T項を基底項とする遷移金属多核錯体の磁気解析と磁気異方性制御

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K05445
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 崎山 博史 山形大学, 理学部, 教授 (20253396)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: スピン軌道相互作用 / 磁化率・磁化同時解析 / 磁気解析ソフトウェア / 多核コバルト(II)錯体 / 一次元鎖状錯体

研究実績の概要

T項基底の金属錯体は、スピン軌道相互作用のため、対称性に依存した特異な磁気挙動を示す。正八面体型単核錯体については1960年代に理論が確立したが、多核錯体や対称性が異なる錯体については難問が残されていた。難問の一つは、対称性により基底T項の分裂だけでなく励起項の分裂をも考慮しなければならない場合があることであったが、最終年度にこの問題の一部を解決することができた。最終年度の成果として、2T2項基底の錯体において励起項をも考慮した理論式を導出しバナジウム(IV)錯体の磁気解析結果を論文発表することができた。この理論式は、正八面体型以外の対称性で軌道角運動量が残る場合に適用可能である。励起項が直接かかわる基底T項錯体の磁性はこれまで解析不可能であったが、今回の成功はこのような磁気解析を可能にする点に大きな意義がある。
最終年度のもう一つの成果は、4T1項の一次元鎖状錯体の磁化率の理論式を導き、一次元高スピンコバルト(II)錯体の磁気解析に成功したことである。完全な永年行列方程式を解く方法では一次元錯体を取り扱うことができないが、単核錯体のゼーマンエネルギーを用いて一次元錯体の磁性を表現することで理論式を導くことができた。
研究期間全体を通して、それまで導出されていなかった3T1項と5T2項のアキシャル対称での理論式を導出し論文発表した。これによって、すべてのT項の理論式が導出できたことになる。単核T項錯体の理論式を導く意義は、結果を組み合わせることで、自在に多核錯体に拡張できることである。この方法は、計算コストの点で行列方程式を解く方法よりも格段に勝っており、核数の多い多核錯体の磁気解析に力を発揮できる点に最大の意義がある。本研究でおこなった磁化率・磁化同時解析ができる磁気解析ソフトウェア開発にも価値があり、多核コバルト(II)錯体をはじめとする種々の磁気解析に成功した。

