JP4593157B2 - Refractive index conversion material - Google Patents

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Description

本発明は、ノルボルナジエン構造を有するシクロデキストリン誘導体よりなる屈折率変換材料に関する。 The present invention relates to a refractive index conversion material comprising a cyclodextrin derivative having a norbornadiene structure.

ノルボルナジエン(以下、「NBD」ともいう。)は、紫外線の照射により、分極率の低いクワドリシクラン(以下、「QC」ともいう。)に光原子価異性化し、また、QCは、触媒との接触および短波長の光の照射により、放熱を伴ってNBDに異性化する特性を有することから、NBD構造を有する化合物は、光エネルギーを熱エネルギーに変換して蓄積する光−熱エネルギー変換蓄積材料として注目されている(非特許文献1および非特許文献2参照)。
また、NBD構造を有する化合物は、異性化したQC構造を有する化合物と異なる屈折率を有する、すなわち光の照射によって屈折率が変化する特性を有することから、例えば光記憶素子や光スイッチシステムに用いられる屈折率変換材料への応用が期待されている(非特許文献3参照)。
Norbornadiene (hereinafter also referred to as “NBD”) undergoes photovalence isomerization to a quadricyclane having a low polarizability (hereinafter also referred to as “QC”) by irradiation with ultraviolet rays, A compound having an NBD structure is a light-heat energy conversion storage material that converts light energy into heat energy and accumulates it because it has the property of isomerizing to NBD with heat dissipation by contact and irradiation with light of a short wavelength. (See Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).
In addition, a compound having an NBD structure has a different refractive index from that of a compound having an isomerized QC structure, that is, has a characteristic in which the refractive index changes upon irradiation with light. Therefore, the compound having an NBD structure is used, for example, in an optical storage element or an optical switch system. Application to a refractive index conversion material is expected (see Non-Patent Document 3).

このような光−熱エネルギー変換蓄積材料および屈折率変換材料においては、容易に成膜され得るものであることが肝要である。そして、従来、成膜化が可能なNBD構造を有する化合物として、NBD構造が導入された種々のポリマーが提案されている(非特許文献4参照)。
しかしながら、従来のNBD構造が導入されたポリマーは、光照射による屈折率の変化量が0.01程度またはそれ以下であり、屈折率の変化量が大きいものではない。
It is important that such a light-heat energy conversion storage material and a refractive index conversion material can be easily formed into a film. Conventionally, various polymers having an NBD structure introduced as compounds having an NBD structure that can be formed into a film have been proposed (see Non-Patent Document 4).
However, the conventional polymer with the NBD structure introduced has a refractive index change amount of about 0.01 or less due to light irradiation, and the refractive index change amount is not large.

而して、本発明者らは、屈折率の変化量や光照射による蓄熱量が大きく、しかも、容易に成膜することができ、光−熱エネルギー変換蓄積材料および屈折率変換材料として有用な化合物として、水酸基にNBD構造が導入されたカリックスアレーン誘導体および一級水酸基にNBD構造が導入されたシクロデキストリン誘導体を提案し(特許文献1参照)、更に鋭意研究を重ねた結果、シクロデキストリンにおける一級水酸基以外の水酸基にもNBD構造を導入することが可能であることを見いだし、本発明を完成するに至った。   Thus, the present inventors have a large amount of change in refractive index and a large amount of heat storage by light irradiation, and can be easily formed into a film, which is useful as a light-heat energy conversion storage material and a refractive index conversion material. As a compound, a calixarene derivative in which an NBD structure is introduced into a hydroxyl group and a cyclodextrin derivative in which an NBD structure is introduced into a primary hydroxyl group have been proposed (see Patent Document 1). It has been found that an NBD structure can be introduced into other hydroxyl groups, and the present invention has been completed.

T.Nishikubo et al.,Macromolecules,22,8(1989)T. Nishikubo et al., Macromolecules, 22, 8 (1989) T.Nishikubo et al.,Macromolecules,31,2789(1998)T. Nishikubo et al., Macromolecules, 31, 2789 (1998) K.Kinoshita et al.,Appl.Lett.,70,2940(1997)K. Kinoshita et al., Appl. Lett., 70, 2940 (1997) C.D.Gutsche(ED),Calixarenes,Royal Soc.Chem.(1989)C.D.Gutsche (ED), Calixarenes, Royal Soc. Chem. (1989) 特開2003−306470号公報JP 2003-306470 A

本発明の目的は、光照射によって屈折率が変化し、かつ、屈折率の変化量が大きく、しかも、容易に成膜することができる屈折率変換材料を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a refractive index conversion material that changes its refractive index by light irradiation, has a large amount of change in refractive index, and can be easily formed into a film .

本発明の屈折率変換材料は、下記一般式(1)で表されるシクロデキストリン誘導体であって、シクロデキストリンにおける全水酸基に対するエーテル化率が60%以上であるシクロデキストリン誘導体よりなることを特徴とする。 Refractive index conversion material of the present invention is a cyclodextrin derivative represented by the following general formula (1), and characterized in that the etherification rate to the total hydroxyl groups in the cyclodextrin is made of cyclodextrin derivative is 60% or more To do.

Figure 0004593157
Figure 0004593157

〔一般式(1)において、R1 、R2 およびR3 は、それぞれ独立して水素原子または下記式(a)で表される基を示し、mは6〜9の整数である。〕 [In General formula (1), R < 1 >, R < 2 > and R < 3 > show the group represented by a hydrogen atom or following formula (a) each independently, and m is an integer of 6-9. ]

Figure 0004593157
Figure 0004593157

上記のシクロデキストリン誘導体により、下記一般式(2)で表されるロタキサンが得られる。By the cyclodextrin derivative, a rotaxane represented by the following general formula (2) is obtained.

Figure 0004593157
Figure 0004593157

〔一般式(2)において、R1 、R2 およびR3 は、それぞれ独立して水素原子または上記式(a)で表される基を示し、Xは−CH2 CH2 O−で表される繰り返し単位からなる高分子鎖であり、mは6〜9の整数であり、kは10〜40の整数である。〕 [In General Formula (2), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a group represented by the above formula (a), and X is represented by —CH 2 CH 2 O—. A polymer chain composed of repeating units, m is an integer of 6 to 9, and k is an integer of 10 to 40. ]

本発明の屈折率変換材料を構成するシクロデキストリン誘導体は、1分子中に多数のノルボルナジエン構造を有し、しかもシクロデキストリンにおける全水酸基に対するエーテル化率が60%以上であるため、光照射によって屈折率が変化し、かつ、屈折率の変化量が極めて大きく、しかも、容易に成膜することができるものである。 The cyclodextrin derivative constituting the refractive index conversion material of the present invention has a large number of norbornadiene structures in one molecule and has an etherification rate of 60% or more with respect to all hydroxyl groups in the cyclodextrin. And the amount of change in the refractive index is extremely large, and the film can be formed easily .

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〔シクロデキストリン誘導体〕
本発明に係るシクロデキストリン誘導体は、上記一般式(1)で表される化合物であって、シクロデキストリンにおける全水酸基に対するエーテル化率が60%以上、好ましくは70%以上であるシクロデキストリン誘導体(以下、「特定のシクロデキストリン誘導体」という。)である。
一般式(1)において、R1 、R2 およびR3 は、互いに独立して水素原子または上記式(a)で表される基であり、R1 、R2 およびR3 の合計の60%以上が上記式(a)で表される基とされる。また、ピラノース環の数を示すmは6〜9の整数である。
また、シクロデキストリンにおける全水酸基に対するエーテル化率は、 1H−NMRスペクトルにおいて、シクロデキストリンにおけるアセタールに基づく4.84ppmのメチンプロトンのシグナルを基準とし、NBDのオレフィン部位に基づく6.84〜7.03ppmのメチンプロトンのシグナルの積分強度比から求めることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[Cyclodextrin derivative]
The cyclodextrin derivative according to the present invention is a compound represented by the above general formula (1), which has a etherification rate of 60% or more, preferably 70% or more with respect to all hydroxyl groups in the cyclodextrin (hereinafter referred to as “cyclodextrin derivative”). , "Specific cyclodextrin derivative").
In the general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a group represented by the above formula (a), and 60% of the total of R 1 , R 2 and R 3 The above is the group represented by the above formula (a). Moreover, m which shows the number of pyranose rings is an integer of 6-9.
Further, ethers Karitsu to total hydroxyl groups in cyclodextrin, in 1 H-NMR spectrum, the signals of the methine protons of 4.84ppm based on the acetal of cyclodextrin as a reference, based on the olefin site of NBD 6.84-7. It can be determined from the integrated intensity ratio of the signal of 03 ppm methine proton.

