ガスの吸脱着をバイアスとした分子運動と強誘電物性の融合システムの開発

使用气体吸附和解吸作为偏置，开发结合分子运动和铁电特性的系统

基本信息

批准号：
13J09150
负责人：
高橋仁徳
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ガスの吸脱着をバイアスとした分子運動と強誘電物性の融合システムの開発にかかわる新たな分子設計を見出すことを目的とし、配位子間の水素結合によって一次元鎖を形成する単核Cu錯体を研究対象とした。ベンゾアート誘導体配位子(RBA)の置換基による分子間相互作用の設計によって1) 極性結晶化による第二次高調波発生（SHG）の応答が可能な錯体結晶および、2) 配位子による分子運動が可能な錯体結晶の作製が可能であると着想し、各種実験を行った。1）単結晶X線結晶構造解析より、隣接するRBAの酸素原子とH2O配位子間で分子間水素結合による極性1次元鎖構造の形成が確認された。鎖間はpyridineの水素原子とRBAの酸素原子間の弱い水素結合相互作用により、2次元レイヤー構造を形成していた。さらに、レイヤー同士の双極子モーメントが同じ向きに並行にパッキングする場合に、極性結晶が出現した。RBAの置換基の設計は極性レイヤー間の分子間相互作用の制御を可能とし、比較的強い分子間相互作用が極性配列を安定化させた。4つの極性結晶のSHG強度は、グラニュー糖比で約0.7程度であった。2）フッ素基をRBAの置換基として有する3種類の単核Cu錯体結晶に対して、示差走査熱量測定および転移前後におけるX線回折パターンの変化を検討し、構造相転移を示すことを明らかにした。転移前後での結晶構造解析からRBAの芳香環の配向が揺らいでおり、特に置換基が3,4-F2の結晶は3-位のF基が秩序－無秩序型の構造変化を示した。誘電率e1の温度－周波数依存性測定で、R = 3,4-F2の結晶のみ相転移後の誘電率e1の上昇がみられ、構造変化と対応していた。R = 3,4-F2の結晶では4-位のF基による双極子―双極子相互作用が有効に働き、分子運動を可能とする分子配列を実現したと考えられる。

目的是找到参与分子运动和因气体吸附和解吸偏置的铁电特性之间融合系统发展的新分子设计，并研究了对单核CU复合物的研究，该单核CU复合物通过配体之间的氢键形成一维链。进行了各种实验，并认为，通过设计与苯甲酸酯衍生物配体的取代基（RBAS）的分子间相互作用，1）能够通过极性结晶响应第二次谐波产生（SHG）的复合晶体，而2）能够通过配体进行分子运动的复杂晶体。 1）单晶X射线晶体结构分析证实了通过相邻RBA和H2O配体之间的氧原子之间的分子间氢键形成极性的一维链结构。链链形成了二维层结构，这是由于吡啶定原子与RBA的氧原子之间的弱氢键相互作用而形成的。此外，当层之间的偶极矩和同一方向并联时，出现了极性晶体。 RBA的取代基的设计允许控制极性层之间分子间相互作用，相对较强的分子间相互作用稳定了极性序列。就砂糖比而言，四个极性晶体的SHG强度约为0.7。 2）三种类型的单核Cu复合物晶体具有氟基团作为RBA中的取代基，通过差分扫描量热法检查了过渡前后的X射线衍射模式的变化，揭示了结构相变的结构相变。过渡之前和之后的晶体结构分析表明，RBA的芳香环的方向在发抖，尤其是3位处的F组在晶体中表现出秩序的结构变化类型，其替代品为3,4-F2。在介电常数E1的温度频率依赖性中，只有r = 3,4-F2的晶体在相变后的介电常数E1升高，与结构变化相对应。人们认为，在R = 3,4-F2的晶体中，F组在4位的偶极 - 偶极相互作用有效地工作，从而导致了能够实现分子运动的分子排列。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

Vapour Chemisorptions, Structural Changes, and Magnetic Properties of Copper(II) Complex

铜(II)配合物的蒸气化学吸附、结构变化和磁性

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kiyonori Takahashi;Norihisa Hoshino;Shin-ichiro Noro;Takayoshi Nakamura;and Tomoyuki Akutagawa
通讯作者：
and Tomoyuki Akutagawa

Relationship between Gas Adsorption and Structural Flexibility of [Cu(II)2(p-XBenzoate)4(pyrazine)]n (X = Br, or I) Polymers by Hirshfeld Surface Analyses

通过 Hirshfeld 表面分析研究 [Cu(II)2(p-XBenzoate)4(pyrazine)]n (X = Br, or I) 聚合物的气体吸附与结构柔韧性之间的关系

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kiyonori Takahashi;Norihisa Hoshino;Shin-ichiro Noro;Takayoshi Nakamura;Tomoyuki Akutagawa
通讯作者：
Tomoyuki Akutagawa

Hirshfeld表面解析を用いた一次元鎖状Paddle-wheel型Cu(II)錯体のガス吸着特性と分子間相互作用の相関評価

使用赫什菲尔德表面分析评估一维链式桨轮 Cu(II) 配合物的气体吸附特性和分子间相互作用

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
高橋仁徳;星野哲久;野呂真一郎;中村貴義;芥川智行
通讯作者：
芥川智行

一次元鎖型配位高分子錯体を用いた構造柔軟性とガス吸着特性の制御

使用一维链配位聚合物复合物控制结构灵活性和气体吸附性能

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Manami Endo;Yuta Nakane;Kiyonori Takahashi;Norihisa Hoshino;Takashi Takeda;Shin-ichiro Noro;Takayoshi Nakamura;and Tomoyuki Akutagawa;高橋仁徳
通讯作者：
高橋仁徳

Crystal Structures and Gas Adsorption-Desorption Properties of Paddle-Wheel Type Copper(II) Complexes with Bulky Benzoate Ligands

大体积苯甲酸酯配体桨轮型铜(II)配合物的晶体结构和气体吸附-解吸性能

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kiyonori Takahashi;Norihisa Hoshino;Shin-ichiro Noro;Takayoshi Nakamura;and Tomoyuki Akutagawa
通讯作者：
and Tomoyuki Akutagawa