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2019 年度 実績報告書

錯体分子集積による複合アニオン型極性物質群の合成と機能創発

公募研究

研究領域複合アニオン化合物の創製と新機能
研究課題/領域番号 19H04701
研究機関九州大学

研究代表者

大谷 亮  九州大学, 理学研究院, 准教授 (30733729)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード配位高分子 / 分子集積
研究実績の概要

本年度は、ナイトライドアニオン(N3-)、シアノアニオン(CN-)から成る五配位構造の極性錯体分子 [CrN(CN)4]2- あるいは [ReN(CN)4]2- を最小単位として、室温で分子集積することで、K2[CrN(CN)4].H2O と K2[ReN(CN)4].H2O の単結晶の作成とそれらの構造解析に成功した。Mn 類縁体と同系の構造であり、錯体分子が一次元に集積した極性構造であった。極性についてはSHG測定からも確認した。また、K2[CrN(CN)4].H2O 単結晶試料を用いて磁気的特性の評価を行ったところ、一次元鎖内に強磁性的相互作用を有している一方で、2Kまで相転移は示さなかった。
さらに、一次元鎖内の電子状態制御を目的として、d2金属中心をもつ K2[MnN(CN)4].H2O とd1金属中心をもつ K2[CrN(CN)4].H2O の固溶体を合成した。まだすべての割合の合成を完了したわけではないが、これまでの検討から Mn と Cr 化合物の中間の構造をとっており、固溶化できていることが示された。また興味深いことにIRスペクトルでは、シアノ基のstretching modeは2種類観測された一方で、金属とナイトライドイオン三重結合のピークは一種類しか観測されなかった。これは、一次元鎖構造内は固溶化による特異な電子状態をとっていることを示唆している。更に、色の変化も観測されたため、拡散反射スペクトル測定を行ったところ固溶化によるスペクトルの変化が観測された。現在、DFT計算も用いて電子状態解析を行っているところである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまで明らかにしていたMn化合物に加えて、類縁体Cr、Re一次元鎖の結晶構造を明らかにすることができた。すべて結晶化手法が異なっており、大きな単結晶を得る方法を確立できたことは、今度の機能評価を進める上で極めて重要な結果であると考えている。また、Cr 化合物の磁気挙動と構造相関も明らかにした。磁気構造については更なる評価が必要となるが、極性構造と磁気特性を併せ持つ物質であり、機能性分子材料開発の重要な指針が得られつつあると考えられる。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今後は、固溶体の精密な結晶構造を明らかにするために、粉末試料のシンクロトロンでのX線回折測定を予定している。また、Cr化合物の中性子回折測定による一次元磁気構造の解明および、Re化合物の発光機能評価を行っていく予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] シドニー大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      シドニー大学
  • [雑誌論文] Homo- and Heterosolvent Modifications of Hofmann-Type Flexible Two-Dimensional Layers for Colossal Interlayer Thermal Expansions2019

    • 著者名/発表者名
      Ohtani Ryo、Yanagisawa Junichi、Matsunari Hiromu、Ohba Masaaki、Lindoy Leonard F.、Hayami Shinya
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 ページ: 12739~12747

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b01660

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Slow Magnetic Relaxation Triggered by a Structural Phase Transition in Long-Chain-Alkylated Cobalt(II) Single-Ion Magnets2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Fumiya、Ohtani Ryo、Nakamura Masaaki、Lindoy Leonard F.、Hayami Shinya
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 ページ: 7409~7415

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b00543

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Water‐Induced Breaking of the Coulombic Ordering in a Room‐Temperature Ionic Liquid Metal Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Hiraoka Tomoaki、Ohtani Ryo、Nakamura Masaaki、Lindoy Leonard F.、Hayami Shinya
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 25 ページ: 7521~7525

    • DOI

      10.1002/chem.201900069

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Weak ferromagnetism derived from spin canting in an amido-bridged homochiral Mn(iii) 1-D coordination polymer2019

    • 著者名/発表者名
      Kusumoto Sotaro、Koga Atsushi、Kobayashi Fumiya、Ohtani Ryo、Kim Yang、Lindoy Leonard F.、Hayami Shinya、Nakamura Masaaki
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 48 ページ: 8617~8622

    • DOI

      10.1039/C9DT00593E

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphorescence at Low Temperature by External Heavy‐Atom Effect in Zinc(II) Clusters2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Fumiya、Ohtani Ryo、Teraoka Saki、Yoshida Masaki、Kato Masako、Zhang Yingjie、Lindoy Leonard F.、Hayami Shinya、Nakamura Masaaki
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 25 ページ: 5875~5879

    • DOI

      10.1002/chem.201900343

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Consecutive oxidative additions of iodine on undulating 2D coordination polymers: formation of I-Pt-I chains and inhomogeneous layers2019

    • 著者名/発表者名
      Ohtani Ryo、Yamamoto Riho、Ohtsu Hiroyoshi、Kawano Masaki、Pirillo Jenny、Hijikata Yuh、Sadakiyo Masaaki、Lindoy Leonard F.、Hayami Shinya
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 48 ページ: 7198~7202

    • DOI

      10.1039/c8dt04624g

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Melting of a 1D cyanide-bridged coordination polymer2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ohtani
    • 学会等名
      7th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC7) (Kuala Lumpur, Malaysia)
    • 国際学会
  • [学会発表] Ionic liquid metal complexes consisting of tetracyano-metalate units2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ohtani
    • 学会等名
      第69回錯体化学討論会(名古屋大学・名古屋)
  • [学会発表] Control of structural distortions for polar materials2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ohtani
    • 学会等名
      the Symposium of Functional Coordination Chemistry 2019 (Sun Yet-Sen university, Guangzhou, China)
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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