芳香族二成分錯体における非共有結合性相互作用の探求

科学分野:

• 固体化学
• 超分子化学
• 材料科学

背景:

• 弱い相互作用を持つ結晶構造の予測は困難である。
• ハロゲン結合およびπスタッキングは、結晶工学における主要な非共有結合性相互作用である。
• フッ素化芳香族化合物は、調整可能な電子的および立体的特性を提供する。

研究 の 目的:

• p-キシレンとの共結晶形成におけるハロゲン置換効果を調査する。
• πスタック系からハロゲン結合系への構造進化を特徴づける。
• これらの共結晶における相挙動および分子間相互作用を探求する。

主な方法:

• 熱分析のための示差走査熱量測定(DSC)。
• 相挙動のための温度可変粉末X線回折(VT-PXRD)。
• 詳細な構造決定のための単結晶X線回折(SXD)。

主要な成果:

• カラム状πスタック付加体(Cl)からハロゲン結合構造(Br, I)への遷移を観察した。
• カラム状1:1付加体は、双極子および立体効果により複雑な相挙動を示した。
• 重いハロゲンとの離散的なハロゲン-π相互作用(η², η⁶)を同定した。
• ハロゲン結合を介して反強誘電性秩序を持つ1:2共結晶を形成した。

結論:

• ハロゲン置換は、固体構造および非共有結合性相互作用を効果的に調整する。
• 予測的な共結晶設計のための弱い分子間力に関する洞察を提供する。
• 機能性結晶性材料の作成におけるハロゲン結合の有用性を示す。