JPH01106896A - 強磁性基底状態を有するCr(3)の四核スルフイド橋かけ錯体 - Google Patents

強磁性基底状態を有するCr(3)の四核スルフイド橋かけ錯体

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JPH01106896A
JPH01106896A JP63243793A JP24379388A JPH01106896A JP H01106896 A JPH01106896 A JP H01106896A JP 63243793 A JP63243793 A JP 63243793A JP 24379388 A JP24379388 A JP 24379388A JP H01106896 A JPH01106896 A JP H01106896A
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JP
Japan
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chromium
complex
tetranuclear
sulfur
carboxylade
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JP63243793A
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Avi Bino
アヴィ ビーノ
David C Johnston
ディヴィッド カール ジョンストン
Edward I Stiefel
エドワード イーラ スティーフェル
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ExxonMobil Technology and Engineering Co
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Exxon Research and Engineering Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F11/00Compounds containing elements of Groups 6 or 16 of the Periodic Table
    • C07F11/005Compounds containing elements of Groups 6 or 16 of the Periodic Table compounds without a metal-carbon linkage

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はクロムおよび硫黄を含む新規組成物に関する。
より詳しくは、本発明は強磁性基底状態を有するCr(
III)の新規な四核スルフィド橋がけ錯体に関する。
発明の背景 2.3および4個のクロム原子を含む種々の錯体が知ら
れている。三核および三核クロム錯体に関しては、例え
ば「交換結合系における磁気−構造相関(Magnet
o−Structural Correlation 
inExchange Coupled Sgstem
s) J 、ライレット(Willett)ほか、ライ
デル(Ridel)、ドルドレヒト (Dordrec
h t) 、 pp、  497〜522  (198
5)参照。また3クロム原子が中心酸素原子に結合され
る三核酢酸クロム(II[)を報告するトビフキ(Du
bicki)ほか、インオルガニック・ケミストリー 
(Inorganic Chen+1stry)、11
.1869(1972)およびフィギス(Figgis
)はが、ネイチ++ (Nature)(London
) 、205. 694(1964)参照。
中心硫黄原子に結合した4クロム原子を有するクロムの
2つの錯体が雑誌論文に報告された。例えば、ダレンス
バーグ(Darensburg)はが、オルガノメタリ
ックス(Organometallics)、3゜15
98〜1600 (1984)は硫黄キャップした三核
クロムカルボニルクラスター、S (Cr(CO)n)
 z”−の合成を報告し;ヘフラー(Hoefler)
ほか、ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・
ソサイエティー(J、八m、 Chem。
Soc、) 、105.6338〜6339 (198
3)は陰イオンがSCr (CO) s基でキャンプさ
れたクロム三角からなる(PPN) z(μz−Co)
、(Go)*Cr5(μa−S)Cr(CO)sの合成
を報告している。
安息香酸から形成された橋がけ配位子を有し、中心硫黄
原子に結合した3クロム原子を含むクロム錯体ハエレメ
ンコ(Eremen Ko)はカ、インオルガニ力、シ
ミ力、アクタ(Inorg、 ChilIl、 Act
a)、73.225〜229  (1983)に報告さ
れた。
これらの参照文献のいずれにもCr(n[)の四核スル
フィド橋かけ錯体が開示されていない。従って、こ\に
具体化された本発明は出願人によりそのすべての観点に
おいて新規であると確信される。
発明の概要 概括的に記載すれば、本発明は橋かけオルガノカルボキ
シラード配位子を有するCr(III)の四核スルフィ
ド橋かけ錯体を包含する。実際に、■態様において本発
明は一般式、CraS(RCOz)s(L)4”(式中
、Rは1〜12個の炭素原子を有するアルキル基を表わ
し、Lは酸素、窒素、炭素および硫黄から選ばれる供与
体原子を含む配位子または配位子類を表わす)の錯陽イ
オンを有する新規組成物を指向する。本発明の錯体にお
いて、4Cr(n[)原子が中心四面体硫黄原子に結合
される。クロム原子はまた橋かけカルボキシラードおよ
び配位子分子が八面体に配位される。また、前記の式の
