、前記フラーレン誘導体は、式(1)で示され、式(2)で示されるフラーレン部位Aと、前記フラーレン部位に結合したベンゼン環と、前記ベンゼン環の3,4,5位それぞれに結合したアルキル鎖Rとを含み、
ここで、前記式(1)において、前記アルキル鎖Rのそれぞれは、少なくとも20個の炭素原子、および、重合性官能基を含む、ステップと、
前記フラーレン構造体を冷却・保持し、安定化させるステップと、
前記フラーレン構造体を層状化するステップと、
前記フラーレン構造体に光を照射するステップと
からなることを特徴とする、製造方法。
It is a manufacturing method of the water repellent supramolecular organization according to any one of claims 1 to 5,
A step of heating a mixture of a fullerene derivative, tetrahydrofuran and methanol to precipitate a fullerene structure, wherein the fullerene derivative is represented by the formula (1), and the fullerene site A represented by the formula (2): A benzene ring bonded to the fullerene moiety, and an alkyl chain R bonded to each of the 3, 4, and 5 positions of the benzene ring,
Here, in the formula (1), each of the alkyl chains R includes at least 20 carbon atoms and a polymerizable functional group; and
Cooling, holding and stabilizing the fullerene structure;
Layering the fullerene structure;
Irradiating the fullerene structure with light. A manufacturing method comprising:
請求項6に記載の方法において、前記加熱し、析出させるステップは、40℃〜60℃の温度範囲で行うことを特徴とする、方法。   The method according to claim 6, wherein the heating and precipitating step is performed in a temperature range of 40 ° C. to 60 ° C. 請求項6に記載の方法において、前記冷却・保持し、安定化させるステップは、−10℃〜−90℃の温度範囲で12時間〜24時間の間行うことを特徴とする、方法。   The method according to claim 6, wherein the step of cooling, holding and stabilizing is performed at a temperature range of -10 ° C to -90 ° C for 12 hours to 24 hours. 請求項6に記載の方法において、前記光を照射するステップは、脱酸素雰囲気で行うことを特徴とする、方法。   The method according to claim 6, wherein the irradiating step is performed in a deoxygenated atmosphere. 請求項6に記載の方法において、前記アルキル鎖Rのそれぞれは、−O(CHC≡C−C≡C(CH13CHであることを特徴とする、方法。 The method of claim 6, wherein each of the alkyl chain R, characterized in that it is a -O (CH 2) 9 C≡C- C≡C (CH 2) 13 CH 3, method. 請求項6に記載の方法において、前記加熱し、析出させるステップの後、かつ、前記層状化するステップおよび光照射するステップの前に、前記混合物に前記フラーレン誘導体に対する貧溶媒を添加するステップをさらに包含することを特徴とする、方法。   The method according to claim 6, further comprising adding a poor solvent for the fullerene derivative to the mixture after the heating and precipitating step and before the layering step and the light irradiation step. A method characterized by comprising.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019004275A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 昭和電工株式会社 Organofluorine compound, lubricant, and method for treating magnetic recording medium
CN114479135A (en) * 2022-01-24 2022-05-13 安徽师范大学 Spiral-structure polydiacetylene supramolecular gel and preparation method and application thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0859220A (en) * 1994-08-19 1996-03-05 Sony Corp Fullerene polmer, fullerene polymer film, fullerene polymer-containing material, and their production
JPH08283199A (en) * 1995-04-13 1996-10-29 Nippon Kayaku Co Ltd Fullerene derivative, resin composition and its cured material
JP2004099478A (en) * 2002-09-06 2004-04-02 Noguchi Inst Gelling agent capable of enlarging molecule
JP2007137809A (en) * 2005-11-17 2007-06-07 National Institute For Materials Science Fullerene derivative, method for producing fullerene derivative, nano-mesoscopic material and method for producing nano-mesoscopic material
JP2008303148A (en) * 2007-06-05 2008-12-18 National Institute For Materials Science Supramolecular structure and its production method
JP2009061580A (en) * 2007-08-09 2009-03-26 National Institute For Materials Science Nano flake-like metal composite material, and manufacturing method of the same and surface enhanced raman scattering active substrate

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0859220A (en) * 1994-08-19 1996-03-05 Sony Corp Fullerene polmer, fullerene polymer film, fullerene polymer-containing material, and their production
JPH08283199A (en) * 1995-04-13 1996-10-29 Nippon Kayaku Co Ltd Fullerene derivative, resin composition and its cured material
JP2004099478A (en) * 2002-09-06 2004-04-02 Noguchi Inst Gelling agent capable of enlarging molecule
JP2007137809A (en) * 2005-11-17 2007-06-07 National Institute For Materials Science Fullerene derivative, method for producing fullerene derivative, nano-mesoscopic material and method for producing nano-mesoscopic material
JP2008303148A (en) * 2007-06-05 2008-12-18 National Institute For Materials Science Supramolecular structure and its production method
JP2009061580A (en) * 2007-08-09 2009-03-26 National Institute For Materials Science Nano flake-like metal composite material, and manufacturing method of the same and surface enhanced raman scattering active substrate

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019004275A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 昭和電工株式会社 Organofluorine compound, lubricant, and method for treating magnetic recording medium
JPWO2019004275A1 (en) * 2017-06-30 2019-11-07 昭和電工株式会社 ORGANIC FLUORINE COMPOUND, LUBRICANT, AND METHOD FOR TREATING MAGNETIC RECORDING MEDIUM
US11525032B2 (en) 2017-06-30 2022-12-13 Showa Denko K.K. Organic fluorine compound, lubricant, and processing method of magnetic recording medium
US11820862B2 (en) 2017-06-30 2023-11-21 Resonac Corporation Organic fluorine compound, lubricant, and processing method of magnetic recording medium
CN114479135A (en) * 2022-01-24 2022-05-13 安徽师范大学 Spiral-structure polydiacetylene supramolecular gel and preparation method and application thereof
CN114479135B (en) * 2022-01-24 2023-07-25 安徽师范大学 Polydiacetylene supermolecular gel with spiral structure and preparation method and application thereof

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