複素環の種々の特性を利用した高機能薄膜の合成に関する研究

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ピラジン環を含むことを特徴とする長鎖アルキル基と親水基を持っ剛直分子を合成し、単分子膜および累積膜の生成挙動を明きらかにし、ピラジン環の特性を活用した機能性薄膜を開発することを研究の目的とした。目的化合物をアルキルアジリンとアリールアミノケトンとの反応で合成することに成功し、【C_(10)】,【C_(16)】および【C_(18)】のアルキル基を持ち、水酸基およびカルボキシル基等を親水基とするフェニルピラジンを合成した。これらの試料につきπ-A曲線を測定したところ【C_(16)】のカルボン酸については単分子当りの占有面積34【Å^2】の単分子膜が生成した。【C_(18)】を含め、酸、中、塩基性のいずれの水面上にも、親水基が、水酸基、エステルでも単分子膜が生成するが、特にバリウム塩の添加が良好な結果を示す。一方、アルキル鎖の短い【C_(10)】では酸性の水面上には膜を生成するが、塩基性では膜物質が水中に取り込まれて膜は生成せず、またカルボン酸以外でも膜は生成しない。 次に単分子膜生成能の良好なカルボン酸試料について表面処理を行った石英板上に膜の累積を行った。基板上昇時に着膜するZ型膜の累積がみられ、紫外線吸収スペクトルの測定で、膜の累積に併う直線的な吸光度の増加を観察してZ型膜の生成を確認した。【C_(16)】にくらべ【C_(10)】の吸光度の変化は乱れが見られ、平衡圧での単分子膜の安定性が悪いためと考察した。このような膜生成の特性を理解するためピラジン環の代りにペンゼン環としたビフェニルを剛直部とする対照化合物を合成した。ビフェニル体のカルボン酸はピラジン系にくらべπ-A曲線に明暸な屈曲点が見られ、累積膜もY型であった。 これらの結果よりピラジン環を含む膜は自己凝集性のために上記の特性を持つと考察した。 膜物質の構造と製膜性についての関連を明きらかにすることが出来たが、次に、これらの累積膜の機能を開発して本研究を完成したい。