金属内包フラーレンを鍵物質とする磁性-伝導ハイブリッド系超分子の構築

以内嵌金属富勒烯为关键材料构建导磁杂化超分子

基本信息

批准号：
17750030
负责人：
土屋敬広
金额：
$ 2.3万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17750030/
关键词：
フラーレン金属内包フラーレン錯体超分子磁性伝導性

项目摘要

本研究は金属内包フラーレンと有機ドナー分子との分子間相互作用を利用した磁性-伝導ハイブリッド型超分子の構築を目標とし、検討を行ってきた。金属内包フラーレンは金属原子から炭素ケージへの電子移動により、空フラーレンとは異なる新規な電子的特性を持つ。その結果、空フラーレンよりも優れた電子受容性、供与性を示し、さらに磁性化、反磁性化の制御も容易である。金属内包フラーレンと有機ドナー分子との複合系は、金属内包フラーレンが持つ非常に高いHOMOと低いLUMOに由来する高い導電性と磁気的な分子間相互作用による磁性特性の両方の出現が期待できると確信する。平成18年度はLa@C_<82>と有機ドナー分子N,N,N',N'-テトラメチル-p-フェニレンジアミン(N,N,N',N'-tetramethyl-p-phenylenediamine, TMPD)との溶液中での挙動について検討を行った。その結果、反磁性La@C_<82>アニオンとTMPDラジカルカチオンの生成が確認され、基底状態において電子移動を伴い1:1の錯体を形成することが分かった。興味深いことに、この電子移動は完全な平衡状態にあることから溶媒の誘電率や温度を変化させることによって平衡が偏り、電子移動を可逆的にコントロール出来ることが明らかとなった。さらに電子移動の前後では可視-近赤外吸収スペクトルが大きく異なることから、ソルバトクロミズムやサーモクロミズムといった現象も観測されている。この様なスピンサイト交換現象の発現は非常に低い還元電位を有し、且つ還元体が安定な常磁性金属内包フラーレン特有の現象である。

在这项研究中，我们的目的是利用内嵌金属富勒烯和有机供体分子之间的分子间相互作用构建导磁杂化超分子。由于电子从金属原子转移到碳笼，内嵌金属富勒烯具有不同于空富勒烯的新颖电子特性。因此，它比空富勒烯表现出更好的电子接受和给予性质，并且也易于控制磁化和反磁化。我相信，内嵌金属富勒烯和有机供体分子的复合体系可以表现出源自内嵌金属富勒烯极高的 HOMO 和低 LUMO 的高电导率，以及由于磁性分子间相互作用而产生的磁性。 2006年，我们对La@C_<82>和有机供体分子N,N,N',N'-四甲基对苯二胺（N,N,N',N'-四甲基对苯二胺，TMPD）进行了研究它在溶液中的行为。结果，证实了抗磁性La@C_ 82 阴离子和TMPD自由基阳离子的形成，并且发现在基态下通过电子转移形成1:1络合物。有趣的是，由于这种电子转移发生在完美的平衡状态，因此研究表明，通过改变溶剂的介电常数和温度，可以使平衡发生偏差，并且可以可逆地控制电子转移。此外，由于电子转移前后的可见光和近红外吸收光谱显着不同，因此观察到溶剂化变色和热致变色等现象。这种自旋位点交换现象的出现是顺磁性内嵌金属富勒烯特有的现象，其还原电势非常低，且还原形式稳定。

项目成果

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专利数量（0）

^<13>C NMR Spectroscopis Study of Scandium Dimetallofullerene, Sc_2@C_<84> vs. Sc_2C_2@C_<82>

^<13> 钪二金属富勒烯 Sc_2@C_<84> 与 Sc_2C_2@C_<82> 的 C NMR 光谱研究

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Chem.Commun.
影响因子：
0
作者：
Masaaki Mitsui;Yukino Matsumoto;Naoto Ando;Atsushi Nakajima;L.Feng 他;T.Tsuchiya 他;T.Tsuchiya 他;L.Feng 他;T.Tsuchiya 他;T.Tsuchiya 他;Y.Iiduka 他
通讯作者：
Y.Iiduka 他

Selective Interaction of Large or Charge-Transter Aromatic Molecules with Metallic Single-Wall Carbon Nanotubes : Critical Role of the Mlolecular Size and Orientation

大分子或电荷转移芳香分子与金属单壁碳纳米管的选择性相互作用：分子尺寸和取向的关键作用

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
J.Am.Chem.Soc. 128
影响因子：
0
作者：
Masaaki Mitsui;Yukino Matsumoto;Naoto Ando;Atsushi Nakajima;L.Feng 他;T.Tsuchiya 他;T.Tsuchiya 他;L.Feng 他;T.Tsuchiya 他;T.Tsuchiya 他;Y.Iiduka 他;Y.Matsunaga 他;J.Lu 他
通讯作者：
J.Lu 他

NMR study of La@C_<82>(Ad) anion

La@C_<82>(Ad)阴离子的NMR研究

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
ITE Lett. 7
影响因子：
0
作者：
Masaaki Mitsui;Yukino Matsumoto;Naoto Ando;Atsushi Nakajima;L.Feng 他;T.Tsuchiya 他;T.Tsuchiya 他;L.Feng 他;T.Tsuchiya 他;T.Tsuchiya 他;Y.Iiduka 他;Y.Matsunaga 他
通讯作者：
Y.Matsunaga 他

Chemical Reaction of the Cation and Anion of M@C_<82> (M= Y, La, and Ce)

M@C_<82>（M=Y、La、Ce）的阳离子和阴离子的化学反应