開殻分子種をホスト・ゲストとする包接体結晶を利用する分子磁性体の開発

以开壳层分子物种作为主体和客体的包合物晶体开发分子磁性材料

基本信息

批准号：
05226211
负责人：
小林啓二
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

包接体結晶の新しいホスト化合物としてチエノチオフェン環を剛直部分構造とする化合物を設計・合成し、それらの磁気的性質をESR、SQUIDなどで調べるとともに、X線結晶解析を行い結晶構造からスピン相互作用について検討した。具体的には、チエノ[3、2-b]チオフェン(1)およびチエノ[2、3-b]チオフォン(2)にニトロニルニトロキシドあるいはイミノニトロキシドをスピン源として一置換させたモノラジカルあるいは二置換させたジラジカルを対象とした。これらの中、ニトロニルニトロキシド一置換体の(1)の結晶において弱い分子間強磁性相互作用があることが見いだされた。しかし、さらに低温では反強磁性相互作用が発現した。結晶構造解析の結果、硫黄原子と窒素原子の間に強いコンタクトがあり、一次元の分子鎖を形成していることが明らかになった。極低温では分子鎖間の反強磁性相互作用が勝ってくるものと推定される。ジラジカルでは、低温グラス中のESRのシグナル強度変化から、分子内スピン相互作用を検討した。その結果、パイ共役のトポロジーからの予測とは異なり、(2)のモノニトロニルニトロキシド体およびモノイミノニトロキシド体の双方で、分子内反強磁性相互作用があることが見いだされ、交互炭化水素系のスピン分極の規則は、ヘテロ環化合物には単純に当てはまらないことが分かった。

我们设计并合成了以噻吩并噻吩环为刚性子结构的化合物作为包合物晶体的新主体化合物，使用ESR、SQUID等研究了它们的磁性，并进行了X射线晶体分析以确定晶体结构的自旋相互作用。对其效果进行了调查。具体而言，将单自由基或二取代的噻吩并[3,2-b]噻吩(1)和噻吩并[2,3-b]噻吩(2)用硝基氮氧化物或亚氨基氮氧化物单取代作为自旋源。其中，在单取代硝基硝基氧晶体中发现了弱的分子间铁磁相互作用 (1)。然而，在较低温度下，出现了反铁磁相互作用。晶体结构分析表明，硫原子和氮原子之间存在牢固的接触，形成一维分子链。假设分子链之间的反铁磁相互作用在极低的温度下普遍存在。关于双自由基，我们根据低温玻璃中 ESR 信号强度的变化研究了分子内自旋相互作用。结果，与π共轭拓扑的预测相反，发现（2）的单硝酰基氮氧化合物和单亚氨基氮氧化合物形式均存在分子内反铁磁相互作用，并且交替烃体系的规则如下：自旋极化根本不适用于杂环化合物。