一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磁性材料，具體涉及一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物及其制備 方法，具體是一種三聯(lián)吡啶類配體錳金屬配合物單分子磁體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁性材料具有的能量轉(zhuǎn)換，儲(chǔ)存或改變能量狀態(tài)的功能使得磁性材料成為電子工 業(yè)的重要基礎(chǔ)功能材料。單分子磁體是一種特殊的有機(jī)金屬化合物，可以用來(lái)存儲(chǔ)信息，與 常規(guī)磁體相比，單分子磁體顯然小得多，這就意味著通過(guò)這種磁體制成的存儲(chǔ)設(shè)備具有更 強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，近年，作為新興的理化交叉學(xué)科，分子磁體由于其獨(dú)特的性質(zhì)，很快成 為研究的熱點(diǎn)。
[0003] 零維金屬配合物磁體作為分子磁體的一種在磁性材料等方面的潛在應(yīng)用而受到 了人們的重視，低能耗及低溫條件下合成，易于通過(guò)分子裁剪來(lái)調(diào)節(jié)其結(jié)構(gòu)和功能，并易 于和生物體系相容，質(zhì)量密度較小也成為配合物磁性化學(xué)的前沿研究熱點(diǎn)之一。
[0004] 三聯(lián)吡啶類配體具有豐富的配位模式，相鄰三個(gè)吡啶環(huán)形成一個(gè)螯合能力很強(qiáng)的 螯合齒，能和具有單電子的金屬離子形成具有良好磁性的零維功能配合物；是構(gòu)筑分子磁 體的良好配體，因此，此類配合物在結(jié)構(gòu)和性能的進(jìn)一步研發(fā)方面具有廣闊的空間。
[0005]目前，文獻(xiàn)中報(bào)道的三聯(lián)吡啶類配體金屬配合物具有條件苛刻、產(chǎn)率低以及可重 復(fù)性差等技術(shù)缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物及其 制備方法，該配合物是具有良好磁學(xué)性質(zhì)的單分子磁體，該制備方法條件溫和，產(chǎn)率高，可 重現(xiàn)性好。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種零維吡啶類配體錳金屬 磁性配合物，為4' - (4-(1氫-咪唑基）苯基）-2, 2' ：6'，2"-三聯(lián)吡啶與錳金屬的配合物， 化學(xué)式為[(MnCl2)5(MPTP)4];該錳金屬配合物的晶體屬于三斜晶系，空間群為P-1，晶胞參 數(shù)為：a= 14. 267 (3)，b= 15. 834 (3)，c= 16. 068 (3)，α= 61. 377 (4)，β= 85. 378 (4)，γ =66. 168 (4),Υ=2885.5( 11)Α?〇
[0008] -種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物的制備方法，步驟如下：
[0009]⑴.常溫下，4' - (4- (1氫-咪唑基）苯基）-2, 2' ： 6'，2"-三聯(lián)吡啶溶于酰胺類溶 液中，攪拌均勻后得到配體溶液；
[0010] ⑵.常溫下，將MnCl2溶于酰胺類溶液中，攪拌均勻后得到金屬鹽溶液；
[0011] ⑶.常溫下，將配體溶液加入MnCl2金屬鹽溶液中得到反應(yīng)液，并攪拌0. 5個(gè)小 時(shí)；
[0012]⑷.將反應(yīng)液置于高壓反應(yīng)釜中，放入烘箱加熱到100攝氏度恒溫3天，3天過(guò)后 關(guān)閉加熱，自然冷卻到室溫；
[0013] (5).反應(yīng)釜中溶液過(guò)濾，濾液放入燒杯室溫下靜置一周，得到淺黃色塊狀單晶，即 為4' - (4-(1氫-咪唑基）苯基）-2, 2' ：6'，2"-三聯(lián)吡啶錳金屬配合物。
[0014] 所述酰胺類溶液為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基丙酰胺。
[0015]所述配體4' -(4-(1氫-咪唑基）苯基）_2, 2'：6'，2"-三聯(lián)吡啶與酰胺類溶液的 用量比為 0. 02-0. 05mol/L。
[0016] 所述金屬鹽MnCl2與酰胺類溶液的用量比為0. 03-0. 075mol/L。
[0017]所述反應(yīng)液中配體4' -(4-(1氫-咪唑基）苯基）-2, 2' ：6'，2"-三聯(lián)吡啶：MnCl2 的摩爾比為1 :1. 5。
[0018] 本發(fā)明采取上述技術(shù)方案所設(shè)計(jì)的一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物及其 制備方法，該制備方法工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，產(chǎn)率高，可重現(xiàn)性好。該配合物是具有良好磁學(xué) 性質(zhì)的單分子磁體，比常規(guī)磁體小得多，利用這種磁體制成的存儲(chǔ)設(shè)備具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)能力，可作為磁性材料在能量轉(zhuǎn)換或儲(chǔ)存等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1表示本發(fā)明配合物的Μη配位環(huán)境圖及配合物的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物，為4' - (4- (1氫-咪 唑基）苯基）-2, 2' ：6'，2"-三聯(lián)吡啶（ΜΡΤΡ)與錳金屬的配合物，化學(xué)式為 [(MnCl2) 5 (ΜΡΤΡ) 4];該錳金屬配合物的晶體屬于三斜晶系，空間群為Ρ-1，晶胞參數(shù)為：a =14. 267(3),b= 15. 834(3),c= 16.068(3),α= 61.377(4),β= 85.378(4),γ= 66. 168(4),V= 2885.5(Π)Α\-,
