JP2012188389A - Compound having stable radical structure, and sol, gel and xerogel made using the same - Google Patents

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克明 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stable radical-containing compound having functions as a surfactant to organize a stable radical compound, and to provide a micelle and an emulsion made using the compound.SOLUTION: There are provided a compound having in a molecule a stable radical structure and a part having hydrogen bonding ability and also a sol, a gel and a xerogel containing the compound. As the xerogel containing a stable radical has a three-dimensional network structure, so it has a high radical density per unit surface area and is usable for an electrode material of an organic radical cell and the like.

Description

本発明は安定ラジカル構造を有する化合物及び安定ラジカルをもつゾル、ゲル、キセロゲルに関する。   The present invention relates to a compound having a stable radical structure and a sol, gel or xerogel having a stable radical.

近年、安定ラジカル構造を含む液晶材料が見出され磁場制御による物質輸送などへの応用が検討され始めている(特許文献1、2)。また、安定ラジカルを含むポリマー材料が有機ラジカル電池の電極材料として優れた特性をもつことも見出されている(特許文献3)。一方、ゲル化剤は広く一般的に用いられており、その応用範囲も広い。   In recent years, liquid crystal materials having a stable radical structure have been found, and application to mass transport by magnetic field control has been studied (Patent Documents 1 and 2). It has also been found that polymer materials containing stable radicals have excellent properties as electrode materials for organic radical batteries (Patent Document 3). On the other hand, gelling agents are widely used and have a wide range of applications.

ところで、安定ラジカルの機能を活用するには、そのラジカル構造を組織化・高密度化することが重要であり、これまでのところ安定ラジカル構造をもつポリマーとして電極材料に用いられているが、より高性能なラジカル材料とするにはさらなる高密度化が要求されている。   By the way, in order to utilize the function of a stable radical, it is important to organize and increase the density of the radical structure. So far, it has been used as an electrode material as a polymer having a stable radical structure. Higher density is required for high-performance radical materials.

安定ラジカル化合物を組織化する手法の一例としては、先に挙げた安定ラジカル構造を有する液晶材料がある。しかしながら、安定ラジカル含有の液晶を用いても、ゲルや三次元網目構造をもつキセロゲルを構築することはできないことから、安定ラジカルの機能活用が遅れていた。   As an example of a method for organizing a stable radical compound, there is a liquid crystal material having the above-described stable radical structure. However, even if a stable radical-containing liquid crystal is used, a gel or a xerogel having a three-dimensional network structure cannot be constructed.

特開2009−215187号公報JP 2009-215187 A 特開2009−79020号公報JP 2009-79020 A 特許第3687736号公報Japanese Patent No. 3687736

本発明の課題は、安定ラジカル化合物を組織化するために、ゲル化剤としての機能を有する安定ラジカル含有化合物を提供し、当該化合物を用いたゾル、ゲル又は三次元網目構造をもつキセロゲルを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a stable radical-containing compound having a function as a gelling agent in order to organize a stable radical compound, and to provide a xerogel having a sol, gel or three-dimensional network structure using the compound. There is to do.

本発明者らは、安定ラジカルを含む化合物に種々の官能基を付与することを検討して、安定ラジカルを含む化合物に水素結合能力を付与することにより安定ラジカルを含むゾルやゲル、キセロゲルを形成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have studied the addition of various functional groups to compounds containing stable radicals, and formed sols, gels, and xerogels containing stable radicals by imparting hydrogen bonding ability to compounds containing stable radicals. As a result, the present invention has been completed.

本発明は、1分子中に安定ラジカル構造及び水素結合能力を持つ部位を有する化合物を提供し、併せて当該化合物と水又は有機溶媒を含有するゾル、ゲル又はキセロゲルを提供する。   The present invention provides a compound having a site having a stable radical structure and a hydrogen bonding ability in one molecule, and also provides a sol, gel or xerogel containing the compound and water or an organic solvent.

一般的にラジカル化合物は不安定であり、空気中など一般的な環境下では速やかに化学反応を起こして消失してしまう。そのため通常のラジカル化合物を様々な用途に使用される材料として用いることは困難である。一方、ニトロキシドラジカル化合物などは、空気中でも安定であるため、ラジカルとしての特殊な性質を反映させた材料に用いることが可能となる。例えば、組織化されたラジカル材料は常磁性や強磁性などを発現させることが可能である。液晶性を示す化合物に安定ラジカルを組み込むことにより、組織化されたラジカル構造を構築でき、これを磁石などの磁場を用いて移動させることができる。   In general, radical compounds are unstable and quickly disappear due to a chemical reaction in a general environment such as in the air. Therefore, it is difficult to use a normal radical compound as a material used for various purposes. On the other hand, since nitroxide radical compounds and the like are stable in air, they can be used for materials reflecting special properties as radicals. For example, organized radical materials can develop paramagnetism, ferromagnetism, and the like. By incorporating a stable radical into a compound exhibiting liquid crystallinity, an organized radical structure can be constructed, which can be moved using a magnetic field such as a magnet.

一方、ゲル化剤は水もしくは有機溶媒などと混和することにより、ゾル、ゲルもしくはキセロゲルを形成することができる。ゾルとは液体分散系のコロイドであり、コロイドとは一方が微小な液滴あるいは微粒子を形成し(分散相)、他方に分散した2組の相から構成された物質状態のことである。ゲルは本質的にゾルと同じであるが、分散質のネットワークにより高い粘性を持ち流動性を失い、系全体としては固体状になったものである。そしてこのゲルが乾燥したものがキセロゲルである。一般にキセロゲルは三次元網目構造をもっており、広い表面積を有している。例えばシリカゲルは代表的なキセロゲルであり高い吸湿性をもつ。ゲル化剤は、水もしくは有機溶媒系においてある種の組織構造もしくはネットワーク構造を構築する能力が必要であり、これには分子中に水素結合などの部位を持つことが重要である。すなわち、系内において分子間の水素結合により分子が凝集し、その際に分子全体の分子間相互作用によりある種の組織化が行われる。その凝集レベルによりゾルもしくはゲルが形成される。   On the other hand, a gelling agent can form a sol, gel or xerogel by mixing with water or an organic solvent. A sol is a colloid of a liquid dispersion system. A colloid is a substance state composed of two pairs of phases, one of which forms fine droplets or fine particles (dispersed phase) and the other is dispersed. A gel is essentially the same as a sol, but has a high viscosity due to a dispersoid network, loses fluidity, and becomes a solid as a whole system. The dried gel is xerogel. In general, xerogel has a three-dimensional network structure and a large surface area. For example, silica gel is a typical xerogel and has high hygroscopicity. The gelling agent is required to have the ability to build a certain type of tissue structure or network structure in water or an organic solvent system, and it is important to have a site such as a hydrogen bond in the molecule. That is, molecules aggregate in the system due to intermolecular hydrogen bonding, and at that time, some kind of organization is performed by intermolecular interaction of the whole molecule. Depending on the aggregation level, a sol or gel is formed.

