酸化還元活性な多孔性配位骨格における特異的ガス吸着と電子・磁気物性の制御

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26810029
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高坂 亘 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70620201)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 配位高分子 / 多孔性金属錯体 / 誘電応答 / 吸着選択性 / 分子磁性体 / ルテニウム / 強磁性体 / 多孔性磁石

研究実績の概要

平成２8年度はまず，研究室レベルで簡易的に，温度・ガス雰囲気制御下で粉末X線回折測定を行うためのシステムの設計・構築を行った．完成したシステムを用いることで，これまで放射光施設まで出向して測定を行っていたガス雰囲気下における化合物の構造解析を，より効率的に行うことが可能となった．
前年度までの結果を基とした新たな展開として，選択的に一酸化窒素（NO）を吸着する一次元鎖状錯体[{Ru2(4-Cl-2-MeOPhCO2)4}(phz)]（Comp-0）に対し，より高い電子供与能を持つルテニウムユニット[Ru2(2-MeOPhCO2)4]をドープすることにより，NO吸着能の制御・向上を試みた．後者のルテニウムユニットからなる一次元鎖[{Ru2(2-MeOPhCO2)4}(phz)]（Comp-1）は，ガス吸着能を持たない事を一昨年に報告しているが， 50%程度まではガス吸着能を保ったまま，[Ru2(2-MeOPhCO2)4]ユニットをComp-0にドープ出来ることが分かった．また，ドープの結果，NO吸着量の増大が観測された．ルテニウムユニットでは，架橋カルボン酸を変えることによりユニットの電子供与能を自在に制御する事が可能であるが，これらのユニットを用いて得られた集積体が，気体分子との相互作用を得る上で適した構造になるとは限らない．しかしながら，本研究の”固溶体アプローチ法”を用いることにより，より柔軟に，吸着選択機能性の設計が実現可能であることが示された．
これまでの研究を通して，当初のターゲットであった鎖状錯体に限らず，興味深い構造や物性（磁気相転移・中性-イオン性転移・電荷秩序状態など）と多孔性（～ ガス吸蔵能）を併せ持つ化合物が見いだされており，この先に繋がる成果が得られた．