この特定のシクロデキストリン誘導体は、以下のようにして製造することができる。
先ず、適宜の溶媒中において、3−フェニル−2,5−ノルボルナジエン−2−カルボン酸と、1−ブロモ−2−クロロエタンとを反応させることにより、3−フェニル−2,5−ノルボルナジエン−2−カルボキシクロロエチル(以下、「特定のノルボルナジエン誘導体」という。)を合成する。
この特定のノルボルナジエン誘導体を得るための反応工程(以下、「反応工程(a−1)」という。)において、溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジメチルフォルムアミド、ジオキサンなどを用いることができる。
3−フェニル−2,5−ノルボルナジエン−2−カルボン酸と1−ブロモ−2−クロロエタンとの使用割合は、3−フェニル−2,5−ノルボルナジエン−2−カルボン酸1モルに対して1−ブロモ−2−クロロエタンが1.0〜2.0モルであることが好ましい。 また、反応工程(a−1)においては、例えば1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等のアルカリ剤を添加することが好ましく、その使用割合は、3−フェニル−2,5−ノルボルナジエン−2−カルボン酸1モルに対して1.0〜2.0モルである。
また、反応工程(a−1)における反応条件としては、例えば反応温度が60〜80℃、反応時間が24〜48時間である。
This specific cyclodextrin derivative can be produced as follows.
First, 3-phenyl-2,5-norbornadiene-2-carboxylic acid and 1-bromo-2-chloroethane are reacted in an appropriate solvent to give 3-phenyl-2,5-norbornadiene-2-carboxylic acid. Carboxychloroethyl (hereinafter referred to as “specific norbornadiene derivative”) is synthesized.
In the reaction step for obtaining this specific norbornadiene derivative (hereinafter referred to as “reaction step (a-1)”), dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dioxane or the like can be used as a solvent.
The proportion of 3-phenyl-2,5-norbornadiene-2-carboxylic acid and 1-bromo-2-chloroethane used is 1-bromo with respect to 1 mol of 3-phenyl-2,5-norbornadiene-2-carboxylic acid. It is preferable that 2-chloroethane is 1.0-2.0 mol. Further, in the reaction step (a-1), it is preferable to add an alkaline agent such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, and the use ratio thereof is 3-phenyl-2, It is 1.0-2.0 mol with respect to 1 mol of 5-norbornadiene-2-carboxylic acid.
Moreover, as reaction conditions in reaction process (a-1), reaction temperature is 60-80 degreeC, for example, and reaction time is 24 to 48 hours.

次いで、適宜の溶媒中において、触媒の存在下に、下記一般式(3)で表されるシクロデキストリン(以下、単に「シクロデキストリン」ともいう。)と特定のノルボルナジエン誘導体とを反応させることにより、特定のシクロデキストリン誘導体を合成する。   Next, by reacting a cyclodextrin represented by the following general formula (3) (hereinafter also simply referred to as “cyclodextrin”) with a specific norbornadiene derivative in an appropriate solvent in the presence of a catalyst, A specific cyclodextrin derivative is synthesized.

Figure 0004593157
〔一般式(3)において、mは6〜9の整数を示す。〕
Figure 0004593157
[In General formula (3), m shows the integer of 6-9. ]

この特定のシクロデキストリン誘導体を得るための反応工程(以下、「反応工程(a−2)」という。)において、溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルフォルムアミド、ジオキサンなどを用いることができる。
触媒としては、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラフェニルフォスフォニウムブロミドなどを用いることができる。また、触媒の使用割合は、シクロデキストリンにおける全水酸基1モルに対して0.03〜0.15モルである。
シクロデキストリンとしては、具体的には、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、δ−シクロデキストリンが用いられる。これらの化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
シクロデキストリンと特定のノルボルナジエン誘導体との使用割合は、シクロデキストリンにおける全水酸基1モルに対して特定のノルボルナジエン誘導体が0.7モル以上とされ、好ましくは0.7〜2モルとされる。
また、反応工程(a−2)においては、例えば水素化ナトリウム等のアルカリ剤を添加することが好ましく、その使用割合は、特定のノルボルナジエン1モルに対して1.0〜1.5モルである。
また、反応工程(a−2)における反応条件としては、例えば反応温度が40〜80℃、反応時間が2〜48時間である。
In the reaction step for obtaining this specific cyclodextrin derivative (hereinafter referred to as “reaction step (a-2)”), N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dioxane or the like is used as a solvent. Can do.
As the catalyst, tetrabutylammonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide, or the like can be used. Moreover, the usage-amount of a catalyst is 0.03-0.15 mol with respect to 1 mol of all the hydroxyl groups in cyclodextrin.
Specific examples of the cyclodextrin include α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin, and δ-cyclodextrin. These compounds can be used alone or in combination of two or more.
The use ratio of the cyclodextrin and the specific norbornadiene derivative is such that the specific norbornadiene derivative is 0.7 mol or more, preferably 0.7 to 2 mol, relative to 1 mol of all hydroxyl groups in the cyclodextrin.
Moreover, in reaction process (a-2), it is preferable to add alkaline agents, such as sodium hydride, for example, and the use ratio is 1.0-1.5 mol with respect to 1 mol of specific norbornadiene. .
Moreover, as reaction conditions in reaction process (a-2), reaction temperature is 40-80 degreeC, for example, and reaction time is 2-48 hours.

上記の特定のシクロデキストリン誘導体の合成プロセスを、下記反応式(i)に示す。   The synthesis process of the specific cyclodextrin derivative is shown in the following reaction formula (i).

Figure 0004593157
〔反応式(i)において、R1 、R2 およびR3 は、それぞれ独立して水素原子または上記式(a)で表される基を示し、mは6〜9の整数である。〕
Figure 0004593157
[In Reaction Formula (i), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a group represented by the above formula (a), and m is an integer of 6 to 9. ]

本発明に係る特定のシクロデキストリン誘導体は、シクロデキストリン骨格を有するため、容易に成膜することが可能である。
具体的には、特定のシクロデキストリン誘導体を適宜の溶媒に溶解し、得られた溶液を適宜の支持体上に塗布して乾燥処理することにより、成膜することができる。
特定のシクロデキストリン誘導体を溶解するための溶媒としては、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアルデヒド、クロロホルム、塩化メチレンなどを用いることができる。
Since the specific cyclodextrin derivative according to the present invention has a cyclodextrin skeleton, it can be easily formed into a film.
Specifically, a film can be formed by dissolving a specific cyclodextrin derivative in an appropriate solvent, coating the obtained solution on an appropriate support, and drying.
As a solvent for dissolving a specific cyclodextrin derivative, dimethylformamide, tetrahydrofuran, N-methylpyrrolidone, dimethylformaldehyde, chloroform, methylene chloride and the like can be used.

本発明に係る特定のシクロデキストリン誘導体は、1分子中に多数のNBD構造を有するため、後述する実施例から明らかなように、特定の光例えば紫外線を受けることによって屈折率が変化する特性を有し、かつ、屈折率の変化量が大きく、しかも、シクロデキストリン骨格を有するため、容易に成膜することが可能である。また、本発明に係る特定のシクロデキストリン誘導体は、光エネルギーを熱エネルギーに変換して蓄積する特性を有し、かつ、蓄熱量が大きいものである。従って、本発明に係る特定のシクロデキストリン誘導体は、光記憶素子や光スイッチシステムなどに用いられる屈折率変換材料として極めて有用であり、また、光−熱エネルギー変換蓄積材料として極めて有用である。   Since the specific cyclodextrin derivative according to the present invention has a large number of NBD structures in one molecule, it has a characteristic that the refractive index is changed by receiving specific light such as ultraviolet rays, as will be apparent from Examples described later. In addition, since the amount of change in the refractive index is large and it has a cyclodextrin skeleton, it is possible to form a film easily. In addition, the specific cyclodextrin derivative according to the present invention has a property of converting light energy into heat energy and storing it, and has a large amount of heat storage. Therefore, the specific cyclodextrin derivative according to the present invention is extremely useful as a refractive index conversion material used for an optical storage element, an optical switch system, and the like, and is extremely useful as a light-heat energy conversion storage material.

〔ロタキサン〕
本発明のロタキサンは、環状分子として特定のシクロデキストリン誘導体を有してなるロタキサン(以下、「特定のロタキサン」という。)である。
この特定のロタキサンにおいて、軸分子としては、種々の鎖状高分子を用いることができるが、両末端にジニトロフェニル基が結合された鎖状高分子が好ましい。
また、特定のロタキサン1分子中に存在する特定のシクロデキストリン誘導体の数は、10〜40であることが好ましい。
また、特定のロタキサンは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法によって測定される数平均分子量が15000〜20000であることが好ましい。
特定のロタキサンとして好ましい具体例としては、上記一般式(2)で表されるロタキサンを挙げることができる。
上記一般式(2)において、R1 、R2 およびR3 は、互いに独立して水素原子または上記式(a)で表される基であり、R1 、R2 およびR3 の合計の60%以上が上記式(a)で表される基とされる。Xは−CH2 CH2 O−で表される繰り返し単位からなる高分子鎖である。ピラノース環の数を示すmは6〜9の整数である。特定のシクロデキストリンの数を示すkは、10〜40である。
[Rotaxane]
The rotaxane of the present invention is a rotaxane having a specific cyclodextrin derivative as a cyclic molecule (hereinafter referred to as “specific rotaxane”).
In this specific rotaxane, various chain polymers can be used as the axial molecule, but a chain polymer having dinitrophenyl groups bonded to both ends is preferred.
The number of specific cyclodextrin derivatives present in one specific rotaxane molecule is preferably 10 to 40.
The specific rotaxane preferably has a number average molecular weight of 15000 to 20000 as measured by gel permeation chromatography.
As a specific example preferable as a specific rotaxane, the rotaxane represented by the said General formula (2) can be mentioned.
In the above general formula (2), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a group represented by the above formula (a), and a total of 60 of R 1 , R 2 and R 3 % Or more is the group represented by the above formula (a). X is a polymer chain composed of repeating units represented by —CH 2 CH 2 O—. M which shows the number of a pyranose ring is an integer of 6-9. K which shows the number of specific cyclodextrins is 10-40.

