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水素結合を利用した高スピン分子集合体の構築

利用氢键构建高自旋分子组装体

基本信息

批准号：
11740393
负责人：
吉岡直樹
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、分子に自己組織化能を付与し、さらに集積過程で磁気的相互作用の経路が同時に形成されるような分子システムの構築を目的とした。具体的には、分子内および分子間水素結合に着目してニトロニルニトロキシドの2位にNH部位を有する複素環構造を導入した誘導体を新規に合成し、分子集合体中における分子配列様式が磁気特性に及ぼす影響を検討した。1 平成11年度の研究経過に基づいて、NH部位を有するベンズイミダゾールおよびインドール環を基本骨格とする複素環を導入したニトロニルニトロキシド(NN)を新規に合成した。良質な単結晶が得られた試料に関しては、X線構造解析を行った。ベンズイミダゾール環に電子吸引性の置換基または原子を導入すると、NH部位の酸性度が高まり結果として分子間水素結合が強まった。しかしながらNH部位の酸性度が10以下となると分子間の強磁性的な相互作用を安定化する集積構造を取りにくくなり、NO部位が接近した反強磁性鎖構造に変化することがわかった。これは、ある程度酸性度が高まると、水素結合に関与していないイミン窒素原子サイトが分子間水素結合に加わるためと考察された。2 インドール体では、ベンズイミダゾール環のイミン窒素原子がCHに置き換わるため、複素間部位に電子吸引性基(または原子)を導入しても強磁性的相互作用を安定化する集積構造を維持できることを明らかにした。SQUID磁化(率)測定(1.8〜300K)より、3K以下ではS=20に相当する超高スピン分子集合体が構築されていることがわかった。以上より、分子間水素結合を駆動力としてラジカル分子を集積し、分子強磁性体および高スピン分子集合体を合理的に設計するための方法論を見出すことができた。

In this study, molecular self-organization energy is applied to the accumulation process, and magnetic interaction pathways are simultaneously formed to construct molecular systems. Specific molecular coordination formulas for magnetic properties of molecular aggregates were investigated by introducing complex ring structures into molecular and intermolecular water binding sites and introducing new inducers into molecular assemblies. 1. Research on the basic structure of the NH-ring and the NH-ring; Good quality crystals were obtained from the samples and X-ray structural analysis was performed. The substitution group of the electron attraction of the ring is introduced, and the acidity of the NH site is high. As a result, the intermolecular water element binding is strong. The acidity of NH site is less than 10. The ferromagnetic interaction between molecules is stabilized. The accumulation structure is selected. The NO site is close to the antiferromagnetic lock structure. The degree of acidity is high, and the water element binding is related to the intermolecular water element binding. 2. The introduction of electron-attractive groups (atoms) into the inter-element sites and the stabilization of the aggregate structure due to ferromagnetic interactions are described below. SQUID magnetic susceptibility measurement (1.8 ~ 300K), 3K below S=20, corresponding to the construction of ultra-high molecular aggregates. The methodology for the rational design of molecular ferromagnets and molecular aggregates has been developed.