脱結晶溶媒による孤立系から自発磁化をもつ凝集系への移行反応

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本研究では、構造的、磁気的に孤立した多核分子系から配位溶媒分子の脱離により自発磁化をもつ多次元ネットワーク構造を生みだす新しい方法を報告する。これまで、金属錯体強磁性体の設計、合成に取り組み、一次元鎖状構造から、二次元網目格子、井桁、三次元構造まで含む磁性体を報告した。この研究では同時に、幾つかの多核金属錯体も合成された。3核錯体([Et_4N][Mn(MeOH)(L)]_2[Fe(CN)_6)の結晶構造を決定した。3核構造は孤立した分子種として結晶中に存在するが、隣接する分子は水素結合により(・・MeOH-Mn-NC-Fe-CN・・)_4を編み目単位とする2次元ネットワーク構造を形成している。水素結合は、Mnに配位した溶媒分子(メタノール)と[Fe(CN)_6]の窒素原子間に存在しており、配位溶媒分子を取り除くと水素結合に替わって分子間Mn-NC-Fe結合が生成し(-Mn-NC-Fe-CN-)_4を編み目単位とする2次元集合構造が構築される。また、この多次元構造の構築にともない磁気的挙動は孤立した3核錯体のものから自発磁化を示す磁性体へと変化する。1:1錯体は、2核構造をもち、脱溶媒分子を解して水素結合により2核構造が連結されている。溶媒分子を取り除くと、(-Mn-NC-Fe-CN-)_n一次元架橋構造が形成させれて自発磁化が観測されるようになる。本研究は、磁気的、構造的に孤立している多核分子が配位溶媒分子の脱離により分子間にFe-CN-Mn結合が生成して凝集系へ移行し、自発磁化が発現するものである。本系は前駆体である孤立分子系に既に水素結合に基づくネットワーク構造が存在する点で特徴的であり、機能性をもつ多次元ネットワーク構造を生み出す新しい方法である。