次元交差領域における新規スピンチューブ金属錯体の創製とその物性探索

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J01421
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 橋口 良太 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Keywords: ハロゲン架橋遷移金属錯体 / 次元交差領域 / スピンチューブ / スピンラダー

Outline of Annual Research Achievements

本研究は1次元、2次元、3次元の次元交差領域に位置する新規のラダー型、チューブ型ニッケル錯体を、鋳型となるニッケル複核錯体をハロゲンで架橋することによりボトムアップ式で構築し、その構造及び物性を明らかにすることを目的とする。擬一次元ハロゲン架橋遷移金属錯体を構成要素とするこれらのニッケル錯体はスピンを有し、新奇の磁気物性発現が期待される。その物性評価によりいまだ発展過程にある次元交差領域における研究が実験、理論の両面において大きく進展することが見込まれる。
本年度はニッケルの空きサイトをキャップする配位子(キャッピング配位子)、架橋配位子の複数の組合せについて、溶媒、濃度等の条件を変えながらニッケル複核錯体の合成を試行し、さらに原料溶液に対してハロゲンの蒸気拡散、電解酸化の手法を用いることにより次元交差領域に位置するニッケル錯体の合成を試みた。種々の合成条件のスクリーニングの結果、3種の新規ニッケル二核錯体の合成に成功した。単結晶X線結晶構造解析の結果、キャッピング配位子として用いた三座配位子のジエチレントリアミンの配位様式が、架橋配位子の種類によりフェイシャル型とメリディオナル型に分かれることが見出された。ニッケルイオンをハロゲンで架橋してラダー型、チューブ型錯体を形成するにはメリディオナル型の配位様式の方が優位にあり、今回の結果は今後の実験における配位子選択の指針になると期待される。また研究の過程においてニッケルイオンが4,4'-アゾピリジンで架橋された2次元レイヤーが、互いにインターペネトレートした新規の多孔性配位高分子の合成にも成功した。こちらについては吸着特性およびその物性とのカップリングが期待される。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度においては、次元交差領域に位置するラダー型、チューブ型ニッケル錯体の合成にはまだ至らないものの、その鋳型となるニッケル二核錯体については3種の新規錯体の合成に成功した。また、目的とする錯体の合成過程において、2次元レイヤーが互いにインターペネトレートした興味深い構造の新規の多孔性配位高分子を得た。

Strategy for Future Research Activity

本年度はまず、昨年度得られた3種のニッケル二核錯体を中心にハロゲン架橋によるラダー型錯体の合成を目標とする。スピンチューブ合成に関しては、鋳型となるニッケル複核錯体について環状錯体にとらわれることなく、様々な形状の三核錯体、四核錯体についてハロゲン酸化を試み、次元交差領域に位置するニッケル錯体の合成を目指す。