包接分子を変数とする配位高分子の特異な物性の創出と機構解明

使用包合物分子作为变量创建配位聚合物的独特物理性质并阐明其机制

基本信息

批准号：
21H01905
负责人：
大場正昭
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01905/
关键词：
多孔性金属錯体包接体磁性誘電性発光特性配位高分子

项目摘要

本課題では、細孔内に内包した分子の挙動を明らかにし、内包分子の運動および相変化を利用して骨格の物性を制御する機構を確立することで、新しい分子包接体の物性科学の開拓を目的とする。今年度は、引き続き Hofmann 型多孔性金属錯体 {Fe(pz)[Pt(CN)4]} (1) を基軸化合物として、1 に包接した分子の運動や状態変化と骨格構造の磁性および発光特性との動的連動の達成を目指して、主に以下の (1)-(2) を推進した。(1) 包接分子の挙動と磁気特性の相関の解明：アルカン（エタン、プロパン）よりも構造自由度を下げたアルケン（エチレン、プロピレン）の包接体を合成し、アルカン包接体の磁気挙動と比較検討した。エタン包接体では、昇温過程においてエタンの放出に伴うLSの再安定化が観測されたが、エチレン包接体はゲストフリー体とほぼ同じ挙動を示した。プロパン包接体は「降温過程における４段階の磁化率の変化」と「昇温過程における非平衡なスピン状態」を含む特異な磁気挙動を示した。一方、プロピレン包接体は、降温過程において260K付近で3/4のサイトがLSとなり、160K付近で残りのサイトがLSとなる二段階のスピン転移を示した。アルカンとアルケンでは吸着量は変わらないが、磁気挙動が大きく異なった。包接体の構造決定には至らなかったが、構造自由度と細孔内での相互作用の違いが磁気挙動に大きく影響する事を実証した。(2) 分子包接体内の包接分子の挙動と発光特性の相関：新規発光性配位高分子Cd(terpy)[ReN(CN)4]において、集積構造の異なる３種類の構造異性体の作り分けに成功し、アンモニア雰囲気下in situ X線回折-発光スペクトル同時測定により、アンモニア吸脱着と構造と発光の変化の連動機構を考察した。また、新たにPt-Pt 金属結合による一次元Pt鎖状構造を含む発光性 MOF の開発に成功した。

该主题旨在通过阐明封装在毛孔内的分子的行为并建立一种使用封装分子的运动和相变来控制骨骼的物理特性的机制来开发新的分子夹杂物物理科学。今年，我们继续促进以下（1） - （2），主要是为了在1包含1分子的运动和状态变化与使用Hofmann-Type多孔多孔金属复合物的磁性和发光特性之间实现动态链接。（1）阐明包含分子与磁性特性的行为之间的相关性：与烷基（乙烷，丙烷）相比，结构自由度较小的烯烃（乙烯，丙烯）制成的包含体是合成的，并与烷烃包容物体的磁性行为进行了比较。在乙烷包含体中，在温度升高过程中释放乙烷时，观察到LS的稳定化，但是乙烯包含体的行为与无客体的身体几乎相同。丙烷包含体表现出独特的磁性行为，包括“温度降低过程中磁化敏感性的四阶段变化”和“温度上升过程中的非平衡自旋状态”。另一方面，在降温过程中，丙烯融合体表现出两阶段的自旋转移，3/4位置为LS约260k左右，其余位点约为160K。烷烃和烷烃之间的吸附量保持不变，但是磁性行为显着差异。尽管尚未确定包容体的结构，但证明孔内结构自由和相互作用的差异对磁行为具有显着影响。（2）分子包含物体中包含分子的行为与发光性能之间的相关性：我们成功地创建了三种类型的结构异构体，它们在新型的发光配位聚合物CD（terpy）[REN（cn）4]中取得了不同的整合结构，并通过将ammymonia adsosion和Emsions的结构变化的机制进行了调查，并在结构上进行了变化。氨气大气下的衍射和发射光谱。此外，我们通过pt-pt金属键合成功地开发了一个包含一维PT链结构的发光MOF。