このような特定のロタキサンは、以下のようにして製造することができる。
先ず、環状分子として上記一般式(3)で表されるシクロデキストリンを有するロタキサンよりなる中間体を合成する。
この中間体を合成する方法は、軸分子を形成する鎖状高分子の種類によって異なるが、上記一般式(2)で表されるロタキサンにおける軸分子を有する中間体を合成する場合を例に挙げると、以下の通りである。
両末端に3−アミノプロピル基を有するポリエチレングリコールを用意し、このポリエチレングリコールとシクロデキストリンとを適宜の溶媒に溶解し、得られた溶液に対して例えば超音波によって攪拌処理することにより、プソイドロタキサンを調製する。
ここで、プソイドロタキサンの調製に用いられる溶媒としては、蒸留水を挙げることができる。
また、シクロデキストリンとしては、具体的には、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、δ−シクロデキストリンが用いられる。これらの化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、ポリエチレングリコールとシクロデキストリンとの使用割合は、製造すべき特定のロタキサン1分子中に存在する特定のシクロデキストリン誘導体の数に応じて選択されるが、例えばポリエチレングリコール1モル(数平均分子量換算)に対し、シクロデキストリン10〜40モルである。
また、プソイドロタキサンの調製は、15〜40℃の温度で行うことが好ましい。
次いで、得られたプソイドロタキサンと2,4−ジニトロフルオロベンゼンとを適宜の溶媒中で反応させることにより、両末端にジニトロフェニル基が結合された軸分子と、シクロデキストリンよりなる環状分子とを有するロタキサンよりなる中間体が得られる。
ここで、プソイドロタキサンと2,4−ジニトロフルオロベンゼンとの反応に用いられる溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどを挙げることができる。
また、プソイドロタキサンと2,4−ジニトロフルオロベンゼンとの使用割合は、例えばプソイドロタキサン1モル(数平均分子量換算)に対し、2,4−ジニトロフルオロベンゼン90〜100モルである。
また、プソイドロタキサンと2,4−ジニトロフルオロベンゼンとの反応条件は、例えば反応温度が25〜40℃、反応時間が2〜24時間である。
Such a specific rotaxane can be produced as follows.
First, an intermediate composed of a rotaxane having a cyclodextrin represented by the general formula (3) as a cyclic molecule is synthesized.
The method of synthesizing this intermediate differs depending on the type of chain polymer forming the axial molecule, but an example of synthesizing an intermediate having an axial molecule in the rotaxane represented by the general formula (2) will be given. It is as follows.
A polyethylene glycol having 3-aminopropyl groups at both ends is prepared, the polyethylene glycol and cyclodextrin are dissolved in an appropriate solvent, and the resulting solution is stirred by, for example, ultrasonic waves, whereby a pseudo A rotaxane is prepared.
Here, distilled water can be mentioned as a solvent used for preparation of pseudorotaxane.
As the cyclodextrin, specifically, α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin, and δ-cyclodextrin are used. These compounds can be used alone or in combination of two or more.
The ratio of polyethylene glycol and cyclodextrin used is selected according to the number of specific cyclodextrin derivatives present in one specific rotaxane molecule to be produced. For example, 1 mol of polyethylene glycol (in terms of number average molecular weight) ) To 10 to 40 mol of cyclodextrin.
The pseudorotaxane is preferably prepared at a temperature of 15 to 40 ° C.
Next, by reacting the obtained pseudorotaxane and 2,4-dinitrofluorobenzene in an appropriate solvent, an axial molecule having dinitrophenyl groups bonded to both ends and a cyclic molecule composed of cyclodextrin are obtained. An intermediate comprising rotaxane is obtained.
Here, examples of the solvent used for the reaction of pseudorotaxane and 2,4-dinitrofluorobenzene include dimethylformamide and dimethylacetamide.
Moreover, the use ratio of pseudorotaxane and 2,4-dinitrofluorobenzene is, for example, 90 to 100 mol of 2,4-dinitrofluorobenzene with respect to 1 mol of pseudorotaxane (in terms of number average molecular weight).
The reaction conditions of pseudorotaxane and 2,4-dinitrofluorobenzene are, for example, a reaction temperature of 25 to 40 ° C. and a reaction time of 2 to 24 hours.

このようにして合成された中間体と、特定のノルボルナジエン誘導体とを反応させることにより、特定のロタキサンを合成する。
この特定のロタキサンを得るための反応工程において、溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルフォルムアミド、ジオキサンなどを用いることができる。
触媒としては、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラフェニルフォスフォニウムブロミドなどを用いることができる。また、触媒の使用割合は、中間体中に存在するシクロデキストリンにおける全水酸基1モルに対して0.03〜0.15モルである。
中間体と特定のノルボルナジエン誘導体との使用割合は、中間体中に存在するシクロデキストリンにおける全水酸基1モルに対して特定のノルボルナジエン誘導体が0.7モル以上とされ、好ましくは0.7〜2モルとされる。
また、この反応工程においては、例えば水素化ナトリウム等のアルカリ剤を添加することが好ましく、その使用割合は、特定のノルボルナジエン1モルに対して1.0〜2.0モルである。
また、この反応工程における反応条件としては、例えば反応温度が40〜80℃、反応時間が4〜48時間である。
A specific rotaxane is synthesized by reacting the thus synthesized intermediate with a specific norbornadiene derivative.
In the reaction step for obtaining this specific rotaxane, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dioxane or the like can be used as a solvent.
As the catalyst, tetrabutylammonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide, or the like can be used. Moreover, the usage-amount of a catalyst is 0.03-0.15 mol with respect to 1 mol of all the hydroxyl groups in the cyclodextrin which exists in an intermediate body.
The use ratio of the intermediate and the specific norbornadiene derivative is such that the specific norbornadiene derivative is 0.7 mol or more with respect to 1 mol of all hydroxyl groups in the cyclodextrin present in the intermediate, preferably 0.7 to 2 mol. It is said.
Moreover, in this reaction process, it is preferable to add alkaline agents, such as sodium hydride, for example, and the usage-amount is 1.0-2.0 mol with respect to 1 mol of specific norbornadiene.
Moreover, as reaction conditions in this reaction process, reaction temperature is 40-80 degreeC, for example, and reaction time is 4 to 48 hours.

本発明に係る特定のロタキサンは、環状分子として特定のシクロデキストリンを有するため、特定の光例えば紫外線を受けることによって屈折率が変化する特性を有し、かつ、屈折率の変化量が大きく、また、光エネルギーを熱エネルギーに変換して蓄積する特性を有し、かつ、蓄熱量が大きいものであり、しかも、容易に成膜することが可能である。また、従って、本発明に係る特定のロタキサンは、光記憶素子や光スイッチシステムなどに用いられる屈折率変換材料として極めて有用であり、また、光−熱エネルギー変換蓄積材料として極めて有用である。   Since the specific rotaxane according to the present invention has a specific cyclodextrin as a cyclic molecule, the specific rotaxane has a characteristic that the refractive index changes by receiving specific light such as ultraviolet rays, and the amount of change in the refractive index is large. It has the property of converting light energy into heat energy and storing it, has a large amount of heat storage, and can be easily formed into a film. Therefore, the specific rotaxane according to the present invention is extremely useful as a refractive index conversion material used for an optical storage element, an optical switch system, and the like, and is extremely useful as a light-heat energy conversion storage material.

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

以下の実施例において、原料および溶媒等として下記のものを使用した。
(1)テトラブチル−n−アンモニウムブロミド(以下、「TBAB」という。)としては、市販品を、脱水酢酸エチルを用いて2回再結晶したものを使用した。
(2)3−フェニル−2,5−ノルボルナジエン−2−カルボン酸(以下、「PNC」という。)としては、市販品を、酢酸エチル/n−ヘキサン混合溶媒を用いて1回再結晶したものを使用した。
(3)α−シクロデキストリン(以下、「α−CD」という。)としては、市販品を、蒸留水を用いて2回再結晶したものを使用した。
(4)β−シクロデキストリン(以下、「β−CD」という。)としては、市販品を、蒸留水を用いて2回再結晶したものを使用した。
(5)γ−シクロデキストリン(以下、「γ−CD」という。)としては、市販品を、蒸留水を用いて2回再結晶したものを使用した。
(6)1−ブロモ−2−クロロエタン(以下、「BCE」という。)としては、市販品を、塩化カルシウム(乾燥剤)を用いて蒸留精製したものを使用した。
(7)N−メチル−2−ピロリドン(以下、「NMP」という。)としては、市販品を、水素化カルシウム(乾燥剤)を用いて蒸留精製したものを使用した。
(8)ジメチルスルホキシド(以下、「DMSO」という。)としては、市販品を、水素化カルシウム(乾燥剤)を用いて蒸留精製したものを使用した。
(9)ジメチルホルムアミド(以下、「DMF」という。)としては、市販品を、水素化カルシウム(乾燥剤)を用いて蒸留精製したものを使用した。
(10)1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(以下、「DBU」という。)としては、市販品を、水素化カルシウム(乾燥剤)を用いて蒸留精製したものを使用した。
(11)両末端に3−アミノプロピル基を有するポリエチレングリコール(以下,「PEG」という。)としては、数平均分子量が1500の市販品をそのまま使用した。
(12)2,4−ジニトロフルオロベンゼン、シクロヘキサノンおよび水素化ナトリウムとしては、市販品をそのまま使用した。
In the following examples, the following materials and solvents were used.
(1) As tetrabutyl-n-ammonium bromide (hereinafter referred to as “TBAB”), a commercially available product recrystallized twice using dehydrated ethyl acetate was used.
(2) As 3-phenyl-2,5-norbornadiene-2-carboxylic acid (hereinafter referred to as “PNC”), a commercially available product is recrystallized once using a mixed solvent of ethyl acetate / n-hexane. It was used.
(3) As α-cyclodextrin (hereinafter referred to as “α-CD”), a commercially available product was recrystallized twice using distilled water.
(4) As β-cyclodextrin (hereinafter referred to as “β-CD”), a commercially available product recrystallized twice using distilled water was used.
(5) As γ-cyclodextrin (hereinafter referred to as “γ-CD”), a commercially available product was recrystallized twice using distilled water.
(6) As 1-bromo-2-chloroethane (hereinafter referred to as “BCE”), a commercial product obtained by distillation purification using calcium chloride (desiccant) was used.
(7) As N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”), a commercial product obtained by distillation purification using calcium hydride (desiccant) was used.
(8) As dimethyl sulfoxide (hereinafter referred to as “DMSO”), a commercially available product obtained by distillation purification using calcium hydride (desiccant) was used.
(9) As dimethylformamide (hereinafter referred to as “DMF”), a commercial product obtained by distillation purification using calcium hydride (desiccant) was used.
(10) As 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (hereinafter referred to as “DBU”), a commercial product obtained by distillation purification using calcium hydride (desiccant) is used. did.
(11) As polyethylene glycol having a 3-aminopropyl group at both ends (hereinafter referred to as “PEG”), a commercially available product having a number average molecular weight of 1500 was used as it was.
(12) As 2,4-dinitrofluorobenzene, cyclohexanone and sodium hydride, commercially available products were used as they were.

