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2011 年度 実績報告書

安定高スピンπ電子系の創出と物性開拓

公募研究

研究領域高次π空間の創発と機能開発
研究課題/領域番号 23108717
研究機関大阪市立大学

研究代表者

鈴木 修一  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (80433291)

キーワード開殻π電子系 / 高スピン分子 / ラジカルカチオン
研究概要

最近、開殻π電子系分子が、分子性磁石、光電導性、二次電池の活物質等の新たな分子エレクトロニクス材料として注目を浴びている。申請者らは非常に大きな正の交換相互作用(2J>+300K)を有する三重項π電子の合成・単離に成功してきた。これら開発した開殻π電子系を利用することで、スピン情報を制御したエレクトロニクス・スピントロニクス材料となると申請者は考えている。本研究では、これまでの申請者の研究を発展した、(課題1)超強磁性的相互作用を持つ高スピンπ電子系の創成、(課題2)新規トリメチレンメタン型高スピンπ電子系の創成、(課題3)酸化還元による高スピンπ電子系の創成、の研究を行っている。本年度の成果に関して、以下に示す。
課題1に関して、本研究者らが設計した異種ニトロキシド連結体の合成法を鍵としていくつかの基底三重項分子の合成した。置換基を適切に変換することにより、分子内の交換相互作用が2J>+2000Kを有する安定な基底三重項分子の合成、単離、結晶化に成功した。
課題2に関して、ホウ素に二つまたは三つの電子豊富なπ電子系を導入した分子の合成に成功した。さらに、化学酸化することでラジカルカチオン種の合成に成功した。現在、ジラジカルジカチオン種の合成を検討している。
課題3に関して、トリオキシトリフェニルアミンに三つのニトロキシドラジカルを導入した分子において、分子内の交換相互作用が、中性状態での反強磁性的、ラジカルカチオン状態で強磁性的となる新しいスピンスイッチ系の構築に成功した。また、ジヒドロフェナジンに二つのニトロキシドラジカルを導入した系において、そのトリラジカルカチオン体の合成、単離、結晶化に成功した。現在、詳細な物性測定を行っている。

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

目標としている分子の合成、単離、結晶化に成功した。また、磁化率の測定も行い、構造と物性の相関を明らかにすることもできている。

今後の研究の推進方策

今年度、設計したいくつかの安定高スピン分子の合成には成功した。一方で、典型元素導入型トリメチレンメタン誘導体の合成に関して、高スピン種の発生に至っていない。ラジカルカチオン種の合成、単離、結晶化には成功しているので、その構造から情報を得て、高スピン種発生に向けた分子の設計、合成を試みる。また、高スピン分子を用いたデバイスを考えている。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] Synthesis and properties of Zn-porphyrin with bipyridine-terminated side chains : large conformational change induced by metal complexation2012

    • 著者名/発表者名
      小嵜正敏・岡田惠次, 他
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 53 ページ: 309-312

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2011.11.041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trinitroxide-trioxytriphenylamine : Spin State Conversion from Triradical Doublet to Diradical Cation Triplet by Oxidative Modulation of a pi-Conjugated System2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一・小嵜正敏・岡田惠次, 他
    • 雑誌名

      Angew.Chem., Int.Ed.

      巻: 51 ページ: 3193-3197

    • DOI

      10.1002/anie.201107265

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heteroatom Functionalization of Phenalenyl : Synthesis, Structures, and Properties of Hexa-substituted Phenalenyliums2011

    • 著者名/発表者名
      上田顕・鈴木修一・森田靖, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Org.Chem.

      巻: 24 ページ: 952-959

    • DOI

      10.1002/poc.1916

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Light-Harvesting Antenna with Multi-Porphyrin Cascade2011

    • 著者名/発表者名
      上友淳弘・小嵜正敏・岡田惠次, 他
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 ページ: 13276-13279

    • DOI

      10.1021/ja2050343

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress in controlling photophysical processes of donor-acceptor arrays involving perylene diimides and boron-dipyrromethenes2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一・小嵜正敏・岡田惠次, 他
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol.C

      巻: 12 ページ: 269-292

    • DOI

      10.1016/j.jphotochemrev.2011.10.001

    • 査読あり
  • [学会発表] キラル中心直結型ニトロニルニトロキシド誘導体の合成と物性2012

    • 著者名/発表者名
      谷本理勇, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉・矢上キャンパス・神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] ニトロニルニトロキシドラジカルのC2アニオン配位型金属錯体の合成2012

    • 著者名/発表者名
      横井宙是, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉・矢上キャンパス・神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] ビス(フェノチアジニル)ボランアミンおよび類縁体:中性種および酸化体の合成と構造2012

    • 著者名/発表者名
      吉田考平, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉・矢上キャンパス・神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] ニトロニルニトロキシドが直接連結した単核および二核白金錯体の合成と性質2012

