ポーラロンを介した局在スピン整列系の構築

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09440237
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 菅原 正 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (50124219)
• キーワード: ニトロニルニトロキシド / ポリピロール / ESR / 三重項 / 交換相互作用

研究概要

ピロールのN-位、β-位に、それぞれ孤立スピンを担うニトロニルニトロキシド(NN)を置換した誘導体を合成した。これらNN置換ピロールをヨウ素酸化し、低温マトリックス中でESRを観測したところ、β-置換体について、ピロールが酸化されて生じたカチオンラジカルのπスピンと、NN上の孤立スピンとの相互作用に基づく三重項種が検出された。この三重項種は、ESRシグナルの温度依存性の測定結果から、基底状態であることが判明した。これに対し、N-置換体では、三重項種のシグナルが検出されなかった。
次に、N-置換体のピロールとNNの間にp-フェニレン基を導入したp-NNフェニルピロールを合成し、その酸化種について検討を行った。ESR測定の結果、この誘導体は基底三重項種を与えることが確認された。
さらに、これらの誘導体について分子軌道計算を行い、NNに局在化したSOMOと、分子全体に非局在化したHOMOからの一電子酸化により生じたSOMO'との間の交換相互作用に基づき、上述の相違が合理的に説明できることを明らかにした。
なお、これら安定ラジカル置換ピロールの重合反応性について、現在検討を行っている。

研究成果

• [文献書誌] T.Sugawara: "Molecular Magnetism:Present and Future" Mol.Cryst.Liq.Cryst. 305. 41-54 (1997)
• [文献書誌] J.Nakazaki: "Ground State Spin Multiplicity of Cation Diradicals Derived from Pyrroles Carrying Nitronyl Nitroxide" Mol.Cryst.Liq.Cryst. 306. 81-88 (1997)
• [文献書誌] H.Sakurai: "Preparation and Property of Ionic CT Complex of Dimethylamino Nitronyl Nitroxide with DDQ" Mol.Cryst.Liq.Cryst. 306. 415-421 (1997)
• [文献書誌] A.Izuoka: "Coexistence of Electric Conductivity and Magnetism in the Ion-Radical Salts of a Cross-Cyclophane Twin Donor" Mol.Cryst.Liq.Cryst. 306. 265-270 (1997)
• [文献書誌] J.Tanabe: "Structure and Property of Cross-Cyclophane Twin Donors" Mol.Cryst.Liq.Cryst. 296. 61-76 (1997)
• [文献書誌] M.M.Matsushita: "Hydrogen-Bonded Organic Ferromagnet" J.Am.Chem.Soc. 119. 4369-4379 (1997)
• [文献書誌] T.Sugawara: ""Chemical Transformation"in Functionality of Moleculer System I" Springer-Verlag,Tokyo Ed.S.Nagakura,K.Honda, 21 (1997)
• [文献書誌] T.Sugawara: ""Approach to Hyper-Structured High Spin Molecules"in Hyper-Structured Molecules I" Chemistry,Physics,and Applications Ed.H.Sasabe,Gordon and Breach Science Pub., 20 (in press)