有機ラジカル分子のフェリ磁性

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04242218
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 向井 和男 愛媛大学, 理学部, 教授 (70036193)
• 研究分担者: 長岡 伸一 愛媛大学, 理学部, 助教授 (30164403)
• キーワード: 有機ラジカル / 強磁性 / フエリ磁性 / 磁化率 / ESR / 結晶構造 / フエノキシルラジカル / ニトロキシドラジカル

研究概要

1)強磁性的交換相互作用を示す4種のPhenylgalvinoxylラジカル誘導体の発見
Galvinoxylラジカルは分子間に強磁性的交換相互作用(J>O)が働くことが見い出された最初の例として知られている。しかしながら、この分子はT=85Kで結晶構造の変化を起こし、それにともなってラジカルスピンは互いに対を作り、反磁性となってしまう。そこで、Galvinoxylラジカルと似た不対電子分布を有し、分子間に強磁性的交換相互作用が働くことが期待されるPhenylgalvinoxylラジカル類5種を合成し、その磁化率の温度変化(300〜55K)を測定した。4種のラジカルが正のWeiss温度(Q>0)を示し、分子間のJが正であることが明らかにされた。従って、今後、極低温領域での磁気的性質の測定に大いに興味がもたれる。
2)m-Phenylenebis(galvinoxyl)バイラジカルにおける強い分子間強磁性交換相互作用の出現
Galvinoxyラジカル分子がPhenylene基のメタ位で互いに大共役したバイラジカルを合成し、その磁化率(χM)の温度変化を測定した。T<1bokで、χMはCurie-Weissの法則からはずれ、T=72KでχMT=2,87K・emu/molとなった。バイラジカルの分子間に大きな正の交換相互作用が働き、少くともS=9/2のスピン状態を作り出していなければならないことになる。現在、詳細な研究を行っている。
3)有機ラジカルフエリ磁性体への試み
基底三重項分子として知られるYang'sバイラジカル(S=1)とニトロキシドモノラジカル(S=1/2)からなる混晶を作成し、その磁気的性質の研究を行った。ESRの測定結果から、これらの分子が互いに混じり合った混晶を作ることが明らかになった。現在、磁化率の測定を試みている。

研究成果

• [文献書誌] K.Mukai: "Anomalous Magnetic Property of Crystalline m-Phenylenebis(galvinoxyl)Biradical.An Evidence for the Strong Ferromagnetic Intermolecular Interaction in Biradical Crystal." Mol.Crys.Liq.Crys.(1993)
• [文献書誌] K.Mukai: "ENDOR Study of the Cation Radicals of Vitamin E Derivatives.Relation between Antioxidant Activity and Molecular Structure." Bull.Chem.Coc.Jpn.65. 2016-2020 (1992)
• [文献書誌] S.Nagaoka: "Investigation of the Lowest Excited Triplet States of 2(2'-Hydroxyphenyl)-benzothiazole and 2-(2'Hydroxyphenyl)-benzoxazole by Time-Resolved ESR and MO Calculations." Chem.Phys.Lett.192. 532-537 (1992)
• [文献書誌] K.Mukai: "Stopped-Flow Kinetic Study of Vitamin E Regeneration Reaction of Biological Hydroquinones(Reduced Forms of Ubiquinone, Vitamin K and Tocopherol Quinone)in Solution." J.Biol.Chem.267. 22277-22281 (1992)
• [文献書誌] S.Nagaoka: "Mechanism of Antioxidant Reaction of Vitamin E.Charde Transfer and Tunneling Effect in Proton-Transfer Reaction." J.Phys.Chem.96. 2754-2761 (1992)
• [文献書誌] S.Nagaoka: "Mechanism of Prooxidant Reaction of Vitamin E.Kinetic,Spectroscopic,and ab Initio Study of Proron-Transfer Reaction." J.Phys.Chem.96. 6663-6668 (1992)
• [文献書誌] K.Mukai: "Vitamin E in Health and Disease(Chapter 8)" Marcel Dekker,Inc, 1001 (1992)