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LangmuirーBlodgett法による有機超薄膜(LB膜)の作成において、フェルピラジン発色団を有する5ー(pードデシルオキシフェニル)ピラジンー2ーカルボン酸(1)はビフェニル発色団を持つ化合物に比ベて格段に良好な製膜性を示すことを端緒として本研究を開始し、まずはじめに(1)のアラキジン酸との交互累積膜が大きい二次非線形光学効果(SHG)を示すことが明らかにした。さらに、(1)の疎水基末端にアクリル基を導入した化合物はZー型累積が可能であり、その光重合によってZー膜を固定できたことは、LB膜の欠陥である強度の向上が可能であることを示している。
π共役を伸ばすことにより、さらに極性の大きい化合物を得ることを目的として、ベンゼン環とピラジン環の間に二重結合、三重結合ベンゼン環、ピラジン環を導入した化合物を新たに合成した。二重結合、三重結合を導入した化合物については、疎水基と発色団を連結する酸素原子を硫黄原子とした化合物も合成した。酸素連結子をもつ化合物に比べ硫黄連結子をもつ化合物が膜中で良好な配例をしたが、酸素化合物の方が大きいSHGを示すことがわかった。
これらピラジン環を含む化合物の良好な製膜性は、類縁化合物との比較・検討により、膜中での発色団間の多極子ー多極子静電相互作用によるものと理解できた。さらに、二次元分子配列モデルを用いたシミュレ-ションによる膜中での静電相互作用エネルギ-の計算結果は実験結果と良好な対応を示し上記の考察の正当性を示すと同時に、この方法が極性を持ちかつ良好な製膜性を持つ化合物の分子設計の方法として有用であることがわかった。
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