有機強磁性体の開発を目的とした安定ラジカルを含む高分子合成とその磁性研究

含有稳定自由基的聚合物的合成及其磁性研究以开发有机铁磁体

基本信息

批准号：
04242220
负责人：
三浦洋三
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04242220/
关键词：
有機磁性体共役型高分子安定ラジカル ESR 磁化率 SQUID

项目摘要

有機磁性体構築へのアプローチとして全共役型高分子のトポロジー的対称性に着目し、平行スピン集合系構築しようとする試みは有力である。本研究では、平行スピン集合系構築のための指導原理に従って、安定ラジカルを含む全共役型高分子の合成を試み、その磁性をSQUIDにより検討した。なお全共役型高分子としてポリ(フェニルアセチレン)とポリ(1,3-フェニレンエチニレン)を、また、安定ラジカルとしてニトロキシドおよびニトロニルニトロキシドを選んだ。ニトロキシドを含むポリ(フェニルアセチレン)ポリラジカルはニトロキシドフェニルアセチレンのロジウム触媒を用いた重合により、ラジカル含有率85%、分子量11000の橙色粉末として得られた。また、ニトロニルニトロキシドを含むポリ(1,3-フェニレンエチニレン)ポリラジカルはニトロニルニトロキシドの1,3-エチニルベンゼン誘導体と1,3-ジョードベンゼンのパラジウム触媒存在下での重縮合反応により、ラジカル含有率82〜91%、分子量4300〜4800の青色粉末として得られた。これらポリラジカルのESRスペクトルは高スピン濃度のために起ったSPim exchamge効果により、超微細構造の消えた1本の単純な吸収線となった。ポリラジカルの磁性特性はSQUID法により1,8-300Kの温度範囲で検討された。その結果、両ポリラジカルともに、15K以下の温度では反強磁性を示す常磁性体であり、スピン間に強磁性的相互作用が誘起されていないことが示された。この磁気測定結果より、スピン間に強磁性的相互作用を誘起させるためには、スピンの共役主鎖への流れ込みをもっと大きくする必要があると結論された。

构建有机磁性材料的有效方法是关注完全共轭聚合物的拓扑对称性并尝试构建平行自旋组装系统。在本研究中，我们尝试根据构建平行自旋系综系统的指导原则合成含有稳定自由基的完全共轭聚合物，并使用SQUID研究其磁性。选择聚(苯乙炔)和聚(1,3-亚苯基乙炔基)作为全共轭聚合物，选择硝基氧和硝基硝基氧作为稳定自由基。通过使用铑催化剂聚合硝基氧苯乙炔，得到含有硝基氧的聚(苯乙炔)多自由基，其为橙色粉末，自由基含量为85％，分子量为11,000。另外，含有硝基硝基氧的聚(1，3-亚苯基亚乙炔基)多自由基是通过硝基硝基氧的1，3-乙炔基苯衍生物与1，3-碘苯在钯催化剂的存在下进行缩聚反应而得到的。蓝色粉末，自由基含量82-91%，分子量4300-4800。由于高自旋浓度引起的 SPim 交换效应，这些多自由基的 ESR 光谱变成了单一的简单吸收线，没有超精细结构。使用SQUID方法在1,8-300K温度范围内研究了多自由基的磁性能。结果表明，这两种多自由基都是顺磁性物质，在低于 15 K 的温度下表现出反铁磁性，并且自旋之间不会引起铁磁相互作用。从该磁性测量结果可以得出结论，为了诱导自旋之间的铁磁相互作用，有必要增加进入共轭主链的自旋流。