環電流効果を利用した保磁力の大きな純有機ナノサイズ棒磁石の創成

利用环电流效应创建具有大矫顽力的纯有机纳米棒状磁体

• 批准号: 16651070
• 负责人: 吉岡 直樹
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16651070/
• 关键词: 分子強磁性固体; 磁性; ナノ材料; 電子機能; 超構造制御; 積層カラム構造; 自己組織化; 分子強性固体; 超分子化学; 構造-磁性相関; 低次元磁性; 分子磁性体; 安定有機ラジカル; 分岐型水素結合; 強磁性; インドール; ニトロキシルラジカル

平成18年度においては、水素結合連鎖間の配列様式が制御可能なニトロニルニトロキシドラジカル誘導体の合成し、結晶構造とバルク磁性の相関を構成分子の環電流効果と関連づけながら研究目的とした。具体的には、分岐水素結合により集積したナノ棒磁石どうしの配列様式を合成化学的に制御するために、ベンゾイミダゾールまたはインドールのベンゾ環部分を部分的に窒素原子に置換した誘導体および5-位または6-位にハロゲン原子(Cl、Br)を導入した誘導体を合成した。結晶構造解析の結果、これら誘導体は、母体と同様の積層カラム構造を形成した。SQUID磁気測定の結果、ラジカル分子間に強磁性的な相互作用。Cl、Br体では、6位に導入されていた。Cl、Br体では、ハロゲン原子を介して積層カラム間に弱い反強磁性的相互作用が観測された。さらに、対応する6-ハロインドール誘導体では、特定のカラム間でより強い反強磁性的相互作用が優勢となり、Cl体は,1.9K、Br体は、2.1K付近でメタ磁性転移が観測された。これは、これまでの純有機メタ磁性体と比較して1桁高い温度である。また、窒素原子を置換したイミダゾ[c]ピリジン骨格を導入した誘導体では、1K付近で比較的大きな保磁力を有するバルク強磁性体に転移した。既知のニトロニルニトロキシラジカル誘導体に比べ転移温度は高く、保磁力も大きい。複素環部位の環電流効果または、カラム環の交換相互作用がスピン整列に大きく寄与していることが示唆された。計算化学的手法を用いて詳細なスピン整列メカニズムの解明を進めている。以上より、ベンゾイミダゾール環およびインドール環を系統的に化学修飾し、2次元的なメタ磁性体大きな保磁力を有するバルク強磁性体の結晶を見出すことに成功した。

在2006年，该研究的目的是将硝基二氧化衍生物合成具有可控序列模式，并将氢键链之间的可控序列模式与晶体结构与块状磁性之间的相关性与组成分子的环电流作用相关联。具体而言，为了合成和化学控制由分支氢键合成的纳米磁体的排列样式，该衍生物是苯并咪唑或吲哚的苯佐环部分部分被氮原子替换为卤素原子，并在其中引入了卤素原子（Cl，Br）的衍生物（Cl，Cl，BR）。由于晶体结构分析，这些衍生物形成了类似于父的层压柱结构。鱿鱼磁性测量显示自由基分子之间的铁磁相互作用。它以CL和BR形式以第六名引入。在CL和BR形式中，通过卤素原子观察到堆叠柱之间的弱抗铁磁相互作用。此外，在相应的6-甲醇衍生物中，特定色谱柱之间占据了较强的抗铁磁相互作用，在CL约1.9k左右观察到的元磁转变，BR为2.1K。这是比以前的纯有机元磁材料高的数量级。此外，在带有氮取代的Imidazo [C]吡啶骨架的衍生物中，将衍生物转移到大约1K近1K的稳体铁磁材料中。与已知的硝基硝基自由基衍生物相比，过渡温度更高，并且强制性也更高。有人提出，杂环环位点的环电流效应或柱环的交换相互作用对旋转比对产生了显着贡献。使用计算化学技术阐明了详细的自旋比对机制。从上面，我们成功地发现了一个散装的铁磁晶体，具有大量的二维元磁物质，通过系统地化学修饰苯咪唑环和吲哚环。

项目成果

ニトロニルニトロキシド有機固体における磁気的相互作用-水素結合を用いたアプローチ-

硝基硝基氧有机固体中的磁相互作用 - 使用氢键的方法 -

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本結晶学会誌 46
• 作者: D.Matsunaga;H.Asanuma;M.Komiyama;M.Yao;M.Yao;H.Nagashima;長島英明
• 通讯作者: 長島英明

Amphiphilic meso-Disubstituted Porphyrins : Synthesis and the Effect of the Hydrophilic Group on Absorption Spectra at the Air-Water Interface

两亲性内消旋二取代卟啉：合成及其亲水基团对空气-水界面吸收光谱的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Langmuir 21
• 作者: K.Ohkawa;M.Yao
• 通讯作者: M.Yao

Binding of tetrakis(pyrazoliumyl)porphyrin and its copper(II) and zinc(II) complexes to poly(dG-d )_2 and poly(da-dT)_2

四(吡唑鎓基)卟啉及其铜(II)和锌(II)配合物与聚(dG-d)_2和聚(da-dT)_2的结合

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Biological Inorganic Chemistry 11巻4号
• 作者: 岩瀬英治;松本潔;下山勲;H.Kaji;D.H Tjahjono
• 通讯作者: D.H Tjahjono

An Ideal One-dimensional Antiferromagnetic Spin System Observed in Hydrogen-bonded Naphth[2,3-d]imidazol-2-yl Nitronyl Nitroxide Crystal : the Role of Hydrogen Bond

氢键萘[2,3-d]咪唑-2-基硝基氮氧化物晶体中观察到的理想一维反铁磁自旋系统：氢键的作用

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Physical Chemistry B 108
• 作者: D.Matsunaga;H.Asanuma;M.Komiyama;M.Yao;M.Yao;H.Nagashima
• 通讯作者: H.Nagashima

Synthesis and Structures of Vanadium-Cerium Trinuclear Complexes with Schiff-Base Ligands

席夫碱配体钒-铈三核配合物的合成与结构

• 发表时间: 2006
• 期刊: Bull. Chem. Soc. Jpn. 79・9
• 作者: Masanobu Tsuchimoto;Toshio Ishii;Takane Imaoka;Kimihisa Yamamoto;Naoki Yoshioka;Yukinari;Sunatsuki
• 通讯作者: Sunatsuki