(57)【要約】【課題】光メモリや光スイッチ等に好適に使用できるテトラアザシクロデカヘキサエン化合物を提供する。【解決手段】このテトラアザシクロデカヘキサエン化合物は、一般式（１）【化１】〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表される。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
2005015373.tif 000013
〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表されるテトラアザシクロデカヘキサエン化合物。
【請求項２】
前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物に可視光線を照射すると、一般式（２）
【化２】
2005015373.tif 000014
〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表されるテトラアザナフタレン化合物に変化することを特徴とする請求項１に記載のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物。
【請求項３】
一般式（２）
【化２】
2005015373.tif 000015
〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表される化合物に紫外線を照射することを特徴とする請求項１に記載のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物若しくはテトラアザナフタレン化合物の一部と化学結合した状態になっているか、又は前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物若しくは前記テトラアザナフタレン化合物が分散されていることを特徴とする高分子化合物。
【請求項５】
一般式（２）
【化２】
2005015373.tif 000016
〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表されるテトラアザナフタレン化合物に紫外線を照射することにより、一般式（１）
【化１】
2005015373.tif 000017
〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表されるテトラアザシクロデカヘキサエン化合物に変化させ、
及び／又は前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物に可視光線を照射することにより前記テトラアザナフタレン化合物に変化させることを特徴とする光異性化方法。
【請求項６】
請求項１若しくは２に記載のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物、又は請求項４に記載の高分子化合物を用い、前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物又は前記テトラアザナフタレン化合物の光異性化に基いて動作することを特徴とする光制御素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な化合物及びその製造方法、高分子化合物、光異性化方法、並びに光制御素子に関し、特に光メモリや光スイッチ等に好適に使用できる化合物及びその製造方法、高分子化合物、光異性化方法、並びに光制御素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光スイッチや光メモリに用いる材料として、光異性化反応を行う化合物が注目されている。このような化合物としては、フォトクロミック化合物や、液晶材料とフォトクロミック化合物の複合材料が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
一方、合成化学の分野において、テトラアザナフタレン誘導体が知られており、又、これに類似した化合物として、光波長変換材料に使用可能なテトラアザデヒドロフェナジン誘導体が報告されている（例えば、非特許文献１及び特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２１６１８３号公報（段落０００２〜０００４）
【特許文献２】
特開２０００−３２８０６４号公報
【特許文献３】
特開平１０−２５１２５９号公報
【非特許文献１】