また、測定装置としては、下記のものを使用した。
(1)赤外分光光度計:日本分光(株)製「FT/IR−420」
(2)紫外分光光度計:(株)島津製作所製「UV−2500PC」
(3) 1H核磁気共鳴装置:日本電子(株)製「JNM−α−500」(500MHz)および「JNM−α−600」(600MHz)
(4)リサイクル分取高速液体クロマトグラフィー(以下、「分取HPLC」という:日本分析工業(株)製「HPLC−908型」(カラム:JAIgel1HA−FおよびJAIgel1HA−A,展開溶媒:クロロホルム)
(5)エリプソメーター:ガードナー社製「L115Bエリプソメーター」
Moreover, the following were used as a measuring apparatus.
(1) Infrared spectrophotometer: “FT / IR-420” manufactured by JASCO Corporation
(2) Ultraviolet spectrophotometer: “UV-2500PC” manufactured by Shimadzu Corporation
(3) 1 H nuclear magnetic resonance apparatus: “JNM-α-500” (500 MHz) and “JNM-α-600” (600 MHz) manufactured by JEOL Ltd.
(4) Recycle preparative high performance liquid chromatography (hereinafter referred to as “preparative HPLC”: “HPLC-908 type” manufactured by Nihon Analytical Industries, Ltd. (column: JAIgel1HA-F and JAIgel1HA-A, developing solvent: chloroform)
(5) Ellipsometer: “L115B Ellipsometer” manufactured by Gardner

〔特定のノルボルナジエン誘導体の合成〕
PNC2.16g(10mmol)およびDBU1.72g(12mmol)の混合物に、DMSO10mLを添加して溶解し、その後、BCE2.92g(20mmol)を滴下し、さらに室温で4時間の条件で反応させた。
反応が終了した後、反応溶液を酢酸エチルによって希釈し、この希釈溶液に対して蒸留水による洗浄を5回行い、さらに酢酸エチル相に乾燥剤として無水硫酸マグネシウムを添加して乾燥処理を行った。次いで、乾燥剤をろ別した後、酢酸エチル相を減圧留去し、その後、酢酸エチルおよびn−ヘキサンの混合物(混合比1:10)を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって、単離精製することにより、黄色の粘性液体1.94gを得た。
IR分析および 1H−NMR分析の結果から、得られた生成物は、下記式(b)で表される3−フェニル−2,5−ノルボルナジエン−2−ガルボキシクロロエチル(特定のノルボルナジエン誘導体)であると同定された。収率は71%であった。
[Synthesis of specific norbornadiene derivatives]
To a mixture of 2.16 g (10 mmol) of PNC and 1.72 g (12 mmol) of DBU, 10 mL of DMSO was added and dissolved, and then 2.92 g (20 mmol) of BCE was added dropwise, and further reacted at room temperature for 4 hours.
After the reaction was completed, the reaction solution was diluted with ethyl acetate, and this diluted solution was washed with distilled water five times. Further, anhydrous magnesium sulfate was added to the ethyl acetate phase as a desiccant, followed by drying treatment. . Then, after filtering off the desiccant, the ethyl acetate phase was distilled off under reduced pressure, and then isolated and purified by silica gel column chromatography using a mixture of ethyl acetate and n-hexane (mixing ratio 1:10) as a developing solvent. As a result, 1.94 g of a yellow viscous liquid was obtained.
From the results of IR analysis and 1 H-NMR analysis, the obtained product was 3-phenyl-2,5-norbornadiene-2-galoxychloroethyl (specific norbornadiene derivative) represented by the following formula (b): Was identified. The yield was 71%.

Figure 0004593157
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特定のノルボルナジエン誘導体のIR分析および 1H−NMR分析の結果を下記に示す。
○IR(film,cm-1):
1698(νC=C ester ),
1612(νC=C NBD),
1594,1491(νC=C aromatic),
1180,1021(νC−O−C ester ),
760(νC−Cl)
1H NMR(500MHz,CDCl3 ,TMS)δ(ppm):
1.98(d,J=6.0,1.0H,Ha ),
2.17(d,J=6.0,1.0H,Ha ' ),
3.78(t,J=5.5,2.0H,Hj ),
4.00(s,1.0H,Hb ),
4.29(s,1.0H,Hc ),
6.98〜7.04(m,2.0H,Hd ,He ),
7.34〜7.56(m,5.0H,Hg ,Hf ,Hh
The results of IR analysis and 1 H-NMR analysis of specific norbornadiene derivatives are shown below.
○ IR (film, cm -1 ):
1698 (νC = C ester),
1612 (νC = C NBD),
1594, 1491 (νC = C aromatic),
1180, 1021 (νC—O—C ester),
760 (νC-Cl)
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS) δ (ppm):
1.98 (d, J = 6.0,1.0H, H a),
2.17 (d, J = 6.0, 1.0H, H a ′),
3.78 (t, J = 5.5, 2.0H, H j ),
4.00 (s, 1.0H, H b ),
4.29 (s, 1.0 H, H c ),
6.98~7.04 (m, 2.0H, H d , H e),
7.34~7.56 (m, 5.0H, H g , H f, H h)

〈実施例1〉
α−CD0.05g(0.05mmol)、TBAB0.03g(5mol%)および水素化ナトリウム0.04g(1.8mmol)の混合物に、NMP4mLを添加し、室温で1時間攪拌した。その後、特定のノルボルナジエン誘導体0.49g(1.8mmol)を添加し、さらに80℃で48時間の条件で反応させた。
反応が終了した後、反応溶液をクロロホルムで希釈し、0.5N塩酸水溶液で1回、蒸留水で5回洗浄し、有機相を乾燥剤として無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥処理した。乾燥剤をろ別した後、分取HPLCによって単離精製し、60℃で24時間減圧乾燥することにより、茶褐色の粉末固体0.15gを得た。
IR分析および 1H−NMR分析の結果から、得られた生成物は、下記式(I)で表される化合物であって、α−CDにおける全水酸基に対するエーテル化率が89%であるものと同定された。収率は45%であった。この生成物を「シクロデキストリン誘導体(I)」とする。また、シクロデキストリン誘導体(I)の合成工程を下記反応式(I−1)に示す。
<Example 1>
4 mL of NMP was added to a mixture of α-CD 0.05 g (0.05 mmol), TBAB 0.03 g (5 mol%) and sodium hydride 0.04 g (1.8 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 0.49 g (1.8 mmol) of a specific norbornadiene derivative was added and further reacted at 80 ° C. for 48 hours.
After the reaction was completed, the reaction solution was diluted with chloroform, washed once with 0.5N aqueous hydrochloric acid and 5 times with distilled water, and the organic phase was dried using anhydrous magnesium sulfate as a desiccant. The desiccant was filtered off, isolated and purified by preparative HPLC, and dried under reduced pressure at 60 ° C. for 24 hours to obtain 0.15 g of a brown powdered solid.
From the results of IR analysis and 1 H-NMR analysis, the obtained product was a compound represented by the following formula (I), and the etherification rate with respect to all hydroxyl groups in α-CD was 89%. Identified. The yield was 45%. This product is designated as “cyclodextrin derivative (I)”. Moreover, the synthesis process of cyclodextrin derivative (I) is shown in the following reaction formula (I-1).

Figure 0004593157
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Figure 0004593157
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また、シクロデキストリン誘導体(I)のIR分析および 1H−NMR分析の結果を下記に示す。
○IR(film,cm-1):
3447(νOH),
1704(νC=C ester ),
1615(νC=C NBD),
1491,1444(νC=C aromatic),
1149,1034(νC−O−C)
1H NMR(500MHz,DMSO−d6 )δ(ppm):
1.94〜2.14(m,2.00H,H9 ),
3.15〜4.75(m,6.99H,H1 ,H2 ,H3 ,H4 ,H5 ,H6 ,H7 ,H8 ,H10,H11),
5.40〜6.05(m,0.12H,OH in CD),
6.94〜7.42(m,7.00H,H12,H13,H14,H15,H16
The results of IR analysis and 1 H-NMR analysis of the cyclodextrin derivative (I) are shown below.
○ IR (film, cm -1 ):
3447 (νOH),
1704 (νC = C ester),
1615 (νC = C NBD),
1491, 1444 (νC = C aromatic),
1149, 1034 (νC—O—C)
1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ (ppm):
1.94~2.14 (m, 2.00H, H 9 ),
3.15~4.75 (m, 6.99H, H 1 , H 2, H 3, H 4, H 5, H 6, H 7, H 8, H 10, H 11),
5.40 to 6.05 (m, 0.12H, OH in CD),
6.94~7.42 (m, 7.00H, H 12 , H 13, H 14, H 15, H 16)

