『巨大分子』ポリオキサメタレートの機能化および材料化

• 研究課題/領域番号: 17655054
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中村 貴義 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60270790)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2005年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: POM / Keggin / 磁性 / LB膜 / クラウンエーテル / 超分子

研究概要

典型的なドーナツ型POMに長鎖アルキルアンモニウムをカウンターカチオ:ンとして導入し、LB法およびスピンコート法により薄膜を作製し、これらの膜について、AFM等により引き続き構造評価を行った。その結果、LB膜では均一な層状構造が得られた。粉末X線から、ラメラ構造における面間隔を求めることができた。一方、スピンコート法により得られた膜においては、球状のナノドメインが観察された。そこで、出発物質の溶液について詳細に検討したところ、溶液内で均一なミセルを形成していることが判明し、その構造が膜構造に反映していることが分かった。製膜法を変えることにより、膜のナノ構造を制御することができた。
POMに存在するモリブデンイオンの一部を鉄イオンなどに置き換えることで、 POMに磁性・導電性等の機能を付加することを目指した。通常のPOMにおいてはモリブデンスピン間に反強磁性的な相互作用が存在するため、磁気機能の発現はあまり望めない。一部のイオンを置換することで、巨大分子内に磁気モーメントを生じさせ、分子内の金属イオン間に強磁性的あるいはフェリ磁性的な相互作用をもたらす。本年度も引き続き、磁性イオンを共存させ、POMの合成を試みた。その結果、新たな構造をもつ巨大POMを合成することができた。特に、隣接するPOM間に共有結合を持つと思われる結晶が2種類得られ、詳細な構造評価を進めた。また、カウンターカチオンに磁性イオンを含む系について、物性評価を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Formation of p-Phenylenediamine-Crown ether-[PMo12O40]4-Salts (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Akutagawa, D.Endo, H.Imai, S.Noro, L.Cronin, T.Nakamura
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 45 ページ: 8628-8637
• [雑誌論文] Diversities of Coordination Geometry at Cu2+ Center in the Bis(maleonitriledithiolato)cuprate Complexes : Syntheses, Magnetic Properties, X-ray Crystal Structural Analyses, and DFT Calculations (2006)
  • 著者名/発表者名: X.M.Ren, Z.P.Ni, S.Noro, T.Akutagawa, S.Nishihara, T.Nakamura, Y.X.Sui, Y.Song
  • 雑誌名: Cryst. Gtowth ＆ Des. 6 ページ: 2530-2537
• [雑誌論文] Flexible and Shape-Selective Guest Binding at CuII Axial Sites in 1-Dimensional CuII-1,2-bis(4-pyridyl)ethane Coordination Polymers (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Noro, S.Horike, D.Tanaka, S.Kitagawa, T.Akutagawa, T.Nakamura
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 45 ページ: 9290-9300
• [雑誌論文] Functionalities of One-Dimensional Dynamic Ultramicropores in NiII Coordination Polymers (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Noro, R.Kitaura, S.Kitagawa, T.Akutagawa, T.Nakamura
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 45 ページ: 8990-8997
• [雑誌論文] Pore surface engineering of microporous coordination polymers (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Kitagawa, S.Noro, T.Nakamura
  • 雑誌名: Chem. Commun. ページ: 701-707
• [雑誌論文] Quai-one-dimentional molecular magnets based on derivatives of (fluorobenzyl) pyridinium with the [M(mnt)_2] monoanion (M=Ni, Pd or Pt; mnt^(2-)=maleonitrileditiolate) : Syntheses, crystal structures and magnetic properties (2006)
  • 著者名/発表者名: X.Ren, S.Nishihara, T.Akutagawa, S.Noro, T.Nakamura, W.Fujita, K.Awaga, Z.Ni, J.Xie, Q.Meng, R.Kremer
  • 雑誌名: Dalton Transaction 16 ページ: 1988-1994
• [雑誌論文] Structural and Magnetic Investigations for the Doping Effect of Nonmagnetic Impurity on the Spin-Peierls-like Transition in a Quasi-One-Dimentional Magnet (2006)
  • 著者名/発表者名: X.Ren, T.Akutagawa, S.Noro, S.Nishihara, T.Nakamura, Y.Yoshida, K.Inoue
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 110 ページ: 7671-7677
• [雑誌論文] Design of a Magnetic Bistability Molecular System Constructed by H-Bonding and п-п Stacking Interactions (2006)
  • 著者名/発表者名: X.Ren, S.Nishihara, T.Akutagawa, S.Noro, T.Nakamura
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 45 ページ: 2234-2249
• [雑誌論文] Structual Phase Transition of Magnetic [Ni(dmit)_2]- Salts Indused by Supramolecular Cation Structures of(M^+)([12]crown-4)_2 (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Akutagawa, T.Motokizawa, K.Matsuura, S.Nishihara, S.Noro, T.Nakamura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 110 ページ: 5897-5904
• [雑誌論文] Molecular-assembly nanostructures of 1 : 1 mixed Langmuir-Blodgett films of amphiphilic bis-TTF macrocycle and F_4-TCNQ (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Tatewaki, T.Akutagawa, T.Nakamura, H.Hasegawa, S.Mashiko, C.Christensen, J.Becher
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces A 284 ページ: 631-634
• [雑誌論文] Supramolecular Rotor : Adamantylammonium([18]crown-6) in [Ni(dmit)_2]-Salt (2006)
  • 著者名/発表者名: D.Sato, T.Akutagawa, S.Takeda, S.Noro, T.Nakamura
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 46(2) ページ: 363-365