三橋、外４名、「ジアミノマレオニトリルより１，４，５，８−テトラアザナフタレン誘導体の合成」，成蹊大学工学報告，１９７８年，Ｎｏ．２６，ｐ．１８６７−１８６８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フォトクロミック化合物の光異性化を光メモリに利用しようとすると、メモリの読み出しに用いる光の波長がメモリ消去に用いる光の波長と重なるという問題があった。すなわち、メモリ読み出し波長とメモリ消去波長が異なる光異性化材料が要望されている。一方で、テトラアザナフタレン誘導体を光異性化に用いることはこれまで全く検討されていない。
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、例えば光スイッチや光メモリに用いることができるテトラアザシクロデカヘキサエン化合物及びその製造方法、高分子化合物、光異性化方法、並びに光制御の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは種々検討した結果、以下に示すテトラアザシクロデカヘキサエン化合物が光メモリや光スイッチ等に好適に使用できることを見出した。つまり、上記した目的を達成するために、本発明のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物は、一般式（１）
【化１】
2005015373.tif 000002
〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表されることを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物に可視光線を照射すると、一般式（２）
【化２】
2005015373.tif 000003
〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表されるテトラアザナフタレン化合物に変化してもよい。
【０００８】
本発明のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物の製造方法は、一般式（２）
【化２】
2005015373.tif 000004
〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表される化合物に紫外線を照射することを特徴とする。
【０００９】
本発明の高分子化合物は、前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物若しくはテトラアザナフタレン化合物の一部と化学結合した状態になっているか、又は前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物若しくは前記テトラアザナフタレン化合物が分散されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光異性化方法は、一般式（２）
【化２】
2005015373.tif 000005
〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表されるテトラアザナフタレン化合物に紫外線を照射することにより、一般式（１）
【化１】
2005015373.tif 000006
〔式中Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい〕で表されるテトラアザシクロデカヘキサエン化合物に変化させ、及び／又は前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物に可視光線を照射することにより前記テトラアザナフタレン化合物に変化させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の光制御素子は、前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物、又は高分子化合物を用い、前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物又は前記テトラアザナフタレン化合物の光異性化に基いて動作することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るテトラアザシクロデカヘキサエン化合物及びその製造方法の実施の形態について説明する。
【００１３】
本発明に係るテトラアザシクロデカヘキサエン化合物は一般式（１）
【化１】
2005015373.tif 000007
で表され、光異性化が可能である。このテトラアザシクロデカヘキサエン化合物は、１０員環化合物であり、この環中に２個の累積二重結合と４個の窒素原子とを含んでいる。
