マルチサイトなラジカルキレート配位子の開発とフェリ磁性体の構築

• 研究課題/領域番号: 18K05057
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分32020:機能物性化学関連
• 研究機関: 日本大学 (2020); 東京大学 (2018-2019)
• 研究代表者: 岡澤 厚 日本大学, 医学部, 助教 (30568275)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 分子性磁性体 / ビラジカル / キレート配位子 / 交換相互作用 / ヒドロキシルアミン / クレーンケピリジン合成 / 金属錯体 / ピリドン / 遷移金属錯体 / 有機ラジカル / 強磁性的相互作用 / 結晶構造解析 / キレート配位

研究成果の概要

室温級のラジカル―金属スピン間の磁気結合力を活用したフェリ磁性体の構築を目指し、新規のデュアルラジカルキレート配位子の開発と、これを用いた金属錯体の構造と磁性の解明を行った。[3座＋2座]キレート可能なビラジカル配位子の開発では、溶解性を向上したtert-ブチル基置換体について、ラジカルの前々駆体であるジブロモ体までの合成に成功した。一方で、[2座＋2座]型マルチラジカルキレート配位子を用いた錯体では、ニッケル(II)二核錯体を単離し、結晶構造解析と磁性を明らかにしてきている。量子化学計算と合わせて交換相互作用の詳細を解明し、研究成果報告の論文を準備している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

室温級のラジカル―金属スピン間の磁気結合力を効率的に高次元に架橋するための新規配位子作りを進展させることができた。この成果を元にさらなる配位子合成を進め、従前にはない室温動作する異方性の強い分子フェリ磁石の構築の足掛かりとする。新規なデュアルラジカルキレート配位子に関する成果発表は、(英国)王立化学会の国際学術誌のひとつであるNew Journal of Chemistryに掲載され、バックカバーに選ばれるなど高い評価を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Triplet Excited States Modulated by Push-Pull Substituents in Monocyclometalated Iridium(III) Photosensitizers (2021)
  • 著者名/発表者名: Takizawa Shin-ya、Katoh Sora、Okazawa Atsushi、Ikuta Naoya、Matsushima Satoko、Zeng Fanyang、Murata Shigeru
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 60 号: 7 ページ: 4891-4903
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.0c03802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Magnetism of Metal Complexes and Light-Induced Phase Transitions (2021)
  • 著者名/発表者名: Kojima Norimichi、Okazawa Atsushi
  • 雑誌名: MODERN MOSSBAUER SPECTROSCOPY: NEW CHALLENGES BASED ON CUTTING-EDGE TECHNIQUES 巻: 137 ページ: 267-317
  • DOI: 10.1007/978-981-15-9422-9_6
  • ISBN: 9789811594212, 9789811594229
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-beam Mossbauer spectra for 57Mn implanted sulfur hexafluoride (2020)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamada, Y. Sato, Y. Kobayashi, T. Ando, N. Takahama, K. Some, M. Sato, M. Mihara, K.M. Kubo, W. Sato, J. Miyazaki, T. Nagatomo, J. Kobayashi, A. Okazawa, S. Sato, A. Kitagawa
  • 雑誌名: Hyperfine Interactions 巻: 241 号: 1 ページ: 15-15
  • DOI: 10.1007/s10751-019-1655-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A useful preparation of ultrasmall iron oxide particles by using arc plasma deposition (2020)
  • 著者名/発表者名: Ida Yumi、Okazawa Atsushi、Sonobe Kazutaka、Muramatsu Hisanori、Kambe Tetsuya、Imaoka Takane、Chun Wang-Jae、Tanabe Makoto、Yamamoto Kimihisa
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 10 号: 68 ページ: 41523-41531
  • DOI: 10.1039/d0ra07443h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulating the Ground State, Stability and Charge Transport in OFETs of Biradicaloid Hexahydro-diindenopyrene Derivatives and a Proposed Method to Estimate the Biradical Character (2020)
  • 著者名/発表者名: T. Jousselin-Oba, M. Mamada, A. Okazawa, J. Marrot, T. Ishida, C. Adachi, A. Yassar, M. Frigoli
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 11 号: 44 ページ: 12194-12205
  • DOI: 10.1039/d0sc04583g
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Multicolor Emission and Photophysical Properties of Proton-Responsive Cyclometallated Iridium(III) Complex in Transparent Cation-Exchange Membrane (2020)