研究成果

• [雑誌論文] In Situ Reversible Ionic Control for Non-Volatile Magnetic Phases in a Donor/Acceptor Metal-Organic Framework (2017)
  • 著者名/発表者名: Kouji Taniguchi, Keisuke Narushima, Hajime Sagayama, Wataru Kosaka, Nanami Shito, Hitoshi Miyasaka
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 27 ページ: 1604990 (1-10)
  • DOI: 10.1002/adfm.201604990
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Built-in TTF-TCNQ charge-transfer salts in p-stacked pillared layer frameworks (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Sekine, Masanori Tonouchi, Taiga Yokoyama, Wataru Kosaka, Hitoshi Miyasaka
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1039/C7CE00492C
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Trans-heteroleptic carboxylate-bridged paddlewheel diruthenium(II,II) complexes with 2,6-bis(trifluoromethyl)benzoate ligands (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Sekine, Wataru Kosaka, Hirohisa Kano, Changxiao Dou, Taiga Yokoyama, Hitoshi Miyasaka
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 45 ページ: 7427-7434
  • DOI: 10.1039/c6dt00569a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of NO Uptake in Flexible Ru Dimer Chain Compounds with Highly Electron-Donating Dopants (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Zhang, Wataru Kosaka, Hiroki Fukunaga, Susumu Kitagawa, Masaki Takata, Hitoshi Miyasaka
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 55 ページ: 12085-12092
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6b02349
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 中性・イオン性転移を示す一次元鎖状錯体におけるゲスト分子吸脱着による転移制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋優介・鳴島佳祐・西尾正樹・高坂亘・関根良博・谷口耕治・宮坂等
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-19
• [学会発表] Gas-responsive Porous Magnet of a Layered Assembly of Paddlewheel-type Diruthenium Unit and TCNQ (2017)
  • 著者名/発表者名: Wataru KOSAKA, Zhaoyuan Liu, Jun ZHANG, Hitoshi MIYASAKA
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: Hiyoshi campus, Keio University, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-19
• [学会発表] 新規一次元集積錯体におけるゲスト分子に依存した中性・イオン性転移 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋優介・鳴島佳佑・西尾正樹・関根良博・高坂 亘・谷口耕治・宮坂 等
  • 学会等名: 第66回錯体化学討論会
  • 発表場所: 福岡大学 七隈キャンパス
  • 年月日: 2016-09-10 – 2016-09-12
• [学会発表] Selective guest adsorption and electric/magnetic functionality on redox-active coordination frameworks composed of paddlewheel-type Ruthenium dimer (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru KOSAKA, Jun ZHANG, Yoshihiro SEKINE, Koji TANIGUCHI, Hitoshi MIYASAKA
  • 学会等名: The 1st Japan-Autralia Joint Symposium on Coordination Chemistry (Jointsymposium with Post-ICMM Symposium: State of the Art in Bistable Magnetic Molecules)
  • 発表場所: Fukuoka University, Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2016-09-08 – 2016-09-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Electronic State Modulation via Solvation/Desolvation Process in a Layered Ferrimagnet Composed of Paddlewheel [Ru2] Units and TCNQ (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Zhang, Wataru Kosaka, Yoshihiro Sekine, Kouji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
  • 学会等名: The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets
  • 発表場所: Sendai International Center, Sendai, Japan
  • 年月日: 2016-09-04 – 2016-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] Desigh of metal-organic frameworks possessing a strong donor characteristic and the control of their physical properties (2016)
  • 著者名/発表者名: Changxiao Dou, Wataru Kosaka, Yoshihiro Sekine, Kouji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
  • 学会等名: The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets
  • 発表場所: Sendai International Center, Sendai, Japan
  • 年月日: 2016-09-04 – 2016-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] In situ Magnetic and Dielectric monitoring of Selective NO adsorption from a Gate-Open-Type Chain Bundle to an NO-Adducted Isomers (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru KOSAKA, Jun ZHANG, Yoshihiro SEKINE, Koji TANIGUCHI, Hitoshi MIYASAKA
  • 学会等名: The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets
  • 発表場所: Sendai International Center, Sendai, Japan
  • 年月日: 2016-09-04 – 2016-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] Neutral-Ionic transition in a 1-D chain complex depending on guest molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Takahashi, Keisuke Narushima, Masaki Nishio, Yoshihiro Sekine, Wataru Koasaka, Kouji Taniguchi, and Hitoshi Miyasaka
  • 学会等名: Rising Star Pre-ICMM
  • 発表場所: 東北大学，片平キャンパス
  • 年月日: 2016-09-03 – 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Guest-induced modification of a ferrimagnetic coordination network composed of paddlewheel [Ru2] units and TCNQ (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Zhang, Wataru Kosaka, Yoshihiro Sekine, Kouji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
  • 学会等名: Rising Star Pre-ICMM
  • 発表場所: 東北大学，片平キャンパス
  • 年月日: 2016-09-03 – 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Desigh of metal-organic frameworks possessing a strong donor characteristic and the control of their physical properties (2016)
  • 著者名/発表者名: Changxiao Dou, Wataru Kosaka, Yoshihiro Sekine, Kouji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
  • 学会等名: Rising Star Pre-ICMM
  • 発表場所: 東北大学，片平キャンパス
  • 年月日: 2016-09-03 – 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] A 2D Layered [Ru2]2TCNQ Magnet with Solvent-Induced Tc Switching from 9 to 99 K (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Zhang, Wataru Kosaka, Yoshihiro Sekine, Kouji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
  • 学会等名: SMS2016
  • 発表場所: 東北大学，片平キャンパス
  • 年月日: 2016-05-18 – 2016-05-20
  • 国際学会
• [学会発表] Desigh of Metal-organic Frameworks Possessing a Strong Donor Characteristic and the Control of their Physical Properties (2016)
  • 著者名/発表者名: Changxiao Dou, Wataru Kosaka, Yoshihiro Sekine, Kouji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
  • 学会等名: SMS2016
  • 発表場所: 東北大学，片平キャンパス
  • 年月日: 2016-05-18 – 2016-05-20
  • 国際学会
• [図書] Molecular Magnetic Materials: Concepts and Applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Sekine, Wataru Kosaka, Kouji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
  • 総ページ数: 512 (369-404)
  • 出版者: Wiley-VCH
• [備考] Publication
  • URL: http://www.miyasaka-lab.imr.tohoku.ac.jp/cn3/publication.html