式（１）中、Ｒ１〜Ｒ４は、電子吸引基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい。電子吸引基としては、たとえばシアノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトロソ基、カルボン酸基を例示することができる。Ｒ１〜Ｒ４をシアノ基、Ｆ、Ｃｌの群から選択したものとすると好ましく、特にＲ１〜Ｒ４をすべてシアノ基とするとより好ましい。
【００１４】
そして、一般式（２）
【化２】
2005015373.tif 000008
で表されるテトラアザナフタレン化合物に紫外線を照射すると光異性化され、前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物が生成する。なお、式（２）中のＲ１〜Ｒ４は、式（１）中のものと同様である。この光異性化は、２個のピラジン環が上記１０員環に変化することによって生じ、詳しくは後述するが、前記化合物の電子状態がＳ０からＳ３へ遷移することによると考えられる。紫外線の波長は、好ましくは３２０〜３８０ｎｍ、より好ましくは３４０〜３６０ｎｍとする。
【００１５】
一方、前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物に可視光線を照射すると逆向きの光異性化が生じ、前記テトラアザナフタレン化合物に戻る。この光異性化は、上記１０員環が２個のピラジン環に変化することによって生じる。そして、この逆向きの光異性化は、前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物から前記テトラアザナフタレン化合物への光異性化の量子収率が大きく、又、光異性化の際に周囲の媒質と相互作用するために、前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物の電子状態がＳ１からＳ０へ遷移することにより生じると考えられる。可視光線の波長は、好ましくは４００ｎｍ以上、より好ましくは４１０〜４９０ｎｍとする。
【００１６】
前記テトラアザナフタレン化合物から前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物への光異性化を生じさせるためには、前記テトラアザナフタレン化合物を固体状態にしたり、高分子と化学結合させたり、高分子中に分散（ドープ）させた状態にするのがよい。前記テトラアザナフタレン化合物が気体や液体状態であると、光異性化反応が進行しにくくなったり、反応が進行しない場合があるからである。前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物から前記テトラアザナフタレン化合物への逆向きの光異性化を生じさせる際も同様に、前記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物を固体状態にしたり、高分子と化学結合させたり、高分子中に分散（ドープ）させた状態にするのがよい。
【００１７】
前記テトラアザナフタレン化合物を固体状態にするための方法としては、前記テトラアザナフタレン化合物の気体を低温の基板に接触させて凍結させ、該基板上に前記テトラアザナフタレン化合物の結晶を析出させる方法が挙げられる。この際、前記テトラアザナフタレン化合物の気体を光異性化しない気体（例えばアルゴンやキセノン等の希ガス、窒素）と混合して基板に接触させ、テトラアザナフタレン化合物を安定化させてもよい。又、前記テトラアザナフタレン化合物の粉末を溶媒（例えばベンゼン）に希釈し、この溶液を凍結することにより、テトラアザナフタレン化合物を固体状態にしてもよい。この場合、溶媒に対するテトラアザナフタレン化合物のモル比を通常、１／１００〜１／１０００とするのが好ましい。
【００１８】
又、前記テトラアザナフタレン化合物を高分子に化学結合した状態にする方法としては、例えば高分子としてポリアクリルアミドを用い、ポリアクリルアミドのアミノ基と前記化合物のＲ１〜Ｒ４のいずれかのカルボン酸基とをアミド結合させることが挙げられる。前記テトラアザナフタレン化合物を高分子中に分散させる方法としては、たとえばポリスチレンを用い，この樹脂をアセトンで溶解した後にテトラアザナフタレン化合物を分散させ、次いでキャスト（成型）することが挙げられる。又、高分子としてポリエチレンを用い、テトラアザナフタレン化合物をポリエチレンの材料（モノマー）に分散させてから、モノマーを重合させてもよい。以上のようにして、光異性化高分子化合物を得ることができる。