  • 著者名/発表者名: H. Kamebuchi, Y. Fujimura, T. Yoshioka, A. Okazawa, M. Tadokoro, N. Kojima
  • 雑誌名: Crystals 巻: 10 号: 8 ページ: 653-653
  • DOI: 10.3390/cryst10080653
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Three‐Step Spin State Transition and Hysteretic Proton Transfer in the Crystal of an Iron(II) Hydrazone Complex (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi Takumi、Hori Yuta、Wu Shuqi、Sato Hiroyasu、Okazawa Atsushi、Kojima Norimichi、Horie Yusuke、Okajima Hajime、Sakamoto Akira、Shiota Yoshihito、Yoshizawa Kazunari、Sato Osamu
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 59 号: 35 ページ: 14781-14787
  • DOI: 10.1002/anie.202006763
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chameleonic layered metal-organic frameworks with variable charge-ordered states triggered by temperature and guest molecules (2020)
  • 著者名/発表者名: Chen Jian、Sekine Yoshihiro、Okazawa Atsushi、Sato Hiroyasu、Kosaka Wataru、Miyasaka Hitoshi
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: - 号: 14 ページ: 3610-3618
  • DOI: 10.1039/d0sc00684j
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Temperature dependence of spherical electron transfer in a nanosized [Fe14] complex (2019)
  • 著者名/発表者名: W. Huang, S. Wu, X. Gu, Y. Li, A. Okazawa, N. Kojima, S. Hayami, M. L. Baker, P. Bencok, M. Noguchi, Y. Miyazaki, M. Nakano, T. Nakanishi, S. Kanegawa, Y. Inagaki, T. Kawae, G. Zhuang, Y. Shiota, K. Yoshizawa, D. Wu, O. Sato
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 号: 1 ページ: 5510-5510
  • DOI: 10.1038/s41467-019-13279-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Navigated self-assembly of a Pd2L4 cage by modulation of an energy landscape under kinetic control (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Tateishi, S. Takahashi, A. Okazawa, V. Mart-Centelles, J. Wang, T. Kojima, P. Lusby, H. Sato, S. Hiraoka
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 141 号: 50 ページ: 19669-19676
  • DOI: 10.1021/jacs.9b07779
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Bifurcation of Self-assembly Pathways to Sheet or Cage Controlled by Kinetic Template Effect (2019)
  • 著者名/発表者名: L. H. Foianesi-Takeshige, S. Takahashi, T. Tateishi, R. Sekine, A. Okazawa, W. Zhu, T. Kojima, K. Harano, E. Nakamura, H. Sato, and S. Hiraoka
  • 雑誌名: Communications Chemistry 巻: 2 号: 1 ページ: 128-128
  • DOI: 10.1038/s42004-019-0232-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Observation of Proton Transfer Coupled Spin Transition and Trapping of Photoinduced Metastable Proton Transfer State in an Fe(II) Complex (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi Takumi、Hori Yuta、Sato Hiroyasu、Wu Shu-Qi、Okazawa Atsushi、Kojima Norimichi、Yamamoto Takashi、Einaga Yasuaki、Hayami Shinya、Horie Yusuke、Okajima Hajime、Sakamoto Akira、Shiota Yoshihito、Yoshizawa Kazunari、Sato Osamu
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 141 号: 36 ページ: 14384-14393
  • DOI: 10.1021/jacs.9b07204
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Water-vapor Sensitive Spin-state Switching in an Iron(III) Complex with Nucleobase Pendants Making Flexible Hydrogen-bonded Networks (2019)
