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2022 年度 実績報告書

ホストーゲスト間電子移動に基づくゲスト応答型多孔性分子格子材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K18925
研究機関東北大学

研究代表者

宮坂 等  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50332937)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワードホストーゲスト相互作用 / 電荷移動型錯体格子 / 磁気変換 / 多孔性材料 / ヨウ素
研究実績の概要

本挑戦的研究では、「特定のゲスト分子に対して電気的・磁気的信号を発信するゲスト応答型多孔性分子材料」の開発を目指し、酸化還元活性なゲスト分子に対してホスト-ゲスト間電子移動を起こす多孔性分子格子を創製することを目的としている。電荷移動型の錯体格子としては、これまで当研究室で研究展開されてきた水車型のルテニウム二核(II,II)錯体(電子ドナー;D)とTCNQ誘導体(電子アクセプター;A)からなるD2A型二次元層状材料をターゲットにした。昨年から始めた研究であり、昨年の実績報告書でも触れたが、一電子移動型D2A-MOF(ゲストフリー体はTN = 84 Kの反強磁性体)を開発し、ヨウ素を反応させることにより、常磁性体に変換する磁気相変換を見出した。本系は、加熱脱気することにより元のゲストフリー体に戻る(磁気相スイッチング)。本研究について本年論文として発表された。これは、ホストーゲスト間電子移動により磁気相変換を実現した初めての例であり、本研究者が提案した4つの磁気相変換機構のうちの1つである。本成果は、東北大学からプレスリリースを行った。
高活性なホスト格子D2A-MOFの開発を目指し、R基置換型2-hydroxypuridinate (R-hp)を架橋配位子とする様々なルテニウム二核(II,II)錯体を配位子置換基を変えて合成することにより、新たな電子ドナーの開発を行った。Hp系の[Ru2]錯体は、カルボン酸架橋水車型錯体と比べて非常に酸化されやすい(ルテニウム二核(II,III)錯体を作りやすい、すなわち高い電子ドナー性をもつ)。今回、5位にニトロ基を付した(2,2)配位形態が比較的Ru二核(II,II)錯体を安定化することが明らかとなった。新たな電子ドナーとして期待される。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Role of intramolecular hydrogen bonding in the redox chemistry of hydroxybenzoate-bridged paddlewheel diruthenium(II,II) complexes2022

    • 著者名/発表者名
      Kosaka Wataru、Watanabe Yudai、Aliyah Kinanti Hantiyana、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 51 ページ: 85~94

    • DOI

      10.1039/d1dt03791a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Host-Guest Electron Transfer Mechanism for Magnetic and Electronic Modifications in a Redox‐Active Metal-Organic Framework2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Jun、Kosaka Wataru、Kitagawa Yasutaka、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 ページ: e202115976(1~9)

    • DOI

      10.1002/anie.202115976

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crucial Contribution of Polarity for the Bulk Photovoltaic Effect in a Series of Noncentrosymmetric Two-Dimensional Organic-Inorganic Hybrid Perovskites2022

    • 著者名/発表者名
      Huang Po-Jung、Taniguchi Kouji、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 34 ページ: 4428~4436

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.2c00094

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheses, Structures, and Properties of Coordination Polymers with 2,5-Dihydroxy-1,4-Benzoquinone and 4,4′-Bipyridyl Synthesized by In Situ Hydrolysis Method2022

    • 著者名/発表者名
      Yamazui Daiki、Uchida Kaiji、Koyama Shohei、Wu Bin、Iguchi Hiroaki、Kosaka Wataru、Miyasaka Hitoshi、Takaishi Shinya
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 7 ページ: 18259~18266

    • DOI

      10.1021/acsomega.1c07077

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Stabilization of Low Valency in a Homoleptic ortho-Hydroxybenzoate-bridged Paddlewheel Diruthenium(II,II) Complex2022

    • 著者名/発表者名
      Kosaka Wataru、Watanabe Yudai、Itoh Chisa、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 ページ: 731~734

    • DOI

      10.1246/cl.220195

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Considerations on Gated CO2 Adsorption Behavior in One-Dimensional Porous Coordination Polymers Based on Paddlewheel-Type Dimetal Complexes: What Determines Gate-Opening Temperatures?2022

    • 著者名/発表者名
      Kosaka Wataru、Zhang Jun、Watanabe Yudai、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 61 ページ: 12698~12707

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.2c01734

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral weak ferromagnets formed in one-dimensional organic-inorganic hybrid manganese chloride hydrates2022

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Kouji、Huang Po-Jung、Kimura Shojiro、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 51 ページ: 17030~17034

    • DOI

      10.1039/d2dt02928f

    • 査読あり
  • [学会発表] 多孔性錯体格子材料と物性科学―低次元金属錯体格子の電荷とスピンを操る2022

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      熊本大学講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase Swichable Porous Magnets2022

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      8th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC8)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Manipulation of Charge and Spin in Metal-Organic Frameworks2022

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      The 73rd Yamada Conference and IMR International Symposium 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Manipulation of Charge and Spin in Metal-Organic Frameworks2022

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      IROAST International Symposium: Japn-Korea International Joint Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Switchable Porous Magnets (1): Inter-layer distance dependency in porous layered magnets tuned by common gas adsorptions2022

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      Spins in Molecular System: Experiment, Theory and Application-II (SiM-2)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Switchable Porous Magnets (2): Manipulation of Charge and Spin in Metal-Organic Frameworks2022

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      2nd Asian Conference on Molecular Magnetism (ACMM II)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Switchable Porous Magnets (3): Paramagnetic O2 mediates magnetic long-range ordering2022

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      Modern Trends in Molecular Magnetism (MTMM 3)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Switchable Porous Magnets: Manipulation of Charge and Spin in Metal-Organic Frameworks2022

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      2022 Nankai Mini-Symposium on Advanced Materials
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 宮坂研HP

    • URL

      http://www.miyasaka-lab.imr.tohoku.ac.jp/index.html

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公開日: 2023-12-25  

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