本発明の安定ラジカル構造を有する化合物は、ゲル化剤としての機能を有することから、安定ラジカル構造を含むゾル、ゲル、キセロゲルを容易に製造することが可能となる。とりわけ安定ラジカル構造をもつキセロゲルは、三次元網目構造を有するためその表面積が大きく、安定ラジカルを活用した各種材料への応用が可能となる。また、安定ラジカルを含むキセロゲルは三次元網目構造を持つため、単位表面積当たりのラジカル密度が高く、有機ラジカル電池などの電極材料に使用することができる。   Since the compound having a stable radical structure of the present invention has a function as a gelling agent, sols, gels, and xerogels having a stable radical structure can be easily produced. In particular, xerogel having a stable radical structure has a large surface area because it has a three-dimensional network structure, and can be applied to various materials utilizing stable radicals. Moreover, since the xerogel containing a stable radical has a three-dimensional network structure, it has a high radical density per unit surface area and can be used for an electrode material such as an organic radical battery.

(S,S,S)-1のESI-MSスペクトルである。It is an ESI-MS spectrum of (S, S, S) -1. (S,S,S)-1の1H NMRスペクトルである。1 is a 1 H NMR spectrum of (S, S, S) -1. (S,S,S)-1の13C NMRスペクトルである。It is a 13 C NMR spectrum of (S, S, S) -1. (S,S,S)-1を用いたヒドロゲルである。This is a hydrogel using (S, S, S) -1. ヒドロゲル(S,S,S)-1のDSC分析結果を表す図である。It is a figure showing the DSC analysis result of hydrogel (S, S, S) -1. (S,S,S)-1のヒドロゲルの偏光顕微鏡画像:200倍(左), 1000倍(右)である。Polarization microscope images of (S, S, S) -1 hydrogel: 200 × (left) and 1000 × (right). (S,S,S)-1のキセロゲルのSEM画像:500倍(左), 10000倍(右)である。SEM images of xerogel of (S, S, S) -1: 500 times (left) and 10000 times (right). (S,S,S)-1のヒドロゲルのEPRスペクトルの温度依存性を表す図である。It is a figure showing the temperature dependence of the EPR spectrum of the hydrogel of (S, S, S) -1. (S,S,S)-1のヒドロゲルの線幅(ΔH)(左)とg値の温度依存性(右)を表す図である。It is a figure showing the temperature dependence (right) of the line width ((DELTA) H) (left) and g value of the hydrogel of (S, S, S) -1.

本発明は、1分子中に安定ラジカル構造と水素結合能力をもつ化合物に関するものであり、このラジカル化合物は、水中もしくは有機溶媒中で三次元構造を構築することを特徴とする。   The present invention relates to a compound having a stable radical structure and hydrogen bonding ability in one molecule, and this radical compound is characterized in that a three-dimensional structure is constructed in water or in an organic solvent.

本発明の化合物は具体的には、下記一般式(A1)で表される化合物が好ましい。   Specifically, the compound of the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (A1).

