一次元無限鎖構造を基盤とする強誘電性金属錯体液晶の開発

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一次元無限鎖構造を基盤とする強誘電性金属錯体液晶の開発を行い、有機液晶の概念を越える金属錯体液晶を開発し、本分野のブレイクスルーを達成することを目的とした。次の3段階を経て、強誘電性金属錯体液晶へアプローチした。(1)電気双極子ベクトルが集積する配列の一次元無限鎖構造をもつ金属錯体。(2)液晶性の平面型配位子を持つ金属錯体の液晶挙動。(3)一次元鎖構造を持ち、なおかつ一次元鎖に垂直な平面には液晶性配位子を用いて、強誘電性液晶を実現する。(1):[MnCN(salen)]の組成をもつ一次元鎖状化合物を合成し、その構造、磁性を検討した。詳しい磁気測定の結果、自発磁化をもつメタ磁性体であることを確認した。この化合物は、マンガンの3価錯体であるが、高スピンでも低スピンでもない中間の磁気モーメントをもっている。鎖の内部では磁気中心間に強磁性的相互作用が、鎖間には反強磁性的相互作用が働く。非対称的な{Mn-CN}nの配列が一次元方向に生成しており、少なくとも鎖内では電気双極子モーメントの集積がおこる。また、[MnCl(acen)]と[Fe(CN)6]との官応から[Mn-NC-Fe-CN]nを繰り返し単位とする一次元鎖状錯体を合成した。一次元鎖内のMn-Fe間の磁気的相互作用は強磁性的であり、鎖間の相互作用も強磁性的である。この化合物は強磁性体であることを確認した。(2):平面四座の配位子である(salen)を修飾した金属錯体に液晶性を見出した。salenのサリチルアルデヒド部位を液晶性の三本鎖アルデヒドに置き換えて金属錯体を合成し液晶を実現した。非等価な四座配位子についても合成し、本系の液晶性を総合的に検討した。液晶性は、側鎖の配向、金属種に大きく依存する。(3):軸位に配位原子をもつ三価金属では液晶性がみられない。CN-等の架橋性の配位子を用いたマンガン錯体を合成し液晶性を検討したが、液晶性は見られなかった。