【００１９】
次に、本発明の光制御素子について説明する。本発明の光制御素子は、上記テトラアザシクロデカヘキサエン化合物やテトラアザナフタレン化合物に光照射（上記紫外線又は上記可視光線）した際の光異性化に基いて動作する。光制御素子としては、例えば光スイッチ、光メモリ、表示素子等が挙げられる。具体的な素子の動作としては、例えば光異性化に伴う屈折率変化、体積変化、フォトクロミズムの変化等を利用することができる。
【００２０】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
【実施例】
１．テトラアザナフタレン化合物の凍結
前記一般式（２）において、Ｒ１〜Ｒ４がシアノ基であるテトラアザナフタレン化合物（以下、ＴＴＮ（２，３，６，７−ｔｅｔｒａｃｙａｎｏ−１，４，５，８−ｔｅｔｒａａｚａｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）で略記）の粉末（日本曹達株式会社より提供）を少量取り、装置に配置した。この装置は、後述する基板が設置された真空室と、この真空室にガスを噴出させるステンレス管製のノズルを備えており、ＴＴＮはこのノズルの中に置いた。そして、ノズルの外周に巻かれたヒータによりノズル内のＴＴＮを４５０Ｋに加熱して蒸気にし、この蒸気のアルゴンガス（又はキセノンガス、いずれも日本酸素株式会社製の純度９９．９９９９％）に対するモル比を１／５００として混合し、上記ノズルから真空室内に噴出させた。
【００２２】
上記混合ガスを、閉鎖系のヘリウム冷却機（ＣＴＩ  Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ製のＭ−２２型）
により約１６Ｋに冷却されたＣｓＩ基板上に吹きつけ、ガス中の成分を凍結させて基板上に析出させた。なお、ＣｓＩ基板上には、アルゴンのマトリクス中にＴＴＮが点在した固体状態で析出している。すなわち、アルゴンガスと混合することにより、テトラアザナフタレン化合物がアルゴンの固体（結晶）内に埋め込まれた状態で基板上に凍結（析出）している。
【００２３】
２．テトラアザナフタレン化合物の赤外吸収スペクトル測定
凍結した成分の赤外吸収スペクトルを、ＦＴ−ＩＲ分光測定器（日本電子製のＪＩＲ−７０００型）により、分光分解能０．５ｃｍ−１、積算回数６４回で測定した。光照射前後の差スペクトルを図１に示す。
【００２４】
図１の符号ａに示すように、上記試料にバンドパスフィルタ（商品名：Ｕ３５０）を通過させた３４０〜３６０ｎｍの波長の紫外線を照射したところ、赤外スペクトルが得られた。符号ａのスペクトルのうち、吸収０を示すべースラインより上側のスペクトルａ１は、紫外線を照射して５分経過後の反応生成物のスペクトルを示し、ベースラインより下側のスペクトルａ２は紫外線照射前のＴＴＮのスペクトルを示す。
【００２５】
次に、上記紫外線を照射した試料に、４１０ｎｍ以下の矩波長光をカットするカットオフィルタ（ＨＯＹＡ製のＬ−４２）を通した可視光線を５分間照射すると、図１の符号ｃのスペクトルが観測された。符号ｃのスペクトルのうち、ベースラインより上側のスペクトルｃ２は可視光線を照射して５分経過後のスペクトルを示し、ベースラインより下側のスペクトルｃ１は可視光線照射前のスペクトルを示す。この符号ｃのスペクトルは、ベースラインを中心として符号ａのスペクトルと対称であるので、符号ａにおけるＴＴＮの反応と逆向きの反応が可逆的に生じていることがわかる。又、この逆向きの反応は、４９０ｎｍ以下の短波長光をカットするカットオフフィルタ（ＨＯＹＡ製のＹ−５０）を通した可視光線を照射した場合は生じなかった。すなわち、４１０〜４９０ｎｍの可視光線を照射すると逆向き反応が生じることが判明した。
【００２６】
なお、アルゴンの代わりにキセノンを混合ガスに用い、６５Ｋ以下に冷却したＣｓＩ基板上に混合ガスを凍結させた場合も、上記と同様な反応による赤外スペクトルが観測された。
【００２７】
３．計算化学による反応生成物の同定
密度汎関数（ＤＦＴ）法を用い、テトラアザナフタレン化合物及び反応生成物の電子状態を計算した。ＤＦＴ法は、基底関数として６−３１＋Ｇ＊を用い、Ｇａｕｓｓｉａｎ９８プログラムを用いて計算した。又、分子の幾何学構造及び振動の波数を評価するため、Ｂ３ＬＹＰ相関関数と３パラメータ混成密度関数（エー・ディー・ベック  ジャーナル・オブ・ケミカル・フィジックス（Ａ．Ｄ．Ｂｅｃｋｅ，  Ｊ．  Ｃｈｅｍ．  Ｐｈｙｓ．）  ９８（１９９３）  ｐ５６４８に記載）とを組合せたものをＤＦＴ法に適用した。さらに、時間依存ＤＦＴ（ＴＤ−ＤＦＴ）を電子の吸収エネルギ及び振動子強度を評価するために用いた。