研究成果

• [国際共同研究] Sichuan University of Sci. & Eng./Guangdong Medical University(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: Sichuan University of Sci. & Eng./Guangdong Medical University
• [国際共同研究] Indian Institute of Technology/University of Lucknow(インド)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: Indian Institute of Technology/University of Lucknow
• [雑誌論文] Photocatalytic and magnetic properties two new Co(II) cluster-based metal-organic frameworks (2020)
  • 著者名/発表者名: Shile Zhang, Lu Lu, Jing Wang, Xueyan Tan, Baichao An, Ayushi Singh, Abhinav Kumar, Hiroshi Sakiyama, Jun Wang
  • 雑誌名: Inorg. Chem. Commun. 巻: 111 ページ: 107563(1-5)
  • DOI: 10.1016/j.inoche.2019.107563
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Formation and Decomposition of Nickel(II) Complexes with Tridentate Aminoether or Aminoalcohol Ligands (2020)
  • 著者名/発表者名: Ryo Yamaguchi, Hiroshi Sakiyama
  • 雑誌名: Polyhedron 巻: 175 ページ: 114228(1-8)
  • DOI: 10.1016/j.poly.2019.114228
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detailed magnetic analysis and successful deepneural-network-based conformational prediction for [VO(dmso)5][BPh4]2 (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sakiyama, Takaaki Abiko, Kosuke Yoshida, Kaoru Shomura, Ryoji Mitsuhashi, Yoshiki Koyama, Masahiro Mikuriya, Masayuki Koikawa and Minoru Mitsumi
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 10 ページ: 9678-9685
  • DOI: 10.1039/d0ra00854k
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enumeration of Conformers for Octahedral fac/mer-[MX3(AB)3] and fac/mer-[MX3(ABC)3] Complexes on the Basis of Computational Group Theory (2019)
  • 著者名/発表者名: H. Sakiyama, K. Waki
  • 雑誌名: MATCH Commun. Math. Comput. Chem. 巻: 81 ページ: 593-602
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal Structure of a Mononuclear Iron(III) Complex, Crystal Structure of a Mononuclear Iron(III) Complex, Hexakis(dimethylsulfoxide-κO)iron(III) Tris(hexafluoridophosphate) (2019)
  • 著者名/発表者名: Kaoru SHOMURA, Ryoji MITSUHASHI, Masahiro MIKURIYA, Yusuke KATAOKA, Makoto HANDA, Hiroshi SAKIYAMA
  • 雑誌名: X-ray Structure Analysis Online 巻: 35 ページ: 31-32
  • DOI: 10.2116/xraystruct.35.31
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal Structure of [Mg(dmso)6][BPh4]2 and Formation Mechanism of the Conformer on the Basis of Conformational Analysis (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sakiyama, Kaoru Shomura, Misaki Ito, Katsushi Waki, Mikio Yamasaki
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 48 ページ: 10174-10179
  • DOI: 10.1039/C9DT02173F
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modular construction, magnetism and photocatalytic properties of two new metal-organic frameworks based on a semi-rigid tetracarboxylate ligand (2019)
  • 著者名/発表者名: Xin-Yu Ling, Jun Wang, Chunhua Gong, Lu Lu, Ashish Kumar Singh, Abhinav Kumar, Hiroshi Sakiyama, Qianqian Yang, Jianqiang Liu
  • 雑誌名: J. Solid State Chem. 巻: 277 ページ: 673-679
  • DOI: 10.1016/j.jssc.2019.07.029
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Paddlewheel-type Diruthenium(III,III) Tetrakis(2-aminopyridinate) Complexes with NIR Absorption Features: Combined Experimental and Theoretical Study (2019)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kataoka, Nanako Imasaki, Kazuki Arakawa, Natsumi Yano, Hiroshi Sakiyama, Tamotsu Sugimori, Minoru Mitsumi and Makoto Handa
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 48 ページ: 12421-12429
  • DOI: 10.1039/C9DT02271F
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enumeration of Conformers for Octahedral cis/trans-[MX4(AB)2] and cis/trans-[MX4(ABC)2] Complexes on the Basis of Computational Group Theory (2019)
  • 著者名/発表者名: H. Sakiyama, K. Waki
  • 雑誌名: MATCH Commun. Math. Comput. Chem. 巻: 82 ページ: 375-383
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal Structure of a Mononuclear Iron(II) Complex, Tris(1,10-phenanthroline-κ2N,N’)iron(II) Bis(hexafluoridophosphate) (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryusei HOSHIKAWA, Ryoji MITSUHASHI, Masahiro MIKURIYA, Hiroshi SAKIYAMA
  • 雑誌名: X-ray Structure Analysis Online 巻: 35 ページ: 67-68
  • DOI: 10.2116/xraystruct.35.67
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Redox active mixed-valence hexamanganese double-cubane complexes supported by tetravanadates (2019)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Maruyama, Akimi Namekata, Hiroshi Sakiyama, Yuji Kikukawa and Yoshihito Hayashi
  • 雑誌名: New Journal of Chemistry 巻: 43 ページ: 17703-17710
  • DOI: 10.1039/C9NJ02437A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Timesaving for Conformational Analysis by Machine Learning (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sakiyama
  • 雑誌名: J. Comput. Chem. Jpn. 巻: 18 ページ: 150-151
  • DOI: 10.2477/jccj.2019-0020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 生体膜類似構造を有する高分子ナノシート電解質の２次元プロトン伝導 (2019)
  • 著者名/発表者名: 塚本 真由・松井淳・崎山博史・山本俊介・宮下徳治・三ツ石方也
  • 学会等名: 第68回高分子学会年次大会
• [学会発表] マシンラーニングによる配座解析の時間短縮 (2019)
  • 著者名/発表者名: 崎山博史
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会2019年春季年会
• [学会発表] Synthesis and properties of [VO(dmf)5][PF6]2 complex (2019)
  • 著者名/発表者名: Shohei Yamamoto, Hiroshi Sakiyama
  • 学会等名: 2019年度化学系学協会東北大会
• [学会発表] Preparation of mononuclear and dinuclear iron(III) complexes with phenanthroline (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryusei Hoshikawa, Kosuke Yoshida, Ryoji Mitsuhashi, Masahiro Mikuriya, Hiroshi Sakiyama
  • 学会等名: 2019年度化学系学協会東北大会
• [学会発表] Structureandmagneticpropertiesof1Doctahedralhigh-spincobalt(II)complex (2019)
  • 著者名/発表者名: HiroshiSakiyama,KeiseiTakahashi,YusukeKataoka, Makoto Handa, Mikio Yamasaki
  • 学会等名: 錯体化学会第69回討論会
• [学会発表] SlowMagneticRelaxationinTetracoordinatedCobalt(II)ComplexeswithOne-DimensionalHydrogen-BondedNetworks (2019)
  • 著者名/発表者名: RyojiMitsuhashi, SatoshiHosoya, TakayoshiSuzuki, Yukinari Sunatsuki, Hiroshi Sakiyama, Masahiro Mikuriya
  • 学会等名: 錯体化学会第69回討論会
• [学会発表] アミノピリジン架橋パドルホイール型ルテニウム(III)二核錯体の合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今崎那奈子, 片岡 祐介, 矢野 なつみ, 崎山 博史, 杉森 保, 満身 稔, 半田 真
  • 学会等名: 錯体化学会第69回討論会
• [学会発表] 近赤外吸収特性を有するアミノピリジン架橋ルテニウム(Ⅲ)二核錯体の置換基効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今崎那奈子・矢野なつみ・崎山博史・満身稔・半田真・片岡祐介
  • 学会等名: 2019年日本化学会中国四国支部大会 徳島大会
• [備考] 崎山研究室
  • URL: http://hp.vector.co.jp/authors/VA013549/saki/indexj.html
• [備考] Homepage of MagSaki
  • URL: http://hp.vector.co.jp/authors/VA013549/saki/mstop.html
• [備考] Hiroshi Sakiyama ResearchGate
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Hiroshi_Sakiyama