(式中、Wは、下記一般式(W−1)から一般式(W−3)のいずれかの構造を表し、
(式中、Ra及びRbは、それぞれ独立的に水素原子又は1〜12個の炭素原子を有するアルキルを表す。)
式中、Rは水素又は炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数1〜30のアルコキシル基、炭素数2〜30のアルケニルオキシ基(それぞれの基中の1個以上の水素原子は独立的にフッ素原子に置換されていてもよく、またそれぞれの基中の一つ又は二つ以上の−CH−は互いに独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基を表す。)、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−又は−CH=CH−置換されていても良い。)、又はP−Sp−を表し、
(式中、Pは以下の式(R−1)から式(R−15)の何れかの構造を表し、
Spは酸素原子同士が直接結合しないものとして炭素原子が酸素原子、−COO−、−OCO−、又は−OCOO−に置き換えられても良い炭素数2〜12のアルキレン基、又は単結合を表す。)
及びAは、それぞれ独立的にトランス−1,4−シクロヘキシレン基又は1,4−フェニレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基(それぞれの基中の1個以上の水素原子は独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されていてもよく、また基中の芳香環の1個以上のCHは独立的にNに置換されていてもよい。)、又は単結合を表し、
m及びnは、それぞれ独立的に0、1、2又は3を表すが、m+nは1から6の整数であり、
及びZは、それぞれ独立に−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CF−、−OCF−、−CFO−、−CFCH−、−CHCF−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CH−、又は単結合であり、
(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基を表す。)
Vは酸素原子同士が直接結合しないものとして炭素原子が酸素原子、−COO−、−OCO−若しくは−OCOO−に置き換えられても良い炭素数2〜12のアルキレン基、又は単結合を表し、
Xは−(CONY−CHY−Rを表し、
(式中、Yは(Z−A−Rを、Yは(Z−A−Rをそれぞれ表し、
(式中、A及びAは互いに独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン基又は1,4−フェニレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、インドール−3,6−ジイル基、ピロリジン−2,4−ジイル基、イミダゾール−4,5−ジイル基(それぞれの基中の1個以上の水素原子は独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されていてもよく、また基中の芳香環の1個以上のCHは独立的にNに置換されていてもよく。)又は単結合を表し、
及びZは、それぞれ独立に−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CF−、−OCF−、−CFO−、−CFCH−、−CHCF−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CH−、又は単結合を表し、R、R、Rは水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基を表し、
j、k及びlは、それぞれ独立的に0、1、2又は3を表す。)
は水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数1〜12のアルコキシル基又は炭素数2〜12のアルケニルオキシ基(それぞれの基中の1個以上の水素原子は独立的にフッ素原子に置換されていてもよく、またそれぞれの基中の一つ又は二つ以上の−CH−は互いに独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CH−、又は単結合に置換されていても良い。)を表す。)
(Wherein, W represents the structure of any one of the following general formulas (W-1) to (W-3),
(In the formula, Ra and Rb each independently represent a hydrogen atom or an alkyl having 1 to 12 carbon atoms.)
In the formula, R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 30 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 30 carbon atoms (1 in each group). One or more hydrogen atoms may be independently substituted with fluorine atoms, and one or two or more of —CH 2 — in each group are independent of each other and oxygen atoms are not directly bonded to each other. -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCS-, -SCO-, -CONR 0- , -NR 0 CO- (wherein R 0 is a hydrogen atom or Represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.), —CH═N—, —N═CH—, —N═N— or —CH═CH—may be substituted), or P—Sp—. Represents
(In the formula, P represents any structure of the following formulas (R-1) to (R-15),
Sp represents a C2-C12 alkylene group in which carbon atoms may be replaced by oxygen atoms, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, or a single bond, assuming that oxygen atoms are not directly bonded to each other. )
A 1 and A 2 are each independently a trans-1,4-cyclohexylene group, 1,4-phenylene group, naphthalene-2,6-diyl group (one or more hydrogen atoms in each group are independently Optionally substituted with a fluorine atom or a chlorine atom, and one or more CHs of the aromatic ring in the group may be independently substituted with N.), or represents a single bond,
m and n each independently represent 0, 1, 2, or 3, m + n is an integer from 1 to 6;
Z 1 and Z 2 are each independently —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, —OCS—, —SCO—, —CONR 1 —, —NR 1 CO—, — CH 2 -, - OCH 2 - , - CH 2 O -, - SCH 2 -, - CH 2 S -, - CF 2 -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - CF 2 CH 2 -, - CH 2 CF 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CH═N—, —N═CH—, —N═N—, —CH═CH—, or a single bond,
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.)
V represents a C2-C12 alkylene group in which a carbon atom may be replaced by an oxygen atom, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, or a single bond, assuming that oxygen atoms are not directly bonded to each other;
X is - represents (CONY 1 -CHY 2) j -R 2,
Wherein Y 1 represents (Z 3 -A 3 ) k -R 3 , Y 2 represents (Z 4 -A 4 ) 1 -R 4 ,
(Wherein A 3 and A 4 are independently of each other a trans-1,4-cyclohexylene group or 1,4-phenylene group, naphthalene-2,6-diyl group, indole-3,6-diyl group, pyrrolidine. -2,4-diyl group, imidazole-4,5-diyl group (one or more hydrogen atoms in each group may be independently substituted with fluorine atoms or chlorine atoms, One or more CH in the ring may be independently substituted with N.) or represents a single bond,
Z 3 and Z 4 are each independently —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, —OCS—, —SCO—, —CONR 5 —, —NR 5 CO—, — CH 2 -, - OCH 2 - , - CH 2 O -, - SCH 2 -, - CH 2 S -, - CF 2 -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - CF 2 CH 2 -, - CH 2 CF 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CH═N—, —N═CH—, —N═N—, —CH═CH—, or a single bond, R 3 , R 4 and R 5 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms,
j, k and l each independently represents 0, 1, 2 or 3. )
R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 12 carbon atoms (one in each group) The above hydrogen atoms may be independently substituted with fluorine atoms, and one or two or more —CH 2 — in each group may be independently independent of each other and oxygen atoms are not directly bonded to each other. , -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCS-, -SCO-, -CONR 0- , -NR 0 CO-, -CH = N-, -N = CH -, -N = N-, -CH = CH-, or may be substituted with a single bond). )

安定ラジカル構造であるWは分子の直線性を重視する場合には、(W−1)が好ましく、この場合、置換されるアルキル基Ra及びRbはメチル基又はエチル基が好ましい。   W, which is a stable radical structure, is preferably (W-1) when importance is attached to the linearity of the molecule. In this case, the substituted alkyl groups Ra and Rb are preferably a methyl group or an ethyl group.

Rは、炭素数10〜20のアルコキシル、炭素数10〜20のアルキル基又は炭素数10〜20のアルケニル基が好ましく、炭素数10〜20のアルコキシル又は炭素数10〜20のアルキル基がより好ましく、炭素数10〜20のアルコキシル基が特に好ましい。Rが「P−Sp−」を表す場合において、前記Pは重合の容易さから前記式(R−1)又は前記式(R−2)が好ましく、前記Spは、末端の−CH−が−O−に置換されていてもよい炭素数3〜8のアルキレン基が好ましい。 R is preferably an alkoxy group having 10 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms or an alkenyl group having 10 to 20 carbon atoms, more preferably an alkoxyl having 10 to 20 carbon atoms or an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms. An alkoxyl group having 10 to 20 carbon atoms is particularly preferable. In the case where R represents "P-Sp-", the P is preferably the formula (R-1) or the formula (R-2) from the viewpoint of ease of polymerization, and the Sp is a terminal -CH 2-. An alkylene group having 3 to 8 carbon atoms which may be substituted with -O- is preferable.

及びAは、それぞれ独立して1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基が好ましく、1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基がより好ましく、1,4−フェニレン基が特に好ましい。 A 1 and A 2 are each independently preferably a 1,4-phenylene group, a trans-1,4-cyclohexylene group or a naphthalene-2,6-diyl group, and a 1,4-phenylene group or a trans-1, A 4-cyclohexylene group is more preferable, and a 1,4-phenylene group is particularly preferable.

は、単結合、−COO−(−C(=O)−O−)又は−OCO−(−O−C(=O)−)が好ましく、単結合又は−COO−がより好ましく、単結合が特に好ましい。
は、単結合、−OCO−又は−COO−が好ましく、単結合又は−OCO−がより好ましく、単結合が特に好ましい。
Z 1 is preferably a single bond, —COO — (— C (═O) —O—) or —OCO — (— O—C (═O) —), more preferably a single bond or —COO—. Bonding is particularly preferred.
Z 2 is preferably a single bond, —OCO— or —COO—, more preferably a single bond or —OCO—, and particularly preferably a single bond.

m及びnは、それぞれ独立して1、2又は3が好ましく、1又は2がより好ましい。このとき、m+nは2、3、4又は5が好ましく、2、3又は4がより好ましい。
前記m又はnが2〜3である場合、前記式(A1)中の複数のZ、A、Z及びAはそれぞれ独立している。
m and n are each independently preferably 1, 2 or 3, more preferably 1 or 2. At this time, m + n is preferably 2, 3, 4 or 5, and more preferably 2, 3 or 4.
When m or n is 2 to 3, a plurality of Z 1 , A 1 , Z 2 and A 2 in the formula (A1) are independent of each other.

