課題番号 ：S-17-MS-1045
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：様々な軸配位子を有する鉄(III)コロール二量体の構造および磁気的性質
Program Title (English) ：Structures and Magnetic Properties of Iron(III) Corrole Dimers with Axial Ligands
利用者名（日本語） ：井手 雄紀1)
Username (English) ：Y. Ide1)
所属名（日本語） ：1) 島根大学大学院総合理工学研究科
Affiliation (English) ：1) Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Shimane University

１．概要（Summary ）
コロールは、ポルフィリン骨格(C20N4)からmeso-位の炭素の１つが欠損した環縮小ポルフィリノイド(C19N4)として知られており、ポルフィリンと同様の18π共役系芳香族化合物である。ポルフィリンは、中心金属イオンに対して２価の配位場を与えるが、コロールは３価の配位場を与える。そのため、大きく物性が異なる。
本研究では、鉄(III)コロール二量体の合成を行い、配位力の異なる様々な軸配位子を導入し、結晶構造および磁気的性質を明らかにすることを目的とする。軸配位子によって鉄(III)イオンの状態が変化し、金属間相互作用に大きな影響を与えることが予想される。鉄(III)コロール二量体の構造および磁気的性質を明らかにすることで、生体内における反応メカニズムの解明や高活性な触媒材料などの開発に対して新たな知見を与えることを期待する。
２．実験（Experimental）
X線結晶構造解析：　結晶生成した鉄(III)コロール二量体を分子科学研究所内の機器センター施設である単結晶X線回折装置Rigaku MERCURY CCD-1・R-AXIS IVおよびRigaku MERCURY CCD-2で測定し、結晶構造の検討を行った。
SQUID測定：　粉末状態の鉄(III)コロール二量体を分子科学研究所内の機器センター施設であるSQUID型磁化測定装置 Quantum Design MPMS-XL7およびQuantum Design MPMS-7で2-300Kの温度範囲、5000 Oeの固定磁場でDCスキャンモードにて測定を行い、磁化率および有効磁気モーメントの算出を行った。
３．結果と考察（Results and Discussion）
鉄(III)コロール二量体の粉末状態におけるSQUID測定により、2-300 Kでの磁化率および有効磁気モーメントの温度依存性プロットが得られた。配位力の異なる軸配位子の導入は、中心金属である鉄(III)イオンのスピン状態に大きな影響を与えることが分かった。軸配位子としてピリジンを有する場合、２つの鉄(III)イオンは、どちらもS = 3/2のスピン状態を示した。一方で、イミダゾールを有する場合、２つの鉄(III)イオンは、どちらもS = 1/2のスピン状態を示し、極低温下において金属間相互作用が生じており、シミュレーション結果から反強磁性相互作用であることが分かった。
４．その他・特記事項（Others）
なし。
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) Y. Ide, Y. Yamada, S. Mori and T. Ikeue, X-ray Struct. Anal. Online, Vol. 33（2017）p.p.25-27.
(2) Y. Ide, H. Hosoda, H. Ishimae, S. Mori and T. Ikeue, X-ray Struct. Anal. Online, Vol. 33（2017）p.p.49-51.
(3) Y. Ide, T. Kuwahara, S. Takeshita, R. Fujishiro, M. Suzuki, S. Mori, H. Shinokubo, M. Nakamura, K. Yoshino and T. Ikeue, J. Inorg. Biochem., Vol. 178（2018）p.p.115-124.
(4) T. Yoshida, K. Takahashi, Y. Ide, R. Kishi, J. Fujiyoshi, S. Lee, Y. Hiraoka, D. Kim, M. Nakano, T. Ikeue, H. Yamada and H. Shinokubo, Angew. Chem. Int. Ed., Vol. 57（2018）p.p.2209-2213.
６．関連特許（Patent）
なし。