Новости химической науки > органические магниты

Высокоспиновые полирадикалы в настоящее время изучаются особо интесивно, так как именно эти материалы рассматриваются как наиболее перспективные кандидатов на роль органических магнитных материалов. Преимущества органических макрорадикалов, представляющих собой одну органическую молекулу или макромолекулу, заключаются в том, что размеры форма и локализация радикального центра таких молекул может быть легко настроена. Методы современной макромолекулярной химии позволяют получать полимеры с двух- или трехразмерной топологией, представляющие собой глобулярные, дисковые или звездообразные наноразмерные структуры.

Один из подходов к разработке ферромагнитных полимеров заключается в фокусировании спинов радикальных заместителей вдоль оси сопряженного фрагмента, несущего боковой заместитель. Так как мультиплетность спина в таком случае должна быть пропорциональна степени полимеризации полимера и зависеть от взаимодействия между спиновыми состояниями радикалов, одной из наиболее перспективных главных цепей полимера в таком случае является полиацетиленовая цепь, структурные звенья которой собой небольшие по размеру и массе.

До настоящего времени в рамках разработки органических магнитных материалов было затрачено уже достаточно усилий для получения высокоспиновых полирадикалов. Однако, большая часть «органических магнитов», известных к настоящему времени, проявляют магнитные свойства только при низких температурах.

Х. Мурата (H. Murata), Д. Миядзима (D. Miyajima), и Х. Нишида (H. Nishide) из университета Васеда, Токио синтезировали полирадикал с высоким спиновым состоянием, сохраняющимся при комнатной температуре.

Парамагнитный полирадикал представляет собой спиралевидный полимер, основной цепью которого является пи-сопряженная полиеновая система. С ней связаны устойчивые заместители – аминиевые катион-радикалы.

Исследователи синтезировали ахиральный нейтральный замещенный ацетиленовый мономер, который затем полимеризовали на родиевом катализаторе в хиральном растворителе. Полимер, полученный таким образом, представляет собой оптически активную спиралевидную структуру.

После того, как аминные заместители были окислены до катион-радикалов, спиралевидный полимер приобрел свойства кругового дихроизма. Это обстоятельство оказалось демонстрацией успешного синтеза полирадикала со спиралевидной структурой. Такая особенность пространственного строения макрорадикала и отвечает за более сильное антиферромагнитное взаимодействие спирального полимера в сравнении с его неспиральными аналогами.

Источник: Macromolecules 2006. 39. Р.6331