、及びRは、それぞれ独立して水素原子、メチル基又はエチル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましく、水素原子が特に好ましい。
前記式(A1)中にR又はRが複数含まれる場合、複数のR及びRはそれぞれ独立している。
R 0 and R 1 are each independently preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and particularly preferably a hydrogen atom.
When a plurality of R 0 or R 1 are contained in the formula (A1), the plurality of R 0 and R 1 are independent from each other.

Vは、酸素原子同士が直接結合しないものとして炭素原子が酸素原子、−COO−、−OCO−若しくは−OCOO−に置き換えられても良い炭素数2〜6のアルキレン基又は単結合が好ましく、単結合がより好ましい。   V is preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms or a single bond in which the carbon atom may be replaced by an oxygen atom, -COO-, -OCO- or -OCOO-, assuming that the oxygen atoms are not directly bonded to each other. Bonding is more preferred.

好適なXとしては、例えば、−(CONH−CHCH−Rで表される式(X−01)が挙げられる。式(X−01)は、Xの、kが0、lが0、Rが水素原子、且つRがメチル基であることによって、Yが水素原子、且つYがメチル基となったものである。
式(X−01)中、jは1又は2が好ましい。
Suitable X, for example, - (CONH-CHCH 3) represented by formula with j -R 2 (X-01) are mentioned. In formula (X-01), k is 0, l is 0, R 3 is a hydrogen atom, and R 4 is a methyl group, whereby Y 1 is a hydrogen atom and Y 2 is a methyl group. It is a thing.
In formula (X-01), j is preferably 1 or 2.

は、一つ又は二つ以上の−CH−が互いに独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、若しくは−CH=CH−に置換されていても良いメチル基又はエチル基、或いは水素原子が好ましく、一つ又は二つ以上の−CH−が互いに独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、若しくは−CH=CH−に置換されていても良いメチル基又はエチル基がより好ましい。 R 2 is one in which one or two or more —CH 2 — are independent of each other and oxygen atoms are not directly bonded to each other, and —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO— , -OCS-, -SCO-, -CONR 0- , -NR 0 CO-, -CH = N-, -N = CH-, -N = N-, or -CH = CH- A good methyl group or ethyl group, or a hydrogen atom is preferable, and one or two or more —CH 2 — are independent of each other and oxygen atoms are not directly bonded to each other, —O—, —S—, —CO -, - COO -, - OCO -, - OCS -, - SCO -, - CONR 0 -, - NR 0 CO -, - CH = N -, - N = CH -, - N = N-, or -CH A methyl group or ethyl group which may be substituted with ═CH— is more preferable.

本発明において、R及びRを構成する1価の炭化水素基のうち、−CH−は前述の通り、置換されていてもよい。このとき、前記1価の炭化水素の末端の−CHは、−CH−Hであるから、同様に置換されうる。例えば、Rの末端の−CHにおける−CH−は、−COO−に置換されて、−COOHとなりうる。 In the present invention, among the monovalent hydrocarbon groups constituting R and R 2 , —CH 2 — may be substituted as described above. At this time, since —CH 3 at the end of the monovalent hydrocarbon is —CH 2 —H, it can be similarly substituted. For example, —CH 2 — in —CH 3 at the end of R 2 can be substituted with —COO— to become —COOH.

両親媒性を重視する場合、A及びAはそれぞれ独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン基又は1,4−フェニレン基が好ましく、m及びnはそれぞれ独立して1から2が好ましく、Z及びZはそれぞれ独立して、−COO−又は単結合が好ましい。また、比較的弱い水素結合能力を要する場合jは1が好ましいが、より高い水素結合能力を必要とする場合には、jが2又は3であることが好ましい。 When emphasizing amphiphilicity, A 1 and A 2 are each independently preferably a trans-1,4-cyclohexylene group or 1,4-phenylene group, and m and n are each independently preferably 1 to 2. , Z 1 and Z 2 are each independently preferably —COO— or a single bond. Further, j is preferably 1 when a relatively weak hydrogen bonding ability is required, but j is preferably 2 or 3 when a higher hydrogen bonding ability is required.

一般式(A1)は下記一般式(A2)で表される構造が好ましい。   The general formula (A1) preferably has a structure represented by the following general formula (A2).

(式中、R、A、A、m、n、Z、Z、V及びXは一般式(A2)と同じ意味を表す。) (In the formula, R, A 1 , A 2 , m, n, Z 1 , Z 2 , V and X represent the same meaning as in the general formula (A2).)

一般式(A2)はR、A、A、m、n、Z、Z、V、及びXの組み合わせにより種々の化合物を包含するものであるが、具体的には以下に示す化合物が好ましい。 The general formula (A2) includes various compounds depending on combinations of R, A 1 , A 2 , m, n, Z 1 , Z 2 , V, and X. Specifically, the compounds shown below Is preferred.

(式中、Ra及びRbは、それぞれ独立的に炭素数1〜2のアルキル基を表し、Rcは炭素数12〜18のアルキル基、炭素数12〜18のアルケニル基、炭素数12〜18のアルコキシル基又は炭素数12〜18のアルケニルオキシ基を表す。) (In the formula, Ra and Rb each independently represent an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and Rc represents an alkyl group having 12 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 12 to 18 carbon atoms, or 12 to 18 carbon atoms. Represents an alkoxyl group or an alkenyloxy group having 12 to 18 carbon atoms.)