  • 著者名/発表者名: Kagesawa Koichi、Ichikawa Yuki、Iguchi Hiroaki、Breedlove Brian K.、Li Zhaoyang、Yamashita Masahiro、Okazawa Atsushi、Kosaka Wataru、Miyasaka Hitoshi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 48 号: 10 ページ: 1221-1224
  • DOI: 10.1246/cl.190532
  • NAID: 130007724075
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Determination of iron species, including biomineralized jarosite, in the iron-hyperaccumulator moss Scopelophila ligulata by Mossbauer, X-ray diffraction, and elemental analyses (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiromitsu Nakajima, Atsushi Okazawa, Shiro Kubuki, Qing Shen, Kiminori Itoh
  • 雑誌名: BioMetals 巻: 32 号: 1 ページ: 171-184
  • DOI: 10.1007/s10534-019-00169-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] A triplet biradical with double bidentate sites based on tert-butyl pyridyl nitroxide as a candidate for strong ferromagnetic couplers (2018)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Okazawa, Yuutaro Terakado, Takayuki Ishida, Norimichi Kojima
  • 雑誌名: New Journal of Chemistry 巻: 42 号: 22 ページ: 17874-17878
  • DOI: 10.1039/c8nj04180f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Insight into Charge Transfer Phase Transition for Unique Iron Mixed-Valence Complex (n-C3H7)4N[FeIIFeIII(dto)3] with 2D Honeycomb Network (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Itoi, A. Okazawa, J. Yamaura, S. Maki, T. Komatsu, N. Kojima, I. Maurien, E. Codjovi, K. Boukheddaden. and F. Varret
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 57 号: 21 ページ: 13728-13738
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b02211
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of Transition Metal Substitution on the Charge-Transfer Phase Transition and Ferromagnetism of Dithiooxalato-Bridged Hetero Metal Complexes, (n-C3H7)4N[FeII1-xMnIIxFeIII(dto)3] (2018)
  • 著者名/発表者名: Masaya Enomoto, Hiromichi Ida, Atsushi Okazawa, Norimichi Kojima
  • 雑誌名: Crystals 巻: 8 号: 12 ページ: 446-462
  • DOI: 10.3390/cryst8120446
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Preparation of Superparamagnetic Fe3O4 Nanoparticles from Iron Sand Mediated by Soft Template and Their Performance as Antibacterial Agent (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Taufiq, A. F. Muyasaroh, Sunaryono, H. Susanto, N. Hidayat, N. Mufti, E. Suarsini, A. Hidayat, A. Okazawa, T. Ishida, Darminto
  • 雑誌名: Journal of Magnetics 巻: 23 号: 3 ページ: 337-344
  • DOI: 10.4283/jmag.2018.23.3.337
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ionic Crystal Containing Protons (H+) as Counter Cations: Preparation and Crystal Structure of a Salt of 4,4'-Bipiperidine-1,1'-diium and Hexacyanidoferrate(II) (2018)
  • 著者名/発表者名: Rikako Tanaka, Atsushi Okazawa, Norimichi Kojima, Nobuyuki Matsushita
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 47 号: 6 ページ: 697-699
  • DOI: 10.1246/cl.180157
  • NAID: 130007384415
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Unique Hydration/Dehydration-Induced Vapochromic Behavior of a Charge-Transfer Salt Comprising Viologen and Hexacyanidoferrate(II) (2018)