【００２８】
まず、ＴＴＮに３４０〜３６０ｎｍの波長の紫外線を照射したときに得られた反応生成物を推定した。最初に、ＴＴＮから可逆的に生じる光生成物の候補を選び出し、これらについでＢ３ＬＹＰ及び６−３１＋Ｇ＊を使用したＤＦＴ法により赤外吸収スペクトルを計算した。候補としては、例えばＣＮ基の分解によるラジカル等も含まれる。これらの候補のうち、対称心を持つ分子のみが、図１の符考ａのスペクトルパターンを反映した。これは、ラマン活性な分子は赤外不活性となる排他律により、対称心を持つ分子は赤外吸収帯の数が少ないことによる。そして、これら分子のぅち、ＴＴＨ（前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ４がシアノ基である化合物（４，５，９，１０−ｔｅｔｒａｃｙａｎｏ−１，３，６，８−ｔｅｔｒａａｚａｃｙｃｌｏｄｅｃａ−１，２，４，６，７，９−ｈｅｘａｅｎｅ））が最も図１（ａ）のスペクトルパターンを反映したことが判明した。図１の符号ｂは、ＤＦＴ法により計算したＴＴＨ及びＴＴＮの赤外スペクトルを示し、図中、ベースラインより上側のスベクトルｂ１はＴＴＨを、ベースラインより下側のスペクトルｂ２はＴＴＮを示す。
【００２９】
表ｌは、ＴＴＮの実測スペクトル及び上記計算により得られたスペクトルの波数、赤外強度、対称、及び振動モードを示す。又、表２は、ＴＴＨの実測スペクトル及び計算スペクトルの波数、赤外強度、及び振動モードを示す。なお、表１、２において、対称ｂ１ｕ、ｂ２ｕ、ａｕが赤外活性である。又、振動モードのうち、ν、β、γは、それぞれ伸縮モード、面内変角、面外変角を示す。
【００３０】
【表１】
2005015373.tif 000009
【００３１】
【表２】
2005015373.tif 000010
【００３２】
表２によれば、ＴＴＨの実測スペクトルにおける２１９７ｃｍ−１の吸収帯は、これに対応する多数の計算スペクトルから成ることが判明した。これら多数のスペクトルは、２３０１ｃｍ−１及び２２９２ｃｍ−１のＣ≡Ｎ間の振動モードの重なり、又は組合せモードあるいはフェルミ共鳴に起因すると考えられる。フェルミ共鳴である場合、Ｎ＝Ｃ＝Ｎの伸縮モードによる赤外強度が２２００ｃｍ−１近傍で多数ピークに分散すると考えられる。
【００３３】
そして、表２において、計算スペクトルのうち、相対強度がほぼ０の吸収帯を除く７００ｃｍ−１以上のすべての吸収帯は、実測スペクトルの中に確認された。又、光解離あるいは他の異性化反応を示すような他の吸収帯は、上記した紫外線照射によって観測されなかった．従って、計算スペクトルのパターンが実測スペクトルを充分に再現しているということができ、これより光生成物がＴＴＨであると同定できた。なお、実測スペクトルの波数と相対強度が、計算の波数と相対強度と比較してほぼ一致することから上記同定をした。
【００３４】
４．テトラアザナフタレン化合物の紫外可視吸光分析
上記混合ガスを、上記ＣｓＩ基板の代わりに２０Ｋに冷却した石英板に吹き付けて凍結させ、紫外可視分光光度計（ＪＡＳＣＯ製のＵ−ｂｅｓｔ５０型）により、分解能０．５ｎｍで電子遷移の吸収スペクトルを測定した。照射源として超高圧水銀ランプを用い、熱反応の影響を除くため水フィルタ（光路長１０ｃｍ）を介して試料に照射した。必要に応じ、照射光をバンドパスフィルタ（Ｕ３５０）、又は短波長のカットオフフィルタ（上記Ｙ−５０、Ｌ−４２）を通過させ、試料への照射エネルギ（波長）を調整した。
【００３５】
図２の符号ａは、キセノンとＴＴＮの混合ガスを２０Ｋに凍結した場合の紫外可視吸収スペクトルを示す。符号ａのスペクトルのうち、３３９．０，３４７．２，３５６．２，及び３６４．８ｎｍに４つの鋭い吸収帯ａ１〜ａ４が観測され、吸収帯ａ４は０−０帯と同定された。観測された吸収帯ａ１とａ４との間隔、ａ２とａ４との間隔、ａ３とａ４との間隔は、この順にそれぞれ２０８７，１３９０，６６２ｃｍ−１と計算きれ、これはＴＴＮのＣ−Ｃ≡Ｎの伸縮、環の伸縮、及び平面上でのＣ−Ｃ≡Ｎの変角モードにそれぞれ対応する。
【００３６】
図２の符号ｂは、Ｕ３５０バンドパスフィルタを通した紫外線を１０分照射した後のスペクトルを示し、符号ｃは、符号ｂの照射後の試料にＬ−４２カットオフフィルタを通した可視光線を１５分照射した後のスペクトルを示す。符考ｂ、ｃに示すように、Ｕ３５０バンドパスフィルタを通した紫外線（３４０〜３６０ｎｍ）を照射するとＴＴＮの吸収帯の強度は減少するが、これにＬ−４２カットオフフィルタを通した可視光線（４１０ｎｍ以上）を照射するとＴＴＮの吸収帯の強度が増加する。従って、この実施例において、３４０〜３６０ｎｍの紫外線を照射し、この照射後に４１０ｎｍ以上の可視光線を照射することで、ＴＴＮの可逆的な光異性化が可能となることがわかる。なお、既に述べたように、ＴＴＮからＴＴＨヘ光異性化することが赤外吸収スペクトルにより判明したにも関わらず、図２の符号ｂにおいてＴＴＨの吸収帯は観測されなかった。理由については後述する。