上記化合物のうち、ラジカル密度を高めにしたい場合は一般式(I−a−1)〜(I−a−3)で表される化合物が好ましく、親油性を高めたい場合は一般式(I−b−1)〜(I−b−3)、(I−c−1)〜(I−c−3)又は(I−d−1)〜(I−d−3)で表される化合物が好ましい。
一方、水素結合能力を強めたい場合には一般式(II−a−1)〜(II−a−3)で表される化合物が好ましい。さらに、ゾルもしくはキセロゲルを形成させた後に重合をさせたい場合には、一般式(III−a−1)〜(III−a−3)で表される化合物が好ましい。
Of the above-mentioned compounds, the compounds represented by the general formulas (Ia-1) to (Ia-3) are preferable when the radical density is to be increased, and when the lipophilicity is to be increased, the general formula (I- b-1) to (Ib-3), (Ic-1) to (Ic-3), or (Id-1) to (Id-3) preferable.
On the other hand, when it is desired to enhance the hydrogen bonding ability, compounds represented by the general formulas (II-a-1) to (II-a-3) are preferable. Furthermore, when it is desired to perform polymerization after forming a sol or xerogel, compounds represented by general formulas (III-a-1) to (III-a-3) are preferable.

また、一般式(A2)において、Rが炭素数10〜20のアルキル基又は炭素数10〜20のアルコキシル基を、Aが1,4−フェニレン基を、Aが1,4−フェニレン基を、m、nがそれぞれ独立に1又は2を、Z、Zがそれぞれ独立に−COO−又は−OCO−又は単結合である化合物が好ましい。 In the general formula (A2), R represents an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms or an alkoxyl group having 10 to 20 carbon atoms, A 1 represents a 1,4-phenylene group, and A 2 represents a 1,4-phenylene group. M, n are each independently 1 or 2, and Z 1 and Z 2 are each independently —COO—, —OCO— or a single bond.

本発明の化合物は安定ラジカル構造を有することから、常磁性もしくは強磁性を発現しうるものであり、磁場による運動制御が可能な機能性有機材料として使用することができる。又、ラジカル構造を組織化・高密度化することが可能であることから、安定ラジカル構造をもつポリマーとして電極材料等として好適に使用することができる。   Since the compound of the present invention has a stable radical structure, it can exhibit paramagnetism or ferromagnetism, and can be used as a functional organic material capable of controlling movement by a magnetic field. Further, since the radical structure can be organized and densified, it can be suitably used as an electrode material or the like as a polymer having a stable radical structure.

本発明の化合物をゲル化剤として用いる場合において、本発明の化合物1種のみからなるものであっても、2種以上により構成されるものであっても良く、本発明の化合物以外の公知慣用の添加剤を添加しても良い。   When the compound of the present invention is used as a gelling agent, it may be composed of only one kind of the compound of the present invention or may be composed of two or more kinds. These additives may be added.

本発明の化合物は、ゲル化剤として接着剤、塗料、印刷インキ、化粧品等の流動性の制御、チクソトロピー性の付与、海上における鉱物油の拡散防止、食用油の固化処分、食品製造業、医療分野等において使用することができる。   The compound of the present invention is a gelling agent that controls fluidity of adhesives, paints, printing inks, cosmetics, etc., imparts thixotropy, prevents the diffusion of mineral oil at sea, solidifies disposal of edible oil, food manufacturing industry, medical It can be used in fields.

本発明の化合物は、ゲル化剤として用い、ゾル、ゲル、キセロゲルを形成するためには、水又は有機溶媒を使用する必要がある。   The compound of the present invention is used as a gelling agent, and it is necessary to use water or an organic solvent in order to form a sol, gel, or xerogel.

すなわち、本発明にかかるゾルは、前述した本発明の化合物及び水若しくは有機溶媒を含有するものである。また、本発明にかかるゲルは、前述した本発明の化合物及び水若しくは有機溶媒を含有するものである。また、本発明にかかるキセロゲルは、前記ゲルを乾燥させることによって作製されたものである。   That is, the sol according to the present invention contains the aforementioned compound of the present invention and water or an organic solvent. Moreover, the gel concerning this invention contains the compound of this invention mentioned above, water, or an organic solvent. The xerogel according to the present invention is produced by drying the gel.

本発明で使用するための水系溶媒としては、水、水溶性有機溶媒、又は水と水溶性有機溶媒を混合したものが挙げられる。水溶性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、t−ブタノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、N−メチルピロリドン等の非プロトン性極性溶媒、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒を使用することができる。   Examples of the aqueous solvent for use in the present invention include water, a water-soluble organic solvent, or a mixture of water and a water-soluble organic solvent. Examples of the water-soluble organic solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol and t-butanol, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate, Aprotic polar solvents such as N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, sulfolane and N-methylpyrrolidone; glycol ethers such as diethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate; glycol solvents such as ethylene glycol and propylene glycol; Ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane can be used.