[0021] 實(shí)施例1 :
[0022] -種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物的制備方法，步驟如下：
[0023](1).常溫下，將4'-(4-(1氫-咪唑基）苯基）_2,2'：6'，2"-三聯(lián)吡啶（ΜΡΤΡ) 75 毫克（0.2mmol)溶于5mLΝ，Ν-二甲基甲酰胺溶液中，攪拌均勻后得到配體溶液；
[0024] ⑵.常溫下，將MnCl237. 8毫克（0. 3mmol)溶于5mL Ν，Ν-二甲基甲酰胺溶液中， 攪拌均勻后得到金屬鹽溶液；
[0025] ⑶.常溫下，將配體溶液加入MnCl2金屬鹽溶液中得到反應(yīng)液，并攪拌0. 5個(gè)小 時(shí)；
[0026] ⑷.將反應(yīng)液置于高壓反應(yīng)釜中，放入烘箱加熱到100攝氏度恒溫3天，3天過(guò)后 關(guān)閉加熱自然冷卻到室溫
[0027] (5).將反應(yīng)釜中溶液過(guò)濾，濾液放入燒杯室溫下靜置大約一周，得到淺黃色塊狀 單晶，即為4' -(4-(1氫-咪唑基）苯基）_2, 2' ：6'，2"-三聯(lián)吡啶錳金屬配合物。
[0028] 實(shí)施例2 :
[0029] -種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物的制備方法，步驟如下：
[0030] (1).常溫下，將4'-(4-(1氫-咪唑基）苯基）_2,2' ：6'，2"-三聯(lián)吡啶（ΜΡΤΡ) 75 毫克（0.2mmol)溶于5mLΝ，Ν-二甲基乙酰胺溶液中，攪拌均勻后得到配體溶液；
[0031] ⑵·常溫下，將MnCl237. 8毫克（0· 3mmol)溶于5mLΝ，Ν-二甲基乙酰胺溶液中， 攪拌均勻后得到金屬鹽溶液；
[0032] ⑶.常溫下，將配體溶液加入MnCl2金屬鹽溶液中得到反應(yīng)液，并攪拌0. 5個(gè)小 時(shí)；
[0033] ⑷.將反應(yīng)液置于高壓反應(yīng)釜中，放入烘箱加熱到100攝氏度恒溫3天，3天過(guò)后 關(guān)閉加熱自然冷卻到室溫
[0034] (5).將反應(yīng)釜中溶液過(guò)濾，濾液放入燒杯室溫下靜置，大約一周，得到淺黃色塊狀 單晶，即為4' -(4-(1氫-咪唑基）苯基）-2, 2'：6'，2"-三聯(lián)吡啶錳金屬配合物。
[0035] 實(shí)施例3 :
[0036] -種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物的制備方法，步驟如下：
[0037] (1).常溫下，將4'-(4-(1氫-咪唑基）苯基）_2,2'：6'，2"-三聯(lián)吡啶（MPTP) 75 毫克（0.2_〇1)溶于5mLN，N-二甲基丙酰胺溶液中，攪拌均勻后得到配體溶液；
[0038] ⑵·常溫下，將MnCl237. 8毫克（0· 3mmol)溶于5mLN，N-二甲基丙酰胺溶液中， 攪拌均勻后得到金屬鹽溶液；
[0039] ⑶.常溫下，將配體溶液加入MnCl2金屬鹽溶液中得到反應(yīng)液，并攪拌0. 5個(gè)小 時(shí)；
[0040] ⑷.將反應(yīng)液置于高壓反應(yīng)釜中，放入烘箱加熱到100攝氏度恒溫3天，3天過(guò)后 關(guān)閉加熱自然冷卻到室溫
[0041] (5).將反應(yīng)釜中溶液過(guò)濾，濾液放入燒杯室溫下靜置，大約一周，得到淺黃色塊狀 單晶，即為4' -(4-(1氫-咪唑基）苯基）-2, 2'：6'，2"-三聯(lián)吡啶錳金屬配合物。
[0042] 配合物的相關(guān)表征及晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定：
[0043] 在顯微鏡下選取上述實(shí)施例中制得的的單晶在室溫下進(jìn)行X-射線衍射實(shí) 驗(yàn)。在RigakuRAXIS-RAPID單晶衍射儀上，用經(jīng)石墨單色器單色化的Μ〇-Κα射線 U=0.71073人,)，以方式收集衍射數(shù)據(jù)，用BrukerSAINT程序進(jìn)行數(shù)據(jù)還原，部分 結(jié)構(gòu)的衍射數(shù)據(jù)用SADABS程序進(jìn)行吸收校正，晶體結(jié)構(gòu)由直接法結(jié)合差值Fourier合成解 出，全部非氫原子坐標(biāo)及各向異性參數(shù)進(jìn)行全矩陣最小二乘法修正，氫原子位置按理論模 式計(jì)算確定，詳細(xì)的晶體測(cè)定數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0044] 本發(fā)明配合物的Μη配位環(huán)境圖及配合物的結(jié)構(gòu)示意圖間圖1所示。
[0045] 表1 :三聯(lián)吡啶類配體錳配合物的主要晶體學(xué)數(shù)據(jù)
[0046]
[0047]aR=Σ(I|F0|-|FcIΙ)/Σ |F0| ;bwR= [Xw(|F0|2-|Fc|2)2/Xw(F02)]1/2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物，其特征是為4' -(4-(1氫-咪唑基）苯 基）-2