新奇な超分子化学的結晶設計による純有機フェリ磁性系の構築

通过新型超分子化学晶体设计构建纯有机亚铁磁体系

• 批准号: 05J03421
• 负责人: 神崎 祐貴
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 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-05J03421/
• 关键词: 分子磁性; スピン化学; フェリ磁性; 量子スピン; 超分子化学; 量子化学; 電子スピン共鳴; 磁気物性; ラジカル; ニトロニルニトロキシド; ESR

本研究グループでは以前,基底1重項ビラジカルとモノラジカルの反強磁性的な交互1次元鎖が,広義のフェリ磁性的基底状態と非磁性基底状態を取り得ることを理論計算から提案している(一般化フェリ磁性理論).前年までの研究で,理論を部分的に実証するモデル系を得たが,構造までは明らかに出来ていなかった.本年度は,このモデル系に構造の異なる結晶多形があることを明らかにし,異種スピン量子数導入型の三元系錯体化合物(フェノレート置換ビラジカル-クラウンエーテル置換モノラジカル-アルカリ金属)の結晶構造を初めて決定した.理論によると1次元鎖の基底状態は,ビラジカル分子内とビラジカル-モノラジカル間の相互作用の大小関係に強く依存する.これらの相互作用に変化を与えるには,外場の他に,分子に化学修飾を施す方法がある.特に,ビラジカル分子内の相互作用に変化を与える目的で,メタフェニレン型の基底1重項ビラジカルにかさ高い置換基を導入した.磁化率解析の結果,置換基導入体では無置換体に較べて,劇的に分子内相互作用が変化することが分かり,化学修飾の有用性を示す結果を得た.理論のモデル系を得る方法として,上記の超分子アプローチと並行して,ビラジカルとモノラジカルをσ結合で連結する共有結合(トリラジカル)アプローチも試みた.このトリラジカルは分子内に2種類の磁気的自由度を持つことを希釈条件の磁化率の解析から決定した.また,トリラジカルの分子骨格を二等辺三角形型に近づけることで,理論のモデル系として望ましい交互1次元鎖構造を取りやすいことが分かった.本研究を通じて,多成分系・単成分系の開殻有機分子の分子結晶について,分子の電子状態と非共有結合性分子間力の制御を含む結晶工学的方法により,結晶構造・分子配列を部分的に制御し,有機フェリ磁性をはじめ,分子由来の特異な磁気挙動を発現させる方法論を示した.

In this paper, we study the relationship between the magnetic and nonmagnetic states of the substrate and the theoretical calculation of the interaction between the antiferromagnetic and ferromagnetic states of the substrate. The year before last, the theoretical part of the study was proved to be correct, and the structure was clearly revealed. This year, the crystal structure of the ternary complex compound of the quantum number introduction type was initially determined. The theoretical basis of the 1-dimensional lock is that the size of the interaction between molecules depends strongly on the size of the interaction between molecules. The interaction between the two molecules is different. In particular, for the purpose of transforming the intramolecular interactions of the virajkal, a high-level substitution group was introduced into the base 1-fold virajkal of the Metaffiñin-type. As a result of magnetic susceptibility analysis, the substitution-group introducers are more stable than the substitution-free ones, and the intramolecular interactions are more intense. The method of theoretical analysis of the supramolecular system is described in detail below. The supramolecular system is described in detail below. The degree of freedom of two kinds of magnetic field in molecular structure is determined by the analytical method of magnetic susceptibility under the condition of molecular structure. The molecular framework of the molecule is two-order triangular type, and the theoretical structure of the molecule is two-order triangular type. In this paper, the molecular crystallization of open-shell organic molecules in multicomponent systems and single-component systems, the electronic state of molecules, the control of non-shared intermolecular forces, and the methods of crystallization engineering are studied. The methods of crystal structure and molecular arrangement are described.

项目成果

Benzyl-phenyl ether derivatives of nitronyl nitroxide triradicals as a model for single-component organic molecule-based ferrimagnetics

硝基硝基氧三自由基的苄基苯基醚衍生物作为单组分有机分子亚铁磁体模型

• 发表时间: 2007
• 期刊: Polyhedron (印刷中)(計4ページ)
• 作者: H.Kamano;M.Morishita;M.Arima;Kanzaki Yuki;J.K.Dolven et al.;Kanzaki Yuki
• 通讯作者: Kanzaki Yuki

Magnetic interactions in p-phenylene-bis(nitronyl nitroxide) biradicals with large torsion angles

• DOI: 10.1016/j.poly.2006.09.034
• 发表时间: 2007-06
• 期刊: Polyhedron
• 影响因子: 2.6
• 作者: Y. Kanzaki;D. Shiomi;T. Ise;Kazunobu Sato;T. Takui

Magnetic Properties of a Nitronyl Nitroxide Triradical as a Model for Single-Component Molecule-Based Ferrimagnetics

作为单组分分子亚铁磁学模型的硝基氮氧三自由基的磁性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Low Temperature Physics 142
• 作者: Kenichi Hayakawa;Yuki Kanzaki;Kensuke Maekawa;Tomoaki Ise;Shuichi Suzuki;Takahiro Sasamori;Kenji Sugisaki;Makoto Tadokoro;Tsuyoshi Murata;Kenichi Hayakawa;Tomoaki Ise;Yuki Kanzaki
• 通讯作者: Yuki Kanzaki

Clustering of molecular spins in the crystal of nitronylnitroxide and iminonitroxide triradical based on benzene-1,3,5-triyl framework

基于苯-1,3,5-三基骨架的硝基硝基氧和亚氨基硝基氧晶体中分子自旋的聚集

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Materials Chemistry (印刷中)
• 作者: H.Kamano;M.Morishita;M.Arima;Kanzaki Yuki;J.K.Dolven et al.;Kanzaki Yuki;高橋 修 他;Kanzaki Yuki;Yuasa et al.;Kanzaki Yuki
• 通讯作者: Kanzaki Yuki

Magnetism of novel organic heterospin composite systems in supramolecular complexes of nitronyl nitroxide

硝基硝基氧超分子配合物中新型有机异自旋复合体系的磁性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Synthetic Metals 154(1-3)
• 作者: H.Kamano;M.Morishita;M.Arima;Kanzaki Yuki;J.K.Dolven et al.;Kanzaki Yuki;高橋 修 他;Kanzaki Yuki;Yuasa et al.;Kanzaki Yuki;Yuasa et al.;Kanzaki Yuki
• 通讯作者: Kanzaki Yuki