パイ共役系架橋配位子の利用に基づく分子性強磁性金属を目指した遷移金属錯体の開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11136212
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 石田 尚行 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (00232306)
• 研究分担者: 野上 隆 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (80029280)
• キーワード: ピリミジン / 有機ラジカル / ドナー分子 / 磁気的相転移 / 分子性磁性体

研究概要

本研究では、強磁性かつ金属電導性を電子物性上の興味の中心に置き、さまざまな分子性材料の物質設計、創成、物性評価を行った。物質群の合成開発には複素環架橋配位子の錯形成能を高次元的集積化のよりどころとした。
キラルな結晶PM_2CoX_2(X=Cl,Br)およびPM_2FeCl_2錯体(PMはピリミジン)がそれぞれ5K、6K以下で反強磁性構造を有することを、中性子線回折より明らかにした。これらをキャント磁性体と考えると、キャント角は3Kでそれぞれ9°,6°であった。さらに、有機ラジカル置換基を有するピリミジン(4-PMNN)を架橋配位子に用いた企画では、有機πスピンと無機dスピンとのハイブリッド磁性体が得られた。CoCl_2(4-PMNN)_2は3.5K以下でフェリ磁性体であると考えられる。CuX_2(4-PMNN)(X=Cl,Br)では強磁性的カップリングが得られた。架橋共役アニオンとして、シアナミドアニオン、ジピリジルアミンアニオンを検討し、相転移温度が10Kないし20K級の磁性体を得た。
電荷移動による錯形成能を利用する目的で、ドナー部位を有する金属錯体の合成を進め、(qt)_2Ni(qtはキノリン-8-チオラート)が、そのものだけでワイス定数が正であることを見いだした。新規な骨格を有する有機ドナー分子テトラオキフブルバレン類を合成することができた。今後、そのイオンラジカル塩のカウンターアニオンに遷移金属スピンを導入する合成戦略は今後の課題である。

研究成果

• [文献書誌] D. Hashizume 他7名: "Dichlorobis(pyrimidine-N)cobalt(II) and its bromo derivative"Acta Crystallographica. C55. 1793-1797 (1999)
• [文献書誌] G. Maruta 他5名: "Solid-State High-Resolution 1H and 2D NMR Study of the Electron Spin Distribution of the Hydrogen-Bonded Organic Ferromagnetic Compound 4-Hydroxyimino-TEMPO"Journal of the American Chemical Society. 121. 424-431 (1999)
• [文献書誌] M. Nakagawa 他6名: "Intermolecular Ferromagnetic Interaction in the Crystal of a Dipheny Nitroxide Drivative. The Role of Spin-Polarized Hydrogen Atoms Located near a Neighboring N-O Site"Chemical Physics Letters. 302. 125-131 (1999)
• [文献書誌] F. Iwasaki 他7名: "TEMPO Radicals Showing Magnetic Interactions. I. 4-(4-Halobenzylideneamino)TEMPO and Related Compounds"Acta Crystallographica. B55. 231-245 (1999)
• [文献書誌] F. Iwasaki 他7名: "TEMPO Radicals Showing Magnetic Interactions. II. 4-(Benzylideneamino)TEMPO and Related Compounds"Acta Crystallographica. B55. 1057-1067 (1999)
• [文献書誌] Y. Miyazaki 他4名: "Low-Temperature Heat Capacities and Ferromagnetic Phase Transition of the Organic Free Radical Ferromagnet, 4-(4-Chlorobenzylideneamino)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl(CATMP)"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 73. 67-71 (2000)
• [文献書誌] T. Ishida 他3名: "Magnetic Phase Transition of Copper Complexes Containing dmit or TCNQ anion"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 335. 323-332 (1999)
• [文献書誌] R. Feyerherm 他3名: "Single Crystal Magnetic Susceptibility of 1-D[PM.Cu(NO_3)_2(H_2O)_2]n"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 334. 947-956 (1999)
• [文献書誌] T. Ishida 他7名: "Intermolecular Ferromagnetic Interaction in π-Conjugated Nitroxide Radical Crystals"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 334. 89-98 (1999)
• [文献書誌] M. Mito 他4名: "Pressure Effects of Organic Ferromagnetic Radical p=Cl-C_6H_4-CH=N-TEMPO"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 334. 323-332 (1999)
• [文献書誌] Y. Pontillon 他5名: "Spin Density of a Ferromagnetic Tempo Drivative"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 334. 359-367 (1999)
• [文献書誌] D. Shiomi 他9名: "Possible Superhigh-Spin Cluster in the Crystals of a Novel Nitronyl Nitroxide Radical as Studied by FT Pulsed ESR"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 335. 359-369 (1999)