  • 著者名/発表者名: Rikako Tanaka, Atsushi Okazawa, Hisashi Konaka, Akito Sasaki, Norimichi Kojima, Nobuyuki Matsushita
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 57 号: 4 ページ: 2209-2217
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.7b03100
  • 査読あり
• [学会発表] 1,2-ジチオシュウ酸で架橋した2核鉄(II)錯体の2段階スピンクロスオーバー挙動の解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 横山 昂暉、鈴木 祐大、井田 博道、金友 拓哉、岡澤 厚、榎本 真哉
  • 学会等名: 日本化学会第101春季年会
• [学会発表] 1,2-ジチオシュウ酸で架橋した2核鉄(II)錯体のスピンクロスオーバー挙動の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 横山 昂暉、鈴木 祐大、井田 博道、金友 拓哉、岡澤 厚、榎本 真哉
  • 学会等名: 錯体化学会第70回討論会
• [学会発表] Quantitative self-assembly of a Pd2L4 cage under kinetic control (2020)
  • 著者名/発表者名: TATEISHI, Tomoki; TAKAHASHI, Satoshi; OKAZAWA, Atsushi; MARTI-CENTELLES, Vicente; WANG, Jianzhu; KOJIMA, Tatsuo; LUSBY, Paul J.; SATO, Hirofumi; HIRAOKA, Shuichi
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] Control of intra-lattice electron transfers in tetraoxolene-bridged two-dimensional layers (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Sekine, Jian Chen, Atsushi Okazawa, Hitoshi Miyasaka
  • 学会等名: 錯体化学会第69回討論会
• [学会発表] Acceptor-Site Doping Effects of Dynamic Electronic States in Two-dimensional Fe-Tetraoxolene Honeycomb Networks (2019)
  • 著者名/発表者名: Jian Chen, Yoshihiro Sekine, Atsushi Okazawa, Hitoshi Miyasaka
  • 学会等名: 錯体化学会第69回討論会
• [学会発表] テトラオキソレン架橋鉄二次元層状化合物における分子内電子移動制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 関根良博、陳健、岡澤厚、宮坂等
  • 学会等名: 第13回分子科学討論会
• [学会発表] 結晶構造解析とDFT計算による鉄混合原子価錯体(n-C3H7)4N[FeIIFeIII(dto)3]の光誘起電荷移動相転移の可能性の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 糸井 充穂, 岡澤 厚, 山浦 淳一, 真木 祥千子, 小松 徳太郎, Isabelle Maurin, Epiphane Codjovi, Kamel Boukheddaden, 小島 憲道
  • 学会等名: 日本物理学会第74回年次大会
• [学会発表] 管野 公平, 岡澤 厚, 松尾 司 (2019)
  • 著者名/発表者名: ジアリールコバト二価錯体の合成と反応
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] 鉄錯体に架橋されたアルカリ土類金属クラスター構造を持つ新奇配位高分子の構築およびその物性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松村 真唯子, 皆木 秋穂, 金友 拓哉, 岡澤 厚, 榎本 真哉
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] Spin dynamics in tripyrazolylmethane iron(II) complexes showing static and dynamic spin-crossover phenomena (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Okazawa, H. Kobayashi, I. Kawasaki, I. Watanabe, N. Kojima
  • 学会等名: The 9th TOYOTA RIKEN International Workshop on New Developments and Prospects for Futrue of Mossbauer Spectroscopy (IWMS2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Comparison of μSR Spectra for Tripyrazolylmethane Iron(II) Spin-Crossover Complexes to Investigate Spin Dynamics (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Okazawa, H. Kobayashi, I. Watanabe, I. Kawasaki, N. Kojima
  • 学会等名: 2nd RIKEN SyMPOSIUM
  • 国際学会
• [学会発表] Magneto-Structural Relationship on Metal Complexes Using Dual Radical Chelate Ligand Showing Ground Triplet State (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Okazawa, T. Ishida, N. Kojima
  • 学会等名: 43rd International Conference on Coodination Chemistry (ICCC2018)
  • 国際学会
• [備考] 個人HP
  • URL: https://sites.google.com/view/okazawa/
• [備考] 東京大学大学院総合文化研究科・小島研究室HP
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/kojimalab/index.html