〈実施例2〉
β−CD0.06g(0.05mmol)、TBAB0.04g(5mol%)および水素化ナトリウム0.05g(2.1mmol)の混合物に、NMP4mLを添加し、室温で1時間攪拌した。その後、特定のノルボルナジエン誘導体0.59g(2.1mmol)を添加し、さらに80℃で48時間の条件で反応させた。
反応が終了した後、反応溶液をクロロホルムで希釈し、0.5N塩酸水溶液で1回、蒸留水で5回洗浄し、有機相を乾燥剤として無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥処理した。乾燥剤をろ別した後、分取HPLCによって単離精製し、60℃で24時間減圧乾燥することにより、茶褐色の粉末固体0.15gを得た。
IR分析および 1H−NMR分析の結果から、得られた生成物は、下記式(II)で表される化合物であって、β−CDにおける全水酸基に対するエーテル化率が87%であるものと同定された。収率は44%であった。この生成物を「シクロデキストリン誘導体(II)」とする。また、シクロデキストリン誘導体(II)の合成工程を下記反応式(II−1)に示す。
<Example 2>
4 mL of NMP was added to a mixture of β-CD 0.06 g (0.05 mmol), TBAB 0.04 g (5 mol%) and sodium hydride 0.05 g (2.1 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 0.59 g (2.1 mmol) of a specific norbornadiene derivative was added and further reacted at 80 ° C. for 48 hours.
After the reaction was completed, the reaction solution was diluted with chloroform, washed once with 0.5N aqueous hydrochloric acid and 5 times with distilled water, and the organic phase was dried using anhydrous magnesium sulfate as a desiccant. The desiccant was filtered off, isolated and purified by preparative HPLC, and dried under reduced pressure at 60 ° C. for 24 hours to obtain 0.15 g of a brown powdered solid.
From the results of IR analysis and 1 H-NMR analysis, the obtained product was a compound represented by the following formula (II), and the etherification ratio for all hydroxyl groups in β-CD was 87%. Identified. The yield was 44%. This product is referred to as “cyclodextrin derivative (II)”. Further, the synthesis step of the cyclodextrin derivative (II) is shown in the following reaction formula (II-1).


Figure 0004593157
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Figure 0004593157
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また、シクロデキストリン誘導体(II)のIR分析および 1H−NMR分析の結果を下記に示す。
○IR(film,cm-1):
3423(νOH),
1699(νC=C ester ),
1615(νC=C NBD),
1491,1444(νC=C aromatic),
1149,1033(νC−O−C)
1H NMR(500MHz,DMSO−d6 )δ(ppm):
1.92〜2.13(m,2.00H,H9 ),
3.15〜4.82(m,8.85H,H1 ,H2 ,H3 ,H4 ,H5 ,H6 ,H7 ,H8 ,H10,H11),
5.58〜5.88(m,0.14H,OH in CD),
6.96〜7.49(m,7.00H,H12,H13,H14,H15,H16
The results of IR analysis and 1 H-NMR analysis of the cyclodextrin derivative (II) are shown below.
○ IR (film, cm -1 ):
3423 (νOH),
1699 (νC = C ester),
1615 (νC = C NBD),
1491, 1444 (νC = C aromatic),
1149, 1033 (νC—O—C)
1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ (ppm):
1.92~2.13 (m, 2.00H, H 9 ),
3.15~4.82 (m, 8.85H, H 1 , H 2, H 3, H 4, H 5, H 6, H 7, H 8, H 10, H 11),
5.58-5.88 (m, 0.14H, OH in CD),
6.96~7.49 (m, 7.00H, H 12 , H 13, H 14, H 15, H 16)

〈実施例3〉
γ−CD0.07g(0.05mmol)、TBAB0.04g(5mol%)および水素化ナトリウム0.06g(2.4mmol)の混合物に、NMP4mLを添加し、室温で1時間攪拌した。その後、特定のノルボルナジエン誘導体0.66g(2.4mmol)を添加し、さらに80℃で48時間の条件で反応させた。
反応が終了した後、反応溶液をクロロホルムで希釈し、0.5N塩酸水溶液で1回、蒸留水で5回洗浄し、有機相を乾燥剤として無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥処理した。乾燥剤をろ別した後、分取HPLCによって単離精製し、60℃で24時間減圧乾燥することにより、茶褐色の粉末固体0.11gを得た。
IR分析および 1H−NMR分析の結果から、得られた生成物は、下記式(III)で表される化合物であって、γ−CDにおける全水酸基に対するエーテル化率が84%であるものと同定された。収率は35%であった。この生成物を「シクロデキストリン誘導体(III)」とする。また、シクロデキストリン誘導体(III)の合成工程を下記反応式(III −1)に示す。
<Example 3>
To a mixture of γ-CD 0.07 g (0.05 mmol), TBAB 0.04 g (5 mol%) and sodium hydride 0.06 g (2.4 mmol), 4 mL of NMP was added and stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 0.66 g (2.4 mmol) of a specific norbornadiene derivative was added, and the mixture was further reacted at 80 ° C. for 48 hours.
After the reaction was completed, the reaction solution was diluted with chloroform, washed once with 0.5N aqueous hydrochloric acid and 5 times with distilled water, and the organic phase was dried using anhydrous magnesium sulfate as a desiccant. The desiccant was filtered off, isolated and purified by preparative HPLC, and dried under reduced pressure at 60 ° C. for 24 hours to obtain 0.11 g of a brown powdered solid.
From the results of IR analysis and 1 H-NMR analysis, the product obtained was a compound represented by the following formula (III), and the etherification rate with respect to all hydroxyl groups in γ-CD was 84%. Identified. The yield was 35%. This product is referred to as “cyclodextrin derivative (III)”. Moreover, the synthesis process of cyclodextrin derivative (III) is shown in the following reaction formula (III-1).

Figure 0004593157
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Figure 0004593157
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また、シクロデキストリン誘導体(III)のIR分析および 1H−NMR分析の結果を下記に示す。
○IR(film,cm-1):
3414(νOH),
1701(νC=C ester ),
1615(νC=C NBD),
1491,1444(νC=C aromatic),
1149,1033(νC−O−C)
1H NMR(500MHz,DMSO−d6 )δ(ppm):
1.96〜2.10(m,2.00H,H9 ),
3.15〜4.75(m,9.26H,H1 ,H2 ,H3 ,H4 ,H5 ,H6 ,H7 ,H8 ,H10,H11,),
5.58〜5.88(m,0.18H,OH in CD),
6.94〜7.42(m,7.00H,H12,H13,H14,H15,H16
The results of IR analysis and 1 H-NMR analysis of the cyclodextrin derivative (III) are shown below.
○ IR (film, cm -1 ):
3414 (νOH),
1701 (νC = C ester),
1615 (νC = C NBD),
1491, 1444 (νC = C aromatic),
1149, 1033 (νC—O—C)
1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ (ppm):
1.96~2.10 (m, 2.00H, H 9 ),
3.15~4.75 (m, 9.26H, H 1 , H 2, H 3, H 4, H 5, H 6, H 7, H 8, H 10, H 11,),
5.58-5.88 (m, 0.18H, OH in CD),
6.94~7.42 (m, 7.00H, H 12 , H 13, H 14, H 15, H 16)

〈実施例4〉
β−CD0.23g(0.2mmol)、TBAB0.06g(5mol%)および水素化ナトリウム0.09g(3.0mmol)の混合物に、NMP6mLを添加し、室温で1時間攪拌した。その後、特定のノルボルナジエン誘導体0.83g(3.0mmol)を添加し、さらに80℃で48時間の条件で反応させた。
反応が終了した後、反応溶液を蒸留水に滴下し、沈殿物をろ別した後、良溶媒としてテトラヒドロフランを用い、貧溶媒としてジエチルエーテルを用いて2回再沈精製を行い、60℃で24時間減圧乾燥することにより、茶褐色の粉末固体0.30gを得た。
IR分析および 1H−NMR分析の結果から、得られた生成物は、下記式(IV)で表される化合物であって、β−CDにおける全水酸基に対するエーテル化率が62%であるものと同定された。収率は35%であった。この生成物を「シクロデキストリン誘導体(IV)」とする。
<Example 4>
To a mixture of β-CD 0.23 g (0.2 mmol), TBAB 0.06 g (5 mol%) and sodium hydride 0.09 g (3.0 mmol), 6 mL of NMP was added and stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 0.83 g (3.0 mmol) of a specific norbornadiene derivative was added, and further reacted at 80 ° C. for 48 hours.
After completion of the reaction, the reaction solution was added dropwise to distilled water, and the precipitate was filtered off, followed by reprecipitation purification twice using tetrahydrofuran as a good solvent and diethyl ether as a poor solvent. By drying under reduced pressure for a period of time, 0.30 g of a brown powder solid was obtained.
From the results of IR analysis and 1 H-NMR analysis, the obtained product was a compound represented by the following formula (IV), and the etherification ratio for all hydroxyl groups in β-CD was 62%. Identified. The yield was 35%. This product is designated as “cyclodextrin derivative (IV)”.


