光スイッチング機能を有する単分子量子磁石

具有光开关功能的单分子量子磁体

• 批准号: 14F04031
• 负责人: 山下 正廣
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F04031/
• 关键词: スピンクロスオーバー錯体; フォトクロミック分子; ヒステリシス; 単分子量子磁石; 光スイッチング機能; スピンクロスオーバー錯体; フォトクロミック分子; ヒステリシス; 単分子量子磁石; 光スイッチング機能

最初の目的の錯体[FeIII(H-5-Br-thsa-Me)(5-Br-thsa-Me)]H2Oの温度変化の単結晶X線構造解析、X線散漫散乱、温度変化の磁化率測定、可視―紫外分光測定、などを行った。この錯体は単核錯体であるが、水素結合により６量体を結晶中で形成していた。温度変化の磁化率測定の結果、３ステップのヒステリシスをもつスピンクロスオーバー挙動を示すことが明らかになった。その電子状態（スピン状態）について詳細に検討した結果、高温から温度を低下するに連れて、【６個全部の鉄（３価）分子が高スピン⇔４個が高スピン＋２個が低スピン⇔２個が高スピン＋４個が低スピン⇔６個全部の分子が低スピン】、のように３ステップでスピンクロスオーバー現象を示すことが分かった。これは単核錯体としては世界で初めての結果である。このことを確証するには鉄のメスバウアースペクトル測定が最有力であるが、Br原子を配位子に含んでいるために普通のメスバウアースペクトルの測定は不可能であると言われていた。ところが、この論文(Angew. Chem. Intl. Ed.)を見たポルトガルの放射科学研究所のProfessor Manuel Almeidaから、１００mgの試料があれば、特殊な方法で鉄（３価）のメスバウアースペクトルの測定が可能であるとのメールを頂いたので、すでに試料を送って測定結果待ちの状態である。また、鉄（３価）イオンをシアノ基とフォトクロミック分子であるジチアルエテン分子で架橋した４核錯体においても大変興味深いスピンクロスオーバー現象を観測しており、現在、論文に投稿中(Angew.Chem.Intl.Ed.)である。

第一个目标复合物[FeIII（H-5-BR-THSA-ME）（5-BR-THSA-ME）] H2O进行了单晶体X射线结构分析，X射线散射，温度变化的磁敏感性测量和视觉脱离脉冲光谱。该复合物是一种单核复合物，但是通过氢键在晶体中形成己酰胺。温度变化的磁敏感性测量表明，它表现出三个步骤的扭转行为，并具有滞后性。在对电子状态（自旋状态）进行详细检查后，发现随着温度从高温下降，自旋交叉现象分为三个步骤，例如：[所有六个铁（三价）分子都是高自旋⇔4高旋转+2高自旋+2低自旋+4低自旋+4低自旋+4低自旋 +6个低自旋⇔6分子低旋转]。这是世界上第一个单一核综合体。为了证实这一点，据说最有可能的铁摩斯鲍尔光谱的测量值，但是由于配体中存在BR原子，因此无法测量普通的摩斯鲍尔光谱。但是，在看到了本文（Angew。Chem。Intl。ed。）之后，我收到了葡萄牙放射科学研究所的Manuel Almeida教授的电子邮件，即可以使用一种特殊方法来测量铁（三价）的莫斯鲍尔谱，如果有100 mg样品，则已经发送了样品，因此已发送样品，因此要等待测量结果。此外，在四核复合物中观察到了非常有趣的自旋杂交现象，在该复合物中，铁（三价）离子与Cyano组和光更色变色的二硫代分子交联，目前正在提交给论文（Angew。Chem。Intl。Intl。Ed。）。