(実施例1)カルボン酸性プロキシル3の合成 Example 1 Synthesis of Carboxylic Acid Proxy 3

マグネシウム(243mg, 10mmol)を加熱して1時間真空乾燥した。THFにp-ブロモベンズアルデヒドジエチルアセタール(2.591g, 10mmol)を溶解させマグネシウムに加えた。さらにヨウ素を少量加え、加熱をして4時間攪拌しグリニャール試薬を得た。よく乾燥させたニトロン(565mg, 5mmol)をTHF(10mL)に溶解させ、先ほどのグリニャール試薬の中に−78℃の条件下で加え一晩攪拌した。反応液に飽和塩化アンモニウム水溶液(50mL)を加え、ジクロロメタン(50mL×2)で抽出した。無水MgSO4で乾燥後溶媒を除去し、残渣をメタノール(20mL)に溶解させ、25%濃アンモニア水(2mL)とCu(OAc) 2・H2O(160mg)を加え、酸素を2分間注入した。溶液が濃青色に変化した後溶媒を除去し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(50mL)を加え、クロロホルム(50mL×2)で抽出した。無水MgSO4で乾燥後溶媒を除去した。
マグネシウム(243mg, 10mmol)を加熱して1時間真空乾燥した。THF(10mL)に臭化アルキル(3.682g, 10mmol)を溶解させマグネシウムに加えた。さらに1,2-ジブロモエタンを少量加え、加熱をして4時間攪拌しグリニャール試薬を得た。先ほどの残渣をTHFに溶解させ、このグリニャール試薬の中に−78℃の条件下で加え一晩攪拌した。反応液に飽和塩化アンモニウム水溶液(50mL)を加え、ジクロロメタン(50mL×2)で抽出した。無水MgSO4で乾燥後溶媒を除去し、残渣をメタノール(20mL)に溶解させ、25%濃アンモニア水(2mL)とCu(OAc)2・H2O(160mg)を加え、酸素を2分間注入した。溶液が濃青色に変化した後溶媒を除去し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(50mL)を加え、クロロホルム(50mL×2)で抽出した。無水MgSO4で乾燥後溶媒を除去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(hexane-ether: v/v 90:10)で精製した。
得られたジアリールプロキシルはジエチルアセタール保護体であるのでTHF(5mL)に溶解させ、希硫酸(5%)3mLを加え、脱保護を行った。飽和塩化ナトリウム水溶液(50mL)を加え、ジクロロメタン(50mL×2)で抽出した。無水MgSO4で乾燥後溶媒を除去した。
Ag2O(89mg, 0.40mmol)と水酸化ナトリウム水溶液(10%)1mLの中にTHF (2mL)に溶解させた残渣を加え、60℃の条件下で1時間攪拌した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(hexane-ether: v/v 50:50)で精製し、カルボン酸性プロキシル3を得た(総収率: 6%)。
Magnesium (243 mg, 10 mmol) was heated and vacuum dried for 1 hour. P-Bromobenzaldehyde diethyl acetal (2.591 g, 10 mmol) was dissolved in THF and added to magnesium. Further, a small amount of iodine was added, heated and stirred for 4 hours to obtain a Grignard reagent. Well-dried nitrone (565 mg, 5 mmol) was dissolved in THF (10 mL), added to the previous Grignard reagent at −78 ° C., and stirred overnight. Saturated aqueous ammonium chloride solution (50 mL) was added to the reaction mixture, and the mixture was extracted with dichloromethane (50 mL × 2). After drying over anhydrous MgSO 4 , the solvent is removed, the residue is dissolved in methanol (20 mL), 25% concentrated aqueous ammonia (2 mL) and Cu (OAc) 2 · H 2 O (160 mg) are added, and oxygen is injected for 2 minutes. did. After the solution turned dark blue, the solvent was removed, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (50 mL) was added, and the mixture was extracted with chloroform (50 mL × 2). The solvent was removed after drying over anhydrous MgSO 4 .
Magnesium (243 mg, 10 mmol) was heated and vacuum dried for 1 hour. Alkyl bromide (3.682 g, 10 mmol) was dissolved in THF (10 mL) and added to magnesium. Further, a small amount of 1,2-dibromoethane was added, heated and stirred for 4 hours to obtain a Grignard reagent. The previous residue was dissolved in THF, added to this Grignard reagent at -78 ° C, and stirred overnight. Saturated aqueous ammonium chloride solution (50 mL) was added to the reaction mixture, and the mixture was extracted with dichloromethane (50 mL × 2). After drying over anhydrous MgSO 4 , the solvent is removed, the residue is dissolved in methanol (20 mL), 25% concentrated aqueous ammonia (2 mL) and Cu (OAc) 2 · H 2 O (160 mg) are added, and oxygen is injected for 2 minutes. did. After the solution turned dark blue, the solvent was removed, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (50 mL) was added, and the mixture was extracted with chloroform (50 mL × 2). The solvent was removed after drying over anhydrous MgSO 4 . The product was purified by silica gel column chromatography (hexane-ether: v / v 90:10).
Since the obtained diarylproxyl was a diethyl acetal protector, it was dissolved in THF (5 mL), and 3 mL of dilute sulfuric acid (5%) was added for deprotection. Saturated aqueous sodium chloride solution (50 mL) was added, and the mixture was extracted with dichloromethane (50 mL × 2). The solvent was removed after drying over anhydrous MgSO 4 .
A residue dissolved in THF (2 mL) in 1 mL of Ag 2 O (89 mg, 0.40 mmol) and aqueous sodium hydroxide (10%) was added, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 1 hour. Purification by silica gel column chromatography (hexane-ether: v / v 50:50) gave carboxylic acid proxyl 3 (total yield: 6%).

(実施例2) (S,S,S)-1の合成 Example 2 Synthesis of (S, S, S) -1

カルボン酸3 (30mg, 0.114mmol)をDMF(500μL)に溶かしてHOBt (1-hydroxybenzotriazole)(5mg, 1.1eq)とEDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide) (6mg, 1.1eq)を加え、室温で1時間攪拌した。水(100μL)に溶解させたアラニン(20mg, 2eq)と炭酸カリウム(4mg, 1eq)を加えて2時間攪拌させた。水(10mL)とジクロロメタン(10mL)を加えて水相のpHを3にし、有機相を分液した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(chloroform-methanol: v/v 95:5)で精製し、(S,S,S)-1を得た(収率48%)。   Carboxylic acid 3 (30mg, 0.114mmol) dissolved in DMF (500μL) and HOBt (1-hydroxybenzotriazole) (5mg, 1.1eq) and EDC (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide) (6mg, 1.1eq ) Was added and stirred at room temperature for 1 hour. Alanine (20 mg, 2 eq) and potassium carbonate (4 mg, 1 eq) dissolved in water (100 μL) were added and stirred for 2 hours. Water (10 mL) and dichloromethane (10 mL) were added to bring the pH of the aqueous phase to 3, and the organic phase was separated. Purification by silica gel column chromatography (chloroform-methanol: v / v 95: 5) gave (S, S, S) -1 (yield 48%).

(S,S,S)-1のESI-MSスペクトルを図1に示す。また、構造同定のための(S,S,S)-1の1H NMRスペクトルを図2に、(S,S,S)-1の13C NMRスペクトルを図3に示す。 The ESI-MS spectrum of (S, S, S) -1 is shown in FIG. Further, a 1 H NMR spectrum of (S, S, S) -1 for structure identification is shown in FIG. 2, and a 13 C NMR spectrum of (S, S, S) -1 is shown in FIG.