橋かけカルボキシラード、RCO□、は同一または異な
るカルボキシラードである。
本発明の組成物はそれらが強磁性を有するので殊に特異
である。その結果、これらの組成物は核磁気共鳴(NM
R)検出に対するコントラスティング剤、”CNMRデ
ータの蓄積を助ける緩和試薬、磁場中の結合ポリマーに
対する配向剤、特定細胞器官器官、生物体または無生物
基礎構造の局所加熱に対する選択的マイクロウェーブ吸
収体として、あるいは0.2度ケルビン以上で用いる温
度計の部品として殊に有用である。
開示される新規組成物はクロム源例えばクロム金属また
はクロムカルボニルと硫黄および適当な配位橋かけカル
ボキシラード源例えば相当するカルボン酸、酸無水物ま
たはそれらの混合物、とを組成物が形成される十分な温
度でそれに十分な時間反応させることにより製造される
次に本発明は次の実施例および論議により非限定的に示
される。
好ましい態様の詳細な説明 本発明はカルボキシラードの橋かけ配位子を含むCr(
I[)の四核スルフィド橋かけ錯体を包含する。実際に
、本発明の錯陽イオンは一般式、CraS(RCOz)
e(L)4” (式中、Rは1〜12個の炭素原子を有
するアルキル基であり、Lは酸素、窒素、炭素および硫
黄から選ばれる供与体原子を含む配位子である)により
表わされる。好ましくはRはメチルであり、Lはtho
またはCH30Hから選ばれる。
前記の式中の橋かけカルボキシラードは、好ましくはす
べて同一の型であるが、しかしそれは必須ではなく、望
むならば種々の橋かけカルボキシラードの混合物を用い
ることができることに注意すべきである。
新規錯陽イオンを含む化合物は陰イオンを含むであろう
。化合物を安定化する任意の陰イオンが適当である。そ
のような陰イオンの例はBF、−。
NO2−18(C68%)4− + SOa”−+ M
oO4”−+ C1−+Br−などである。
これらの錯体はCr (GO) bまたはクロム金属と
、硫黄および適当な橋かけオルガノカルボキシラード源
例えばオルガノカルボン酸およびオルガノカルボン酸無
水物、とを錯陽イオンが形成される温度がそれに十分な
時間反応させることにより製造される。反応は不活性溶
媒中で行なうことができるが;しかじ、橋かけカルボキ
シラード源が液体であるときに溶媒は必須ではない。実
際に、Cr(CO)bまたはクロム金属を、硫黄および
酸と酸無水物との混合物と反応させることが殊に好まし
い。
例えば、酢酸と無水酢酸との1対1混合物が殊に好まし
い。反応は、また、好ましくは高温例えば配位橋かけカ
ルボキシラード源の還流温度で行なわれる。
反応は、陽イオン種の混合物を生じ、それを−般に知れ
た方法により分離できる。例えば、これらの種はイオン
交換クロマトグラフィーにより分離できる。さらに、適
当な陰イオン源による溶離は、溶媒の緩慢蒸発、適当な
溶媒からの再結晶などにより塩として結晶化できる形態
で錯陽イオンを生ずる。
以下は本発明の1種およびその製造法の実施例である。
実施例 CraS(OzCCHi)s(HzO)4((BF*)
z ・HzO)を、Cr(Co)i (2g+  9.
1ミリモル)および元素硫黄(0,3g、9.4ミリモ
ル)を酢酸/無水酢酸の1対1混合物5OII11に加
え、混合物を2.5時間還流することにより製造した。
次いで反応混合物をHz0100n+1で希釈し、ダウ
エックス(Dowex)50W−X2(ダウ・ケミカル
社(Dow Chen+icalCompany、 M
idland、 Michigan)により販売される
スルホン化ポリスチレンを含む陽イオン交油樹脂〕を含
むイオン交換カラム上に吸着させた。0.1トHBF、
溶液で溶離すると(Cr+0(OzCCH3)h(Hz
O)+) ”の緑色バンドが除去された。
(CraS(O1CCH+)s(HzO)n) ”  
の青色バンドは0、5 M−HBF4溶液で溶出され、
青色溶液を水の蒸発のためにデシケータ−中に置いた。
水が蒸発すると暗青色結晶が得られた。これらをメタノ
ールからその溶媒の緩慢な蒸発により再結晶した。元素
分析は次のとおりであった: (Cr4S(OzCCH3)s()IzO)4) (B
F4)z ’ HzOに対する計算値、  C,19,
67、H,3,48;  s、 3.28 。
Cr、 21.31  ;  F、 15.57 、測
定値: C,1B、93 。
H,3,46;  S、  3.50  :  Cr、
  20.48  ;  F、  15.39 。
化合物はまた単結晶X線回折解析法により分析した。本
発明により得られた錯体の構造を決定するキーバラメー
ターは表1に示される。
表  I (CraS(OzCGHz)s(HzO)4) (BF
4)! ’ lhOの構造決定のパラメーター a 、  入                   
  21.066  (4)59人       19
.086 (3)C2人       9.323 α2度      90.0 β2度      90.0 α2度      90.0 ■1人’          3.748 (1)24
.0 計算密度、  g/a1     1.73反射、F〉
3σ     2.939.0/71 crm−’  
         1.27 mn−’sinθ/λ 
(wax)       0.650RO,048 Rw             O,049G OF 
           2.03非水素原子に対する原
子座標は表■に示される。
図面に示されるように、本発明の錯陽イオンは、近似四
面体配列にある4クロム原子に結合した中心4配位硫黄
原子からなる。クロム−クロムは平均3.83人(範囲
3.72〜3.91人)隔たる。各クロム原子は、中心
硫黄原子中の5酸素供与体の近へ面体配列で6配位され
る。各クロム上の1水素配位子は硫黄原子に対しトラン
スにある。各り□  ロムの残りの酸素配位子は橋かけ