Figure 0004593157
Figure 0004593157

また、シクロデキストリン誘導体(IV)のIR分析および 1H−NMR分析の結果を下記に示す。
○IR(film,cm-1):
3377(νOH),
1695(νC=C ester ),
1606(νC=C NBD),
1594,1491(νC=C aromatic),
1153,1032(νC−O−C ester )
1H NMR(500MHz,DMSO−d6 )δ(ppm):
1.84〜2.23(m,2.0H,CH2 in NBD),
3.29〜4.75(m,10.9H,Ha ,Hb ,Hc ,Hd ,Hf ,Hg ,Hh ,CH in NBD,H2 O),
4.80〜4.84(m,0.66H,He ),
5.58〜5.88(m,0.81H,OH in CD),
6.84〜7.03(m,2.0H,CH in NBD),
7.34〜7.47(m,5.0H,aromatic)
The results of IR analysis and 1 H-NMR analysis of the cyclodextrin derivative (IV) are shown below.
○ IR (film, cm -1 ):
3377 (νOH),
1695 (νC = C ester),
1606 (νC = C NBD),
1594, 1491 (νC = C aromatic),
1153, 1032 (νC—O—C ester)
1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ (ppm):
1.84 to 2.23 (m, 2.0H, CH 2 in NBD),
3.29~4.75 (m, 10.9H, H a , H b, H c, H d, H f, H g, H h, CH in NBD, H 2 O),
4.80~4.84 (m, 0.66H, H e ),
5.58-5.88 (m, 0.81H, OH in CD),
6.84 to 7.03 (m, 2.0H, CH in NBD),
7.34-7.47 (m, 5.0H, aromatic)

〈参考例1〉
α−CD0.29g(0.3mmol)、TBAB0.04g(5mol%)および水素化ナトリウム0.07g(2.7mmol)の混合物に、NMP6mLを添加し、室温で1時間攪拌した。その後、特定のノルボルナジエン誘導体0.74g(2.7mmol)を添加し、さらに50℃で48時間の条件で反応させた。
反応が終了した後、反応溶液を蒸留水に滴下し、沈殿物をろ別した後、良溶媒としてテトラヒドロフランを用い、貧溶媒としてジエチルエーテルを用いて2回再沈精製を行い、60℃で24時間減圧乾燥することにより、茶褐色の粉末固体0.14gを得た。
IR分析および 1H−NMR分析の結果から、得られた生成物は、下記式(V)で表される化合物であって、α−CDにおける全水酸基に対するエーテル化率が35%であるものと同定された。収率は20%であった。この生成物を「シクロデキストリン誘導体(V)」とする。
<Reference Example 1>
6 mL of NMP was added to a mixture of α-CD 0.29 g (0.3 mmol), TBAB 0.04 g (5 mol%) and sodium hydride 0.07 g (2.7 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 0.74 g (2.7 mmol) of a specific norbornadiene derivative was added, and the mixture was further reacted at 50 ° C. for 48 hours.
After completion of the reaction, the reaction solution was added dropwise to distilled water, and the precipitate was filtered off, followed by reprecipitation purification twice using tetrahydrofuran as a good solvent and diethyl ether as a poor solvent. By drying under reduced pressure for a period of time, 0.14 g of a brown powdered solid was obtained.
From the results of IR analysis and 1 H-NMR analysis, the product obtained was a compound represented by the following formula (V), and the etherification rate for all hydroxyl groups in α-CD was 35%. Identified. The yield was 20%. This product is designated as “cyclodextrin derivative (V)”.

Figure 0004593157
Figure 0004593157

また、シクロデキストリン誘導体(V)のIR分析および 1H−NMR分析の結果を下記に示す。
○IR(film,cm-1):
3393(νOH),
1696(νC=C ester ),
1615(νC=C NBD),
1594,1491(νC=C aromatic),
1331,1034(νC−O−C ester ),
1151,1034(νC−O−C ether )
1H NMR(500MHz,DMSO−d6 )δ(ppm):
1.84〜2.23(m,2.0H,CH2 in NBD),
3.29〜4.75(m,19.3H,Ha ,Hb ,Hc ,Hd ,Hf ,Hg ,Hh ,CH in NBD,H2 O),
4.80〜4.84(m,1.0H,He ),
5.58〜5.88(m,1.95H,OH in CD),
6.84〜7.03(m,2.0H,CH in NBD),
7.34〜7.47(m,5.0H,aromatic)
The results of IR analysis and 1 H-NMR analysis of the cyclodextrin derivative (V) are shown below.
○ IR (film, cm -1 ):
3393 (νOH),
1696 (νC = C ester),
1615 (νC = C NBD),
1594, 1491 (νC = C aromatic),
1331, 1034 (νC—O—C ester),
1151, 1034 (νC-O-C ether)
1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ (ppm):
1.84 to 2.23 (m, 2.0H, CH 2 in NBD),
3.29~4.75 (m, 19.3H, H a , H b, H c, H d, H f, H g, H h, CH in NBD, H 2 O),
4.80~4.84 (m, 1.0H, H e ),
5.58-5.88 (m, 1.95H, OH in CD),
6.84 to 7.03 (m, 2.0H, CH in NBD),
7.34-7.47 (m, 5.0H, aromatic)

〈参考例2〉
β−CD0.34g(0.3mmol)、TBAB0.04g(5mol%)および水素化ナトリウム0.08g(3.1mmol)の混合物に、NMP6mLを添加し、室温で1時間攪拌した。その後、特定のノルボルナジエン誘導体0.85g(3.1mmol)を添加し、さらに50℃で48時間の条件で反応させた。
反応が終了した後、反応溶液を蒸留水に滴下し、沈殿物をろ別した後、良溶媒としてテトラヒドロフランを用い、貧溶媒としてジエチルエーテルを用いて2回再沈精製を行い、60℃で24時間減圧乾燥することにより、茶褐色の粉末固体0.24gを得た。
IR分析および 1H−NMR分析の結果から、得られた生成物は、下記式(VI)で表される化合物であって、β−CDにおける全水酸基に対するエーテル化率が33%であるものと同定された。収率は27%であった。この生成物を「シクロデキストリン誘導体(VI)」とする。
<Reference Example 2>
To a mixture of β-CD 0.34 g (0.3 mmol), TBAB 0.04 g (5 mol%) and sodium hydride 0.08 g (3.1 mmol), 6 mL of NMP was added and stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 0.85 g (3.1 mmol) of a specific norbornadiene derivative was added, and the mixture was further reacted at 50 ° C. for 48 hours.
After completion of the reaction, the reaction solution was added dropwise to distilled water, and the precipitate was filtered off, followed by reprecipitation purification twice using tetrahydrofuran as a good solvent and diethyl ether as a poor solvent. By drying under reduced pressure for a period of time, 0.24 g of a brown powder solid was obtained.
From the results of IR analysis and 1 H-NMR analysis, the obtained product was a compound represented by the following formula (VI), and the etherification ratio of β-CD with respect to all hydroxyl groups was 33%. Identified. The yield was 27%. This product is designated as “cyclodextrin derivative (VI)”.

Figure 0004593157
Figure 0004593157

また、シクロデキストリン誘導体(VI)のIR分析および 1H−NMR分析の結果を下記に示す。
○IR(film,cm-1):
3394(νOH),
1698(νC=C ester ),
1615(νC=C NBD),
1593,1491(νC=C aromatic),
1333,1033(νC−O−C ester ),
1151,1078(νC−O−C ether )
1H NMR(500MHz,DMSO−d6 )δ(ppm):
1.84〜2.23(m,2.0H,CH2 in NBD),
3.29〜4.75(m,19.3H,Ha ,Hb ,Hc ,Hd ,Hf ,Hg ,Hh ,CH in NBD,H2 O),
4.80〜4.84(m,1.0H,He ),
5.58〜5.88(m,1.95H,OH in CD),
6.84〜7.03(m,2.0H,CH in NBD),
7.34〜7.47(m,5.0H,aromatic)
The results of IR analysis and 1 H-NMR analysis of the cyclodextrin derivative (VI) are shown below.
○ IR (film, cm -1 ):
3394 (νOH),
1698 (νC = C ester),
1615 (νC = C NBD),
1593, 1491 (νC = C aromatic),
1333, 1033 (νC—O—C ester),
1151, 1078 (νC-O-C ether)
1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ (ppm):
1.84 to 2.23 (m, 2.0H, CH 2 in NBD),
3.29~4.75 (m, 19.3H, H a , H b, H c, H d, H f, H g, H h, CH in NBD, H 2 O),
4.80~4.84 (m, 1.0H, H e ),
5.58-5.88 (m, 1.95H, OH in CD),
6.84 to 7.03 (m, 2.0H, CH in NBD),
7.34-7.47 (m, 5.0H, aromatic)

〈参考例3〉
γ−CD0.39g(0.3mmol)、TBAB0.06g(5mol%)および水素化ナトリウム0.09g(3.6mmol)の混合物に、NMP6mLを添加し、室温で1時間攪拌した。その後、特定のノルボルナジエン誘導体0.99g(3.6mmol)を添加し、さらに50℃で48時間の条件で反応させた。
反応が終了した後、反応溶液を蒸留水に滴下し、沈殿物をろ別した後、良溶媒としてテトラヒドロフランを用い、貧溶媒としてジエチルエーテルを用いて2回再沈精製を行い、60℃で24時間減圧乾燥することにより、茶褐色の粉末固体0.14gを得た。
IR分析および 1H−NMR分析の結果から、得られた生成物は、下記式(VII)で表される化合物であって、γ−CDにおける全水酸基に対するエーテル化率が36%であるものと同定された。収率は15%であった。この生成物を「シクロデキストリン誘導体(VII)」とする。
<Reference Example 3>
To a mixture of γ-CD 0.39 g (0.3 mmol), TBAB 0.06 g (5 mol%) and sodium hydride 0.09 g (3.6 mmol), 6 mL of NMP was added and stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 0.99 g (3.6 mmol) of a specific norbornadiene derivative was added, and the mixture was further reacted at 50 ° C. for 48 hours.
After completion of the reaction, the reaction solution was added dropwise to distilled water, and the precipitate was filtered off, followed by reprecipitation purification twice using tetrahydrofuran as a good solvent and diethyl ether as a poor solvent. By drying under reduced pressure for a period of time, 0.14 g of a brown powdered solid was obtained.
From the results of IR analysis and 1 H-NMR analysis, the obtained product was a compound represented by the following formula (VII), and the etherification ratio for all hydroxyl groups in γ-CD was 36%. Identified. The yield was 15%. This product is designated as “cyclodextrin derivative (VII)”.