1H NMR (500MHz ,CDCl3, hydrazobenzeneで還元後) δ 0.88(s, 3H), 1.26(s, 24H), 1.49-1.87(m, 12H), 3.48(dd,J=6.5, 3H), 3.98(s, 1H), 6.82-87(m, 4H+6H(hydrazobenzene)), 7.48-7.54(m, 4H+6H(azobenzene))
13C NMR (500MHz ,CDCl3, hydrazobenzeneで還元後) δ 14.3, 22.8, 25.9, 26.0, 26.2, 28.3, 29.5, 29.6, 29.7, 29.8, 31.9, 32.0, 32.4, 34.5, 36.8, 63.2, 68.1, 68.8, 69.3, 112.8, 113.2, 114.0, 122.9, 127.1, 128.1, 129.5, 134.6, 137.8, 156.5, 157.9 192.3
IR (KBr) ν 3446, 2976, 2922, 2852, 2372, 2345, 1719, 1560, 1462, 1290, 1250, 897, 831, 774 cm-1
Hydrazobenzene : 1H NMR (500MHz, CDCl3) δ 5.63 (s, 2H), 6.82-6.87(m, 6H), 7.21(t, J=8.0, 4H): 13C NMR (500MHz ,CDCl3) δ 112.4, 120.0,129.2, 149.0
Azobenzene : 1H NMR (500MHz, CDCl3) δ 7.48-54 (m, 6H), 7.93(d, J=8.5Hz, 4H): 13C NMR (500MHz ,CDCl3) δ 123.0, 129.2, 129.7, 152.8
1 H NMR (after reduction with 500 MHz, CDCl 3 , hydrazobenzene) δ 0.88 (s, 3H), 1.26 (s, 24H), 1.49-1.87 (m, 12H), 3.48 (dd, J = 6.5, 3H), 3.98 (s, 1H), 6.82-87 (m, 4H + 6H (hydrazobenzene)), 7.48-7.54 (m, 4H + 6H (azobenzene))
13 C NMR (after reduction with 500 MHz, CDCl 3 , hydrazobenzene) δ 14.3, 22.8, 25.9, 26.0, 26.2, 28.3, 29.5, 29.6, 29.7, 29.8, 31.9, 32.0, 32.4, 34.5, 36.8, 63.2, 68.1, 68.8 , 69.3, 112.8, 113.2, 114.0, 122.9, 127.1, 128.1, 129.5, 134.6, 137.8, 156.5, 157.9 192.3
IR (KBr) ν 3446, 2976, 2922, 2852, 2372, 2345, 1719, 1560, 1462, 1290, 1250, 897, 831, 774 cm -1
Hydrazobenzene: 1 H NMR (500MHz, CDCl 3 ) δ 5.63 (s, 2H), 6.82-6.87 (m, 6H), 7.21 (t, J = 8.0, 4H): 13 C NMR (500MHz, CDCl 3 ) δ 112.4 , 120.0,129.2, 149.0
Azobenzene: 1 H NMR (500MHz, CDCl 3 ) δ 7.48-54 (m, 6H), 7.93 (d, J = 8.5Hz, 4H): 13 C NMR (500MHz, CDCl 3 ) δ 123.0, 129.2, 129.7, 152.8

(実施例3) ゲルの調製
ゲル化剤 (S,S,S)-1を水に加熱溶解させ、室温まで冷却するとヒドロゲルが生成した(図4)。このヒドロゲルは加熱時にゾル、冷却時にゲルへと繰り返し転移する熱可逆性ヒドロゲルであった。DSC測定の結果から、ゲル−ゾル転移温度が60℃であることがわかった(図5)。また、偏光顕微鏡観察により、60℃で複屈折が消失し、ゲル−ゾル転移が確かめられた(図6)。キセロゲルのSEM観察により特徴的な3次元網目構造を確認した(図7)。ヒドロゲルのEPRスペクトルの温度依存性を測定したところ、60℃で線幅(ΔH)とg値が大きく変化することがわかった(図8、9)。
(Example 3) Preparation of gel The gelling agent (S, S, S) -1 was dissolved in water by heating and cooled to room temperature to form a hydrogel (FIG. 4). This hydrogel was a thermoreversible hydrogel that repeatedly transformed into a sol when heated and a gel when cooled. As a result of DSC measurement, it was found that the gel-sol transition temperature was 60 ° C. (FIG. 5). Further, by observation with a polarizing microscope, birefringence disappeared at 60 ° C., and gel-sol transition was confirmed (FIG. 6). A characteristic three-dimensional network structure was confirmed by SEM observation of xerogel (FIG. 7). When the temperature dependence of the EPR spectrum of the hydrogel was measured, it was found that the line width (ΔH) and g value changed greatly at 60 ° C. (FIGS. 8 and 9).

(比較例1)
次に示す安定ラジカル液晶材料を水といかなる割合で混合してもゲルは生成しなかった。
(Comparative Example 1)
No gel was formed when the following stable radical liquid crystal material was mixed with water at any ratio.

(比較例2)
次に示す安定ラジカル液晶材料を水といかなる割合で混合してもゲルは生成しなかった。
(Comparative Example 2)
No gel was formed when the following stable radical liquid crystal material was mixed with water at any ratio.

Claims (7)