• [雑誌論文] One-Dimensional Array of Au Nanoparticles Fixed on Nanofibers of Organogelators by the Langmuir-Blodgett Method (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Tsunashima, S.Noro, T.Akutagawa, T.Nakamura, T.Karasawa, H.Kawakami, K.Toma
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111(2) ページ: 901-907
• [雑誌論文] Novel Spin Transition Observed in Two Quasi-one-dimensional Spin System based on [M(mnt)_2]^- Monoanion Compounds(M=Ni or Pt;mnt^<2->=maleonitriledithiolate) (2006)
  • 著者名/発表者名: X.M.Ren, S.Nishihara, T.Akutagawa, S.Noro, T.Nakamura, W.Fujita, K.Awaga
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 418 ページ: 423-427
• [雑誌論文] Crystal and Electronic Structures of Hydogen-Bonde 2,5-diamino-3,6-dhihydroxy-p-benzoquinone (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Akutagawa, T.Nakamura
  • 雑誌名: Crystal Growth and Design 6 ページ: 70-74
• [雑誌論文] Molecular Rotor of Cs_2([18]crown-6)_3 in the Solid State Coupled with the Magnetism of [Ni(dmit)_2] (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Akutagawa, K.Shitagami, S.Nishihara, S.Takeda, T.Hasegawa, T.Nakamura, Y.Hosokoshi, K.Inoue, S.Ikeuchi, Y.Miyazaki, K.Saito
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 127 ページ: 4397-4402
• [雑誌論文] Strong Antiferromagnetic Exchange Interactions in Quasi-One-Dimensional (Quasi-1D) Compounds based on [Pd(mnt)_2]. Anions : Crystal Structures, Magnetic Properties, and Spin Dimer Analyses (2005)
  • 著者名/発表者名: X.M.Ren, T.Akutagawa, S.Nishihara, T.Nakamura
  • 雑誌名: Synthetic Metals 150 ページ: 57-61
• [雑誌論文] Synthesis and Crystallographic Characterization of Low-Dimensional and Porous Coordination Compounds Capable of Supramolecular Aromatic Interaction Using the 4,4'-Azobis(pyridine) Ligand (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Noro, S.Kitagawa, T.Nakamura, T.Wada
  • 雑誌名: Inorg.Chem 44 ページ: 3960-3971
• [雑誌論文] Magnetism of [Ni(dmit)2] Salts with [Meso and (1S,2S)-Diphenyl-1,2-Ethanediammonium] ([18]crown-6)2 Supramolecular Cations (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Akutagawa, K.Matsuura, A.Hashimoto, T.Nakamura
  • 雑誌名: Inorg.Chem 44 ページ: 4454-4456
• [雑誌論文] Supramolecular Cations of (S)-,(R)-, and (RS)-Indan-1-aminium(dibenzo[18]crown-6) in Magnetic [Ni(dmit)2]-Salts (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Akutagawa, K.Matsuura, S.Nishihara, S.Noro, T.Nakamura
  • 雑誌名: Eur.J.Inorg.Chem ページ: 3271-3276
• [雑誌論文] Laser Induced SHG Decay in a Langmuir-Blodgett Film : Arresting by Polyelectrolyte Templating (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Sharath Chandra, M.Ghanashyam Krishna, H.Mimata, J.Kawamata, T.Nakamura, T.P.Radhakrishnan
  • 雑誌名: Advanced Materials 17 ページ: 1937-1941
• [雑誌論文] Metal-Organic Thin-Film Transistor (MOTFT) Based on a Bis(o-diiminobenzosemiquinonate) Nickel (II) Complex (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Noro, H.C.Chang, T.Takenobu, Y.Murayama, T.Kanbara, T.Aoyama, T.Sassa, T.Wada, D.Tanaka, S.Kitagawa, Y.Iwasa, T.Akutagawa, T.Nakamura
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc 127 ページ: 10012-10013
• [雑誌論文] Cooperativity of dynamics of 18-crown-6 molecule forming one-dimensional chain in Cs_2(18-crown-6)_3 [Ni(dmit)_2]_2 (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Ikeuchi, Y.Miyazaki, S.Takeda, T.Akutagawa, S.Nishihara, T.Nakamura, K.Saito
  • 雑誌名: J.Chem.Phys 123
• [雑誌論文] Structural Phase Transition Driven by Spin-Lattice Interaction in a Quasi-one-dimensional Spin System of [1-(4-iodobenzyl)pyridinium][Ni(mnt)_2] (2005)
  • 著者名/発表者名: X.M.Ren, T.Akutagawa, S.Nishihara, T.Nakamura, W.Fujita, K.Awaga
  • 雑誌名: J.Phys.Chem 109 ページ: 16610-16615
• [雑誌論文] Molecular Assembly Nanostructures of a Redox-Active Organogelator (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Akutagawa, K.Kakiuchi, T.Hasegawa, S.Noro, T.Nakamura, H.Hasegawa, S.Mashiko, J.Becher
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 44 ページ: 7283-7287
• [雑誌論文] Crystal Structures and Magnetic Properties of [Ni(dmit)_2]^- Salts Including (4-fluoroanilinium)([18]crown-6) and (4-methylanilinium)([18]crown-6) Supramolecular Cations (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Nishihara, X.M.Ren, T.Akutagawa, T.Nakamura
  • 雑誌名: Polyhedron 24 ページ: 2844-2848
• [雑誌論文] Two-dimensional Molecular Magnets based on [Pt(mnt)_2]^- Ions : Structures and Magnetic Properties (2005)
  • 著者名/発表者名: X.M.Ren, S.Nishihara, T.Akutagawa, T.Nakamura, J.L.Xie, Q.J.Meng
  • 雑誌名: Polyhedron 24 ページ: 2160-2164