アセタート配位子からくる。これらは2型を有する=4
7セタート配位子は2対の複架橋として含まれる。これ
らのアセタートは等価であり、近似S、軸により関連さ
れる。陽イオンの総括対称はり、dに近く、内部Cr、
SコアのそれはT4に非常に近い。
示した構造は塩基性酢酸ベリリウム、Ben0(CHt
Cot)6 、のそれに関連し〔カラロムボウス(Ch
aralombous)ほか、インオルガニ力・シミ力
・アクタ(Inorg、 Chim、 Acta)、工
↓、  (1975)参照〕、しかし、この構造におい
てBe原子はクロロ錯体中のCr原子のような八面体6
配位よりはむしろ四面体に4配位されている。
明らかに、本発明の錯体は中心4配位硫黄原子、および
四面体周辺上の4つの八面体金属イオンを含む新規構造
型を示す。本発明の錯体の特異構造に加えて、それは異
常な磁性挙動を示す。
温度Tに対する磁化率χが多結晶質試料で、スクイド(
SQUID)、ファラデー(Faraday)および振
動試料磁力計(VSM)を用いて75ガウス〜6.3に
ガウスの磁場H中で13°mKから300’Kまで測定
された。さらに磁化対H等温線がVSMを用いて1.3
°におよび4.2’にで測定された。これらのデータは
Cr、クラスターの基底状態がスピンS=6を有し、ラ
ンデのg因子=2.00±0.02であることを証明す
る。溶液で凍結したCrR体に対する15’Kにおける
電子スピン共鳴データは非常に類似するg値を生じた。
本発明のクロム化合物は、例えば0.2°に以上の温度
における温度計として有用である。化合物の磁化率χの
測定により、温度を次の関係から決定することができる
: (式中、χ。=−4,66x L O−’ct11モル
Cra、E=−JS (S+1)であり、J/Km=1
4.5”K 、S=0.1.−.6に対しそれぞれGs
 =4.9.11,10.6.3および1であり、Nは
アボガドロ数であり、g=2.00はランデのg因子で
あり、μB=ボーア磁子であり、Kmはボルツマン定数
であり、Zは分配関数: である) 前記開示、説明および実施例は単に本発明の例示である
ことを理解すべきである。本発明の細部に対する種々の
変更は当業者に明らかであり、本発明の精神から逸脱す
ることな(特許請求の範囲内で行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の錯陽イオンの構造を示す図である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)橋かけオルガノカルボキシラード配位子を有する
    Cr(III)の四核スルフィド橋かけ錯体。
  2. (2)クロム原子が中心四面体硫黄原子に結合され、橋
    かけカルボキシラード配位子で八面体に配位されている
    、請求項(1)記載の錯体。
  3. (3)式、 Cr_4S(RCO_2)_8(L)_4^2^+(式
    中、Rは1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であ
    り;Lは酸素、窒素、炭素および硫黄から選ばれる供与
    体原子を含む配位子または配位子類である) を有する陽イオンを含む組成物。
  4. (4)RCO_2基が同一オルガノカルボキシラードを
    表わす、請求項(3)記載の組成物。
  5. (5)RCO_2基がオルガノカルボキシラードの混合
    物を表わす、請求項(3)記載の組成物。
  6. (6)LがH_2O、CH_3OHおよびCH_3CN
    から選ばれる、請求項(3)記載の組成物。
  7. (7)BF_4^−陰イオンを含む、請求項(3)記載
    の組成物。
  8. (8)橋かけオルガノカルボキシラードを有するCr(
    III)の四核硫黄橋かけ錯体を形成する方法であって、
    0価クロムおよび硫黄とカルボキシラード源とを前記錯
    体が形成される温度でそれに十分な時間反応させること
    を含む方法。
  9. (9)クロムがクロム六カルボニルとして存在し、カル
    ボキシラード源がオルガノカルボン酸および酸無水物お
    よびそれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項(
    8)記載の方法。
  10. (10)カルボキシラード源がカルボン酸とその相当す
    る酸無水物との混合物である、請求項(9)記載の方法
JP63243793A 1987-09-28 1988-09-28 強磁性基底状態を有するCr(3)の四核スルフイド橋かけ錯体 Pending JPH01106896A (ja)

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US07/101,674 US4832877A (en) 1987-09-28 1987-09-28 Tetranuclear sulfido-bridged complex of Cr(III) having a strongly magnetic ground state
CA000593924A CA1319367C (en) 1987-09-28 1989-03-16 Tetranuclear sulfido-bridged complex of cr(iii) having a strongly magnetic ground state

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DE3889705D1 (de) 1994-06-30
CA1319367C (en) 1993-06-22
EP0310263A2 (en) 1989-04-05
US4832877A (en) 1989-05-23
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