Figure 0004593157
Figure 0004593157

また、シクロデキストリン誘導体(VII)のIR分析および 1H−NMR分析の結果を下記に示す。
○IR(film,cm-1):
3394(νOH),
1711(νC=C ester ),
1615(νC=C NBD),
1596,1492(νC=C aromatic),
1331,1030(νC−O−C ester ),
1151,1080(νC−O−C ether )
1H NMR(500MHz,DMSO−d6 )δ(ppm):
1.84〜2.23(m,2.0H,CH2 in NBD),
3.29〜4.75(m,10.9H,Ha ,Hb ,Hc ,Hd ,Hf ,Hg ,Hh ,CH in NBD,H2 O),
4.80〜4.84(m,1.0H,He ),
5.58〜5.88(m,1.75H,OH in CD),
6.84〜7.03(m,2.0H,CH in NBD),
7.34〜7.47(m,5.0H,aromatic)
The results of IR analysis and 1 H-NMR analysis of cyclodextrin derivative (VII) are shown below.
○ IR (film, cm -1 ):
3394 (νOH),
1711 (νC = C ester),
1615 (νC = C NBD),
1596, 1492 (νC = C aromatic),
1331, 1030 (νC—O—C ester),
1151, 1080 (νC-O-C ether)
1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ (ppm):
1.84 to 2.23 (m, 2.0H, CH 2 in NBD),
3.29~4.75 (m, 10.9H, H a , H b, H c, H d, H f, H g, H h, CH in NBD, H 2 O),
4.80~4.84 (m, 1.0H, H e ),
5.58-5.88 (m, 1.75H, OH in CD),
6.84 to 7.03 (m, 2.0H, CH in NBD),
7.34-7.47 (m, 5.0H, aromatic)

実施例1〜4および参考例1〜3において、使用したシクロデキストリンの種類、シクロデキストリンにおける全水酸基に対する特定のノルボルナジエン誘導体のモル比(以下、「NBD/OH」と記す。)、反応温度、およびシクロデキストリンにおける全水酸基に対するエーテル化率を表1に示す。   In Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 3, the type of cyclodextrin used, the molar ratio of a specific norbornadiene derivative to all hydroxyl groups in the cyclodextrin (hereinafter referred to as “NBD / OH”), the reaction temperature, and Table 1 shows the etherification rate of all hydroxyl groups in cyclodextrin.

Figure 0004593157
Figure 0004593157

〔シクロデキストリン誘導体の特性〕
(1)屈折率変化:
実施例1〜4に係るシクロデキストリン誘導体(I)〜シクロデキストリン誘導体(IV)および参考例1〜3に係るシクロデキストリン誘導体(V)〜シクロデキストリン誘導体(VII)の各々をシクロヘキサノンに溶解し、得られた溶液を、スピンコーターによってシリコンウエハーに塗布して乾燥処理することにより、厚みが約1.0mmの薄膜を形成した。得られた薄膜に対し、500Wキセノンランプを用いて30分間光照射し、エリプソメーターを用い、波長632.8nmのレーザー光により、光照射前後における屈折率を測定し、光照射前後における屈折率の変化量を求めた。
以上、結果を表2に示す。
[Characteristics of cyclodextrin derivatives]
(1) Refractive index change:
Each of cyclodextrin derivative (I) to cyclodextrin derivative (IV) according to Examples 1 to 4 and cyclodextrin derivative (V) to cyclodextrin derivative (VII) according to Reference Examples 1 to 3 was dissolved in cyclohexanone to obtain The obtained solution was applied to a silicon wafer by a spin coater and dried to form a thin film having a thickness of about 1.0 mm. The obtained thin film was irradiated with light using a 500 W xenon lamp for 30 minutes, and the refractive index before and after light irradiation was measured with a laser beam having a wavelength of 632.8 nm using an ellipsometer. The amount of change was determined.
The results are shown in Table 2.

Figure 0004593157
Figure 0004593157

表2の結果から明らかなように、実施例1〜4に係るシクロデキストリン誘導体(I)〜シクロデキストリン誘導体(IV)の各々は、光照射によって屈折率が変化する特性を有し、また、屈折率の変化量が大きいものであり、屈折率変換材料として有用なものであることが確認された。   As is apparent from the results in Table 2, each of the cyclodextrin derivatives (I) to cyclodextrin derivatives (IV) according to Examples 1 to 4 has a characteristic that the refractive index changes by light irradiation, The amount of change in the refractive index was large, and it was confirmed that it was useful as a refractive index conversion material.

(2)光反応特性:
実施例1〜3に係るシクロデキストリン誘導体(I)〜シクロデキストリン誘導体(III)および参考例1〜3に係るシクロデキストリン誘導体(V)〜シクロデキストリン誘導体(VII)の各々をテトラヒドロフランに溶解し、得られた溶液の各々を、石英セルの内壁面に塗布し、室温で2時間減圧乾燥処理することにより、薄膜を形成した。石英セル内に形成された薄膜に対して、500Wキセノンランプ「UXL−500D−O」(ウシオ電機(株)製)および熱線カットフィルター「HA50」(HOYA(株)製)を用い、1.20mW/cm2 (313nm)の条件で、光照射時間を変えながら光照射処理を行うと共に、紫外分光光度計により、当該薄膜における紫外線の吸光度の変化を測定した。結果を、図1(シクロデキストリン誘導体(I)、図2(シクロデキストリン誘導体(II))、図3(シクロデキストリン誘導体(III))、図4(シクロデキストリン誘導体(V))、図5(シクロデキストリン誘導体(VI))および図6(シクロデキストリン誘導体(VII))に示す。
(2) Photoreactive characteristics:
Each of cyclodextrin derivative (I) to cyclodextrin derivative (III) according to Examples 1 to 3 and cyclodextrin derivative (V) to cyclodextrin derivative (VII) according to Reference Examples 1 to 3 was dissolved in tetrahydrofuran to obtain Each of the obtained solutions was applied to the inner wall surface of the quartz cell and dried under reduced pressure at room temperature for 2 hours to form a thin film. 1.20 mW using a 500 W xenon lamp “UXL-500D-O” (manufactured by USHIO INC.) And a heat ray cut filter “HA50” (manufactured by HOYA) on the thin film formed in the quartz cell. The light irradiation treatment was performed while changing the light irradiation time under the conditions of / cm 2 (313 nm), and the change in the absorbance of ultraviolet rays in the thin film was measured with an ultraviolet spectrophotometer. The results are shown in FIG. 1 (cyclodextrin derivative (I), FIG. 2 (cyclodextrin derivative (II)), FIG. 3 (cyclodextrin derivative (III)), FIG. 4 (cyclodextrin derivative (V)), FIG. Dextrin derivative (VI)) and FIG. 6 (cyclodextrin derivative (VII)).