1分子中に安定ラジカル構造及び水素結合能力を持つ部位を有する化合物。 A compound having a site having a stable radical structure and hydrogen bonding ability in one molecule. 一般式(A1)で表される、請求項1記載の化合物。
(式中、Wは、下記一般式(W−1)から一般式(W−3)のいずれかの構造を表し、
(式中、Ra及びRbは、それぞれ独立的に水素原子又は1〜12個の炭素原子を有するアルキルを表す。)
Rは水素原子又は炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数1〜30のアルコキシル基、炭素数2〜30のアルケニルオキシ基(それぞれの基中の1個以上の水素原子は独立的にフッ素原子に置換されていてもよく、またそれぞれの基中の一つ又は二つ以上の−CH−は互いに独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基を表す。)、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−又は−CH=CH−置換されていても良い。)、又はP−Sp−を表し、
(式中、Pは以下の式(R−1)から式(R−15)の何れかの構造を表し、
Spは酸素原子同士が直接結合しないものとして炭素原子が酸素原子、−COO−、−OCO−、又は−OCOO−に置き換えられても良い炭素数2〜12のアルキレン基、又は単結合を表す。)
及びAは、それぞれ独立的にトランス−1,4−シクロヘキシレン基又は1,4−フェニレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基(それぞれの基中の1個以上の水素原子は独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されていてもよく、また基中の芳香環の1個以上のCHは独立的にNに置換されていてもよい。)、又は単結合を表し、
m及びnは、それぞれ独立的に0、1、2又は3を表すが、m+nは1から6の整数であり、
及びZは、それぞれ独立に−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CF−、−OCF−、−CFO−、−CFCH−、−CHCF−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CH−、又は単結合を表し、
(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基を表す。)
Vは酸素原子同士が直接結合しないものとして炭素原子が酸素原子、−COO−、−OCO−若しくは−OCOO−に置き換えられても良い炭素数2〜12のアルキレン基、又は単結合を表し、
Xは−(CONY−CHY−Rを表し、
(式中、Yは(Z−A−Rを、Yは(Z−A−Rをそれぞれ表し、
(式中、A及びAは互いに独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン基又は1,4−フェニレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、インドール−3,6−ジイル基、ピロリジン−2,4−ジイル基、イミダゾール−4,5−ジイル基(それぞれの基中の1個以上の水素原子は独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されていてもよく、また基中の芳香環の1個以上のCHは独立的にNに置換されていてもよく。)又は単結合を表し、
及びZは、それぞれ独立に−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CF−、−OCF−、−CFO−、−CFCH−、−CHCF−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CH−、又は単結合を表し、R、R、Rは水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基を表し、
j、k及びlは、それぞれ独立的に0、1、2又は3を表す。)
は水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数1〜12のアルコキシル基又は炭素数2〜12のアルケニルオキシ基(それぞれの基中の1個以上の水素原子は独立的にフッ素原子に置換されていてもよく、またそれぞれの基中の一つ又は二つ以上の−CH−は互いに独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CH−、又は単結合に置換されていても良い。)を表す。
The compound of Claim 1 represented by general formula (A1).
(Wherein, W represents the structure of any one of the following general formulas (W-1) to (W-3),
(In the formula, Ra and Rb each independently represent a hydrogen atom or an alkyl having 1 to 12 carbon atoms.)
R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 30 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 30 carbon atoms (one or more in each group) In which each hydrogen atom may be independently substituted with a fluorine atom, and one or two or more —CH 2 — in each group are independently of each other, and oxygen atoms are not directly bonded to each other. —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, —OCS—, —SCO—, —CONR 0 —, —NR 0 CO— (wherein R 0 is a hydrogen atom or a carbon number) Represents an alkyl group of 1 to 12.), -CH = N-, -N = CH-, -N = N- or -CH = CH- may be substituted)), or P-Sp-. ,
(In the formula, P represents any structure of the following formulas (R-1) to (R-15),
Sp represents a C2-C12 alkylene group in which carbon atoms may be replaced by oxygen atoms, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, or a single bond, assuming that oxygen atoms are not directly bonded to each other. )
A 1 and A 2 are each independently a trans-1,4-cyclohexylene group, 1,4-phenylene group, naphthalene-2,6-diyl group (one or more hydrogen atoms in each group are independently Optionally substituted with a fluorine atom or a chlorine atom, and one or more CHs of the aromatic ring in the group may be independently substituted with N.), or represents a single bond,
m and n each independently represent 0, 1, 2, or 3, m + n is an integer from 1 to 6;
Z 1 and Z 2 are each independently —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, —OCS—, —SCO—, —CONR 1 —, —NR 1 CO—, — CH 2 -, - OCH 2 - , - CH 2 O -, - SCH 2 -, - CH 2 S -, - CF 2 -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - CF 2 CH 2 -, - CH 2 CF 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CH═N—, —N═CH—, —N═N—, —CH═CH—, or a single bond,
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.)
V represents a C2-C12 alkylene group in which a carbon atom may be replaced by an oxygen atom, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, or a single bond, assuming that oxygen atoms are not directly bonded to each other;
X is - represents (CONY 1 -CHY 2) j -R 2,
Wherein Y 1 represents (Z 3 -A 3 ) k -R 3 , Y 2 represents (Z 4 -A 4 ) 1 -R 4 ,
(Wherein A 3 and A 4 are independently of each other a trans-1,4-cyclohexylene group or 1,4-phenylene group, naphthalene-2,6-diyl group, indole-3,6-diyl group, pyrrolidine. -2,4-diyl group, imidazole-4,5-diyl group (one or more hydrogen atoms in each group may be independently substituted with fluorine atoms or chlorine atoms, One or more CH in the ring may be independently substituted with N.) or represents a single bond,
Z 3 and Z 4 are each independently —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, —OCS—, —SCO—, —CONR 5 —, —NR 5 CO—, — CH 2 -, - OCH 2 - , - CH 2 O -, - SCH 2 -, - CH 2 S -, - CF 2 -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - CF 2 CH 2 -, - CH 2 CF 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CH═N—, —N═CH—, —N═N—, —CH═CH—, or a single bond, R 3 , R 4 and R 5 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms,
j, k and l each independently represents 0, 1, 2 or 3. )
R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 12 carbon atoms (one in each group) The above hydrogen atoms may be independently substituted with fluorine atoms, and one or two or more —CH 2 — in each group may be independently independent of each other and oxygen atoms are not directly bonded to each other. , -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCS-, -SCO-, -CONR 0- , -NR 0 CO-, -CH = N-, -N = CH -, -N = N-, -CH = CH-, or may be substituted with a single bond).
一般式(A2)で表される、請求項2記載の化合物。
(式中、R、A、A、m、n、Z、Z、V及びXは一般式(A1)と同じ意味を表す。)
The compound of Claim 2 represented by general formula (A2).
(In the formula, R, A 1 , A 2 , m, n, Z 1 , Z 2 , V and X represent the same meaning as in the general formula (A1).)
Rが炭素数10〜20のアルキル基又は炭素数10〜20のアルコキシル基を、Aが1,4−フェニレン基を、Aが1,4−フェニレン基を、m、nがそれぞれ独立に1又は2を、Z、Zがそれぞれ独立に−COO−又は−OCO−又は単結合を表す請求項3記載の化合物。 R is an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms or an alkoxyl group having 10 to 20 carbon atoms, A 1 is a 1,4-phenylene group, A 2 is a 1,4-phenylene group, and m and n are each independently The compound according to claim 3, wherein Z 1 and Z 2 each independently represent —COO—, —OCO—, or a single bond. 請求項1〜4の何れか一項に記載の化合物と水又は有機溶媒を含有するゾル。 A sol containing the compound according to any one of claims 1 to 4 and water or an organic solvent. 請求項1〜4の何れか一項に記載の化合物と水又は有機溶媒を含有するゲル。 The gel containing the compound as described in any one of Claims 1-4, water, or an organic solvent. 請求項6に記載のゲルを乾燥させることにより作成されるキセロゲル。 A xerogel prepared by drying the gel according to claim 6.
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