2018 Fiscal Year Annual Research Report
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17J08718
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
金友 拓哉 東京理科大学, 理学部 第一部, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 希土類 / 有機ラジカル / 分子磁性 / 錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高次元性かつ高スピン状態を有した希土類-ラジカル錯体の開発を目的とする。本年度は、(i) 新奇架橋能を有したビラジカル化合物の開発および錯形成能の調査、(ii) 昨年度から継続しているトリラジカル-希土類錯体の構造と磁性の研究、(iii) スピロ骨格を取り入れた新奇常磁性配位子の開発を行った。(i) に関しては、第一遷移金属イオン (鉄やコバルトなど) と希土類イオンへそれぞれ選択的に配位し得る有機ラジカル化合物の合成に成功した。この有機ラジカル化合物の金属イオンに対する配位能を評価したところ、設計通り、特定の配位部位で選択的に第一遷移金属イオンへ配位することを確認した。また、第一遷移金属イオンにコバルト(II)イオンを用いたとき、温度に応じて可逆的にスピン状態が変化する磁気現象 (スピンクロスオーバー現象) を観測した。これは高次元と高スピン状態の獲得に加えて、外的刺激に対して磁性が変化する機能性を加えることが期待される。(ii)に関しては、疑似的な2次元構造を有した希土類-トリラジカル錯体の開発に成功した。その希土類錯体の磁気測定より、常磁性配位子内にある3つのスピン間にスピンを平行に揃える相互作用が働くことを確認した。それに加えて、希土類イオンとラジカル間にもスピンを平行に揃える相互作用が働くことがわかった。これらのことから、この希土類-トリラジカル錯体はすべてのスピンが平行に揃った状態 (高スピン状態) を示しており、本研究目的に沿った結果が得られたと考えている。(iii)については、新奇スピロ骨格を有したテトララジカル化合物の合成を行った。現在、テトララジカル化合物の合成法の確立および分子構造と磁性の測定結果の解析を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は高次元性かつ高スピン状態を有した希土類-ラジカル錯体を用いた分子磁性体の開発である。トリラジカル化合物を用いた希土類錯体を開発したところ、疑似的な2次元構造に加えて分子内ラジカル-ラジカル間および希土類-ラジカル間のスピンが平行に揃う (高スピン状態) ことがわかった。トリラジカル化合物を高次元性を有した希土類錯体に運用することが有効だと示唆された。この結果に加えて、分子の次元性と希土類イオン周りの配位環境を同時に制御し得る新奇常磁性配位子の開発にも成功した。これらのことから、現在までの進捗状況は当初の研究目標に即して順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、高次元性かつ高スピン状態を有した希土類-ラジカル錯体の開発を目的とする。本年度は、(i) 新奇架橋能を有したビラジカル化合物の開発および錯性能の調査、(ii) 昨年度から継続しているトリラジカル-希土類錯体の構造と磁性の研究、(iii) スピロ骨格を取り入れた新奇常磁性配位子の開発を行った。それぞれの今後の研究計画としては、(i)に関しては、第一遷移金属イオンとの錯形成に成功しているため、目的とする希土類イオンとの錯形成を試みる。得られる錯体は希土類－第一遷移金属イオン－ラジカルで構成されており、新奇性が高い。そのため、合成法の確立および分子構造と磁性の相関を調査する。(ii)に関しては、目的とする有機ラジカル化合物自身に新奇性があるため、合成法の確立と物性の評価をする。そのうえで、配位可能な4か所のラジカル部位それぞれを希土類イオンへ配位させることを試みる。得られる希土類-ラジカル錯体は新奇物質であるため、構造と物性を詳細に調査する。(ii)に関しては、疑似的な2次元構造ならびに高スピン配置を示すことが各測定より確認された。今後はアニオンや溶媒の種類の違いに対する分子構造と磁性の変化について調査する。
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