    • 著者名/発表者名
      張〓, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉・矢上キャンパス・神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] 安定な開殼π電子系集積分子の合成と物性解明2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉・矢上キャンパス・神奈川(招待講演)
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] ビス(フェノチアジニル)ボランアミン類縁体の合成と性質2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一, 他
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第7回公開シンポジウム
    • 発表場所
      メルパルク松山・愛媛
    • 年月日
      20120314-20120315
  • [学会発表] Stable Open-shell pi-Electronic System : Magnetic Properties of Trinitroxide-trioxytriphenylamine in Neutral and Cationic States2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一, 他
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第3回国際シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場・茨城
    • 年月日
      20111118-20111119
  • [学会発表] Synthetic Studies on Stable High-spin p-Electronic Compounds with Large Intramolecular Exchange Interactions2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一, 他
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第4回若手研究会
    • 発表場所
      物質・材料研究機構千現地区・茨城
    • 年月日
      20111117-20111118
  • [学会発表] Stable Bisnitroxides with Large Exchange Interactions2011

    • 著者名/発表者名
      岡田惠次
    • 学会等名
      The Fifth Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場・兵庫
    • 年月日
      20111113-20111116
  • [学会発表] Trinitroxide-trioxytriphenylamine : Redox and Magnetic Properties in Neutral and Cationic States2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一
    • 学会等名
      The Fifth Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場・兵庫
    • 年月日
      20111113-20111116
  • [学会発表] Synthesis of Bis(nitronyl-nitroxides)-substituted Dihydrophenazine Radical Cation with Quartet Ground State2011

    • 著者名/発表者名
      永田充輝
    • 学会等名
      The Fifth Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場・兵庫
    • 年月日
      20111113-20111116
  • [学会発表] Triphenothiazinylborane : Syntheses, Structures, and Redox Properties2011

    • 著者名/発表者名
      吉田考平
    • 学会等名
      The Fifth Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場・兵庫
    • 年月日
      20111113-20111116
  • [学会発表] Syntheses and Redox Properties of Pincer-Type Platinum Complex Directly Linked to Nitronyl Nitroxide2011

    • 著者名/発表者名
      張〓
    • 学会等名
      The Fifth Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場・兵庫
    • 年月日
      20111113-20111116
  • [学会発表] Spin-state Switching Property of Trinitroxide-trioxytriphenylamine from Triradical Doublet to Diradical Cation Triplet2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一, 他
    • 学会等名
      MDF International Workshop : Open-shell Organic Molecules ; Synthesis and Electronic Structure Freedom
    • 発表場所
      梅田スカイビル・大阪(招待講演)
    • 年月日
      20111007-20111008
  • [学会発表] Properties of (Nitronyl Nitroxide)-(Pincer-type Platinum Complex) Dyad2011

    • 著者名/発表者名
      張〓, 他
    • 学会等名
      MDF International Workshop : Open-shell Organic Molecules ; Synthesis and Electronic Structure Freedom
    • 発表場所
      梅田スカイビル・大阪
    • 年月日
      20111007-20111008
  • [学会発表] High-spin Ground State Triradical Cation : Synthesis and Properties of Bis(Nitronyl-nitroxides)-substituted Dihydrophenazine2011

    • 著者名/発表者名
      永田充輝, 他
    • 学会等名
      MDF International Workshop : Open-shell Organic Molecules ; Synthesis and Electronic Structure Freedom
    • 発表場所
      梅田スカイビル・大阪
    • 年月日
      20111007-20111008
  • [学会発表] Structures and Properties of Triphenothiazinylborane and its Radical Cation2011

    • 著者名/発表者名
      吉田考平, 他
    • 学会等名
      MDF International Workshop : Open-shell Organic Molecules ; Synthesis and Electronic Structure Freedom
    • 発表場所
      梅田スカイビル・大阪
    • 年月日
      20111007-20111008
  • [学会発表] ビス(ニトロニルニトロキシド)置換ジヒドロフェナジンラジカルカチオンの合成と磁気的性質2011

    • 著者名/発表者名
      永田充輝, 他
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場・茨城
    • 年月日
      20110921-20110923
  • [学会発表] (ジアリールアミノ)ボラン中性種および酸化体の合成と性質2011

    • 著者名/発表者名
      吉田考平, 他
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場・茨城
    • 年月日
      20110921-20110923
  • [学会発表] 安定中性ラジカル導入型白金錯体の合成と構造2011

    • 著者名/発表者名
      張〓, 他
    • 学会等名
      錯体化学会第61回討論会
    • 発表場所
      岡山理科大学・岡山
    • 年月日
      20110917-20110919
  • [学会発表] 安定高スピンπ電子系の創出と物性開拓2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター・愛知
    • 年月日
      20110714-20110715
  • [学会発表] Redox Switching Properties of Trinitroxide-Substituted Trioxytriphenylamine2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一
    • 学会等名
      The 16th Osaka City University International Symposium on Dynamic Molecular Devices
    • 発表場所
      大阪市立大学・大阪(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-09

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公開日: 2013-06-26  

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