【００３７】
表３は、ＴＤ−ＤＦＴ法で計算したＴＴＮ及びＴＴＨの電子遷移のエネルギと振動子強度を示す。
【００３８】
【表３】
2005015373.tif 000011
【００３９】
ＴＴＮのＳ０状態からそれぞれＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４状態への遷移による吸収波長は、それぞれ約４６７、３５１、３４２、３０８ｎｍであり、Ｓ１−Ｓ０間及びＳ２−Ｓ０間は禁制遷移である。Ｓ３−Ｓ０間の遷移強度はＳ４−Ｓ０間の遷移強度の１１５倍である。これにより、ＴＴＮからＴＴＨへの異性化により３６０ｎｍ近傍に観測された実際の電子帯（同じ電子帯の振動構造を示す図２のａ１〜ａ４すべて）はＳ３−Ｓ０遷移によるものと考えることができる。一方、上記したＴＤ−ＤＦＴ計算によれば、ＴＴＨの吸収帯の振動子強度は、ＴＴＮの吸収帯の振動子強度より弱い。この結果は、図２の符号ｂの吸収スペクトルでＴＴＨの吸収帯が観測されなかったことと対応している。ＴＤ−ＤＦＴ計算によれば、ＴＴＨのＳ１−Ｓ０遷移の吸収波長は４９５ｎｍであり、これが禁制遷移であるため、振動子強さは０と見積もられる。しかし、この遷移エネルギは、４１０〜４９０ｎｍの可視光線による（ＴＴＨからＴＴＮヘの）逆向きの光異性化のための照射エネルギとほぼ一致する。一方で、他の吸収波長（３２２、３２１ｎｍ）による遷移エネルギは、逆向きの光異性化のエネルギと異なっている。
【００４０】
図３は、ＴＴＮ及びＴＴＨの幾何学構造をＤＦＴ法により計算する際の、各原子ヘの番号付を示し、図４、図５は、ＤＦＴ法により計算したＴＴＮ及びＴＴＨの幾何学構造をそれぞれ示す。又、表４は、上記各分子の結合長さ及び結合角を示す。
【００４１】
【表４】
2005015373.tif 000012
【００４２】
図４に示すように、ＴＴＮの幾何学構造は平面であり、Ｄ２ｈ対称である。ＴＴＮのジピラジン環はナフタレン環のような芳香族に見える。Ｃ１−Ｃ７間の結合長さ（１．４４０Å）は、Ｃ１−Ｃ２間の結合長さ（１．４４９Å）より短い。このことは、シアノ基の電子吸引性により、ジピラジン環を通ってＮ５からＮ８へπ電子分布が広がっていることを示す。Ｃ３−Ｃ６間の結合長さは、Ｃ１−Ｃ２間の結合長さよりわずかに短く、このことはπ電子がＣ１−Ｃ２間よりＣ３−Ｃ６間に局在しやすいことを示す。
【００４３】
一方、図５に示すようにＴＴＨの構造は平面でなく、Ｃ２ｈ対称である。ＴＴＨのＣ１−Ｃ２間及びＣ３−Ｎ２間の結合長さは、ＴＴＮの対応する部分の長さより短く、一方でＴＴＨのＣ１−Ｎ１間の結合長さはＴＴＮのそれより長い。これは、ＴＴＮの芳香族環が、ＴＴＨになると２つの累積共役結合であるＮ＝Ｃ＝Ｎ、及びＣ＝Ｃ二重結合に分離することを示す。これより、ＴＴＮからＴＴＨヘ異性化する際、Ｃ３原子の混成軌道がｓｐ２からｓｐヘ変化すると考えられる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物は、例えば光スイッチや光メモリに好適に使用できる。又、本発明のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物の好ましい態様によれば、光異性化反応及びこれと逆向きの光異性化反応を生じさせる光の波長が異なるので、光スイッチや光メモリにより好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物の赤外吸収スペクトルを示す図である。
【図２】本発明のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。
【図３】本発明のテトラアザシクロデカヘキサエン化合物の幾何学構造をＤＦＴ法により計算する際の、各原子ヘの番号付を示す図である。
【図４】ＤＦＴ法により計算したＴＴＮの幾何学構造を示す図である。
【図５】ＤＦＴ法により計算したＴＴＨの幾何学構造を示す図である。
【符号の説明】
ａ      ＴＴＮからＴＴＨヘの光異性化によるスペクトル
ｂ      ＴＴＨからＴＴＮヘの光異性化によるスペクトル
【図１】
2005015373.tif 000018
【図２】
2005015373.tif 000019
【図３】
2005015373.tif 000020
【図４】
2005015373.tif 000021
【図５】
2005015373.tif 000022