図1の結果から、シクロデキストリン誘導体(I)よりなる薄膜においては、NBD構造に起因する最大吸収波長293nmの紫外線の吸収が、光照射時間の経過に伴って減少することが確認され、また、波長236nmおよび波長252nmに等吸収点が確認されたことにより、NBD構造からこれに対応するQC構造への光異性化反応は、副反応が生じることなしに進行することが理解される。また、光異性化反応は、光照射時間が約5分間で完了することが確認された。
図2の結果から、シクロデキストリン誘導体(II)よりなる薄膜においては、NBD構造に基づく最大吸収波長296nmの紫外線の吸収が、光照射時間の経過に伴って減少することが確認され、また、波長237nmおよび波長253nmに等吸収点が確認されたことにより、NBD構造からこれに対応するQC構造への光異性化反応は、副反応が生じることなしに進行することが理解される。また、光異性化反応は、光照射時間が約7分間で完了することが確認された。
図3の結果から、シクロデキストリン誘導体(III)よりなる薄膜においては、NBD構造に基づく最大吸収波長291nmの紫外線の吸収が、光照射時間の経過に伴って減少することが確認され、また、波長236nmおよび波長253nmに等吸収点が確認されたことにより、NBD構造からこれに対応するQC構造への光異性化反応は、副反応が生じることなしに進行することが理解される。また、光異性化反応は、光照射時間が約10分間で完了することが確認された。
図4の結果から、シクロデキストリン誘導体(V)よりなる薄膜においては、NBD構造に基づく最大吸収波長295nmの紫外線の吸収が、光照射時間の経過に伴って減少することが確認され、また、波長237nmおよび251nmに等吸収点が確認されたことにより、NBD構造からこれに対応するQC構造への光異性化反応は、副反応が生じることなしに進行することが理解される。また、光異性化反応は、光照射時間が約5分間で完了することが確認された。
図5の結果から、シクロデキストリン誘導体(VI)よりなる薄膜においては、NBD構造に基づく最大吸収波長297nmの紫外線の吸収が、光照射時間の経過に伴って減少することが確認され、また、波長236nmおよび254nmに等吸収点が確認されたことにより、NBD構造からこれに対応するQC構造への光異性化反応は、副反応が生じることなしに進行することが理解される。また、光異性化反応は、光照射時間が約5分間で完了することが確認された。
図6の結果から、シクロデキストリン誘導体(VI)よりなる薄膜においては、NBD構造に基づく最大吸収波長285nmの紫外線の吸収が、光照射時間の経過に伴って減少することが確認され、また、波長235nmおよび252nmに等吸収点が確認されたことにより、NBD構造からこれに対応するQC構造への光異性化反応は、副反応が生じることなしに進行することが理解される。また、光異性化反応は、光照射時間が約10分間で完了することが確認された。
From the result of FIG. 1, in the thin film made of cyclodextrin derivative (I), it was confirmed that the absorption of ultraviolet rays having a maximum absorption wavelength of 293 nm due to the NBD structure decreases with the passage of light irradiation time. It is understood that the photoabsorptive reaction from the NBD structure to the QC structure corresponding to the NBD structure proceeds without any side reaction by confirming the isosbestic points at the wavelength of 236 nm and the wavelength of 252 nm. In addition, it was confirmed that the photoisomerization reaction was completed in about 5 minutes.
From the result of FIG. 2, in the thin film made of cyclodextrin derivative (II), it is confirmed that the absorption of ultraviolet light having a maximum absorption wavelength of 296 nm based on the NBD structure decreases with the passage of light irradiation time. The fact that the isoabsorption point was confirmed at 237 nm and wavelength 253 nm indicates that the photoisomerization reaction from the NBD structure to the corresponding QC structure proceeds without causing side reactions. In addition, it was confirmed that the photoisomerization reaction was completed in about 7 minutes.
From the result of FIG. 3, in the thin film made of cyclodextrin derivative (III), it is confirmed that the absorption of ultraviolet rays having a maximum absorption wavelength of 291 nm based on the NBD structure decreases with the passage of light irradiation time. It is understood that the photoabsorption reaction from the NBD structure to the QC structure corresponding to the NBD structure proceeds without any side reaction by confirming the isosbestic points at 236 nm and the wavelength of 253 nm. It was also confirmed that the photoisomerization reaction was completed in about 10 minutes.
From the result of FIG. 4, in the thin film made of cyclodextrin derivative (V), it is confirmed that the absorption of ultraviolet rays having a maximum absorption wavelength of 295 nm based on the NBD structure decreases with the passage of light irradiation time. It is understood from the fact that the isosbestic points are confirmed at 237 nm and 251 nm, the photoisomerization reaction from the NBD structure to the corresponding QC structure proceeds without causing side reactions. In addition, it was confirmed that the photoisomerization reaction was completed in about 5 minutes.
From the result of FIG. 5, in the thin film made of cyclodextrin derivative (VI), it is confirmed that the absorption of ultraviolet rays having a maximum absorption wavelength of 297 nm based on the NBD structure decreases with the passage of light irradiation time. By confirming the isosbestic points at 236 nm and 254 nm, it is understood that the photoisomerization reaction from the NBD structure to the corresponding QC structure proceeds without causing side reactions. In addition, it was confirmed that the photoisomerization reaction was completed in about 5 minutes.
From the result of FIG. 6, in the thin film made of cyclodextrin derivative (VI), it is confirmed that the absorption of ultraviolet rays having a maximum absorption wavelength of 285 nm based on the NBD structure decreases with the passage of light irradiation time. By confirming the isosbestic points at 235 nm and 252 nm, it is understood that the photoisomerization reaction from the NBD structure to the corresponding QC structure proceeds without causing side reactions. It was also confirmed that the photoisomerization reaction was completed in about 10 minutes.

また、シクロデキストリン誘導体(I)〜シクロデキストリン誘導体(III)およびシクロデキストリン誘導体(V)〜シクロデキストリン誘導体(VII)の各々の薄膜状態における異性化反応率を一次速度式にプロットした。
また、シクロデキストリン誘導体(I)〜シクロデキストリン誘導体(III)およびシクロデキストリン誘導体(V)〜シクロデキストリン誘導体(VII)の各々を、NBD残基の濃度が1×10-4mol/Lとなるようテトラヒドロフランに溶解した。得られた溶液の各々を石英セルに入れ、この溶液に対して、500Wキセノンランプおよび熱線カットフィルター「HA50」(HOYA(株)製)を用い、1.20mW/cm2 (313nm)の条件で、光照射時間を変えながら光照射処理を行うと共に、紫外線分光光度により、当該溶液における紫外線の吸光度の変化を測定し、これらのシクロデキストリンの各々の溶液状態における異性化反応率を一次速度式にプロットした。ここで、異性化反応率は、最大吸収波長における吸光度の変化から求めた。
以上の結果を、図7(シクロデキストリン誘導体(I))、図8(シクロデキストリン誘導体(II))、図9(シクロデキストリン誘導体(III))、図10(シクロデキストリン誘導体(V))、図11(シクロデキストリン誘導体(VI))および図12(シクロデキストリン誘導体(VII))に示す。
図7〜図12の結果から、シクロデキストリン誘導体(I)〜シクロデキストリン誘導体(III)およびシクロデキストリン誘導体(V)〜シクロデキストリン誘導体(VII)の各々における光異性化反応は、薄膜状態および溶液状態のいずれにおいても一次で進行していることが理解される。
Moreover, the isomerization reaction rates in the thin film states of cyclodextrin derivative (I) to cyclodextrin derivative (III) and cyclodextrin derivative (V) to cyclodextrin derivative (VII) were plotted in a first-order rate equation.
Further, each of cyclodextrin derivative (I) to cyclodextrin derivative (III) and cyclodextrin derivative (V) to cyclodextrin derivative (VII) is adjusted so that the NBD residue concentration is 1 × 10 −4 mol / L. Dissolved in tetrahydrofuran. Each of the obtained solutions was put in a quartz cell, and a 500 W xenon lamp and a heat ray cut filter “HA50” (manufactured by HOYA) were used for this solution under the condition of 1.20 mW / cm 2 (313 nm). In addition to performing light irradiation treatment while changing the light irradiation time, the change in the absorbance of ultraviolet light in the solution is measured by ultraviolet spectrophotometry, and the isomerization reaction rate of each of these cyclodextrins in the solution state is expressed by a first-order rate equation. Plotted. Here, the isomerization reaction rate was determined from the change in absorbance at the maximum absorption wavelength.
FIG. 7 (cyclodextrin derivative (I)), FIG. 8 (cyclodextrin derivative (II)), FIG. 9 (cyclodextrin derivative (III)), FIG. 10 (cyclodextrin derivative (V)), FIG. 11 (cyclodextrin derivative (VI)) and FIG. 12 (cyclodextrin derivative (VII)).
From the results of FIGS. 7 to 12, the photoisomerization reaction in each of cyclodextrin derivative (I) to cyclodextrin derivative (III) and cyclodextrin derivative (V) to cyclodextrin derivative (VII) It is understood that in both cases, the progression is in the first order.

実施例1に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態における紫外線の吸光度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the light absorbency of the ultraviolet-ray in the thin film state of the cyclodextrin derivative which concerns on Example 1. FIG. 実施例2に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態における紫外線の吸光度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the light absorbency of the ultraviolet-ray in the thin film state of the cyclodextrin derivative which concerns on Example 2. FIG. 実施例3に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態における紫外線の吸光度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the light absorbency of the ultraviolet-ray in the thin film state of the cyclodextrin derivative which concerns on Example 3. FIG. 参考例1に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態における紫外線の吸光度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the light absorbency of the ultraviolet-ray in the thin film state of the cyclodextrin derivative which concerns on the reference example 1. FIG. 参考例2に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態における紫外線の吸光度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the light absorbency of the ultraviolet-ray in the thin film state of the cyclodextrin derivative which concerns on the reference example 2. FIG. 参考例3に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態における紫外線の吸光度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the light absorbency of the ultraviolet-ray in the thin film state of the cyclodextrin derivative which concerns on the reference example 3. FIG. 実施例1に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態および溶液状態における異性化反応率を一次速度式にプロットした図である。It is the figure which plotted the isomerization reaction rate in the thin film state and solution state of the cyclodextrin derivative which concerns on Example 1 to the primary rate equation. 実施例2に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態および溶液状態における異性化反応率を一次速度式にプロットした図である。It is the figure which plotted the isomerization reaction rate in the thin film state and solution state of the cyclodextrin derivative which concerns on Example 2 to the primary rate equation. 実施例3に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態および溶液状態における異性化反応率を一次速度式にプロットした図である。It is the figure which plotted the isomerization reaction rate in the thin film state and solution state of the cyclodextrin derivative which concerns on Example 3 to the primary rate equation. 参考例1に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態および溶液状態における異性化反応率を一次速度式にプロットした図である。It is the figure which plotted the isomerization reaction rate in the thin film state and solution state of the cyclodextrin derivative which concerns on the reference example 1 to the primary rate equation. 参考例2に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態および溶液状態における異性化反応率を一次速度式にプロットした図である。It is the figure which plotted the isomerization reaction rate in the thin film state and solution state of the cyclodextrin derivative which concerns on the reference example 2 to the primary rate equation. 実施例3に係るシクロデキストリン誘導体の薄膜状態および溶液状態における異性化反応率を一次速度式にプロットした図である。It is the figure which plotted the isomerization reaction rate in the thin film state and solution state of the cyclodextrin derivative which concerns on Example 3 to the primary rate equation.

Claims (1)

下記一般式(1)で表されるシクロデキストリン誘導体であって、シクロデキストリンにおける全水酸基に対するエーテル化率が60%以上であるシクロデキストリン誘導体よりなることを特徴とする屈折率変換材料。
Figure 0004593157
〔一般式(1)において、R1 、R2 およびR3 は、それぞれ独立して水素原子または下記式(a)で表される基を示し、mは6〜9の整数である。〕
Figure 0004593157
A refractive index conversion material comprising a cyclodextrin derivative represented by the following general formula (1), wherein the cyclodextrin derivative has an etherification ratio of 60% or more with respect to all hydroxyl groups in the cyclodextrin.
Figure 0004593157
[In General formula (1), R < 1 >, R < 2 > and R < 3 > show the group represented by a hydrogen atom or following formula (a) each independently, and m is an integer of 6-9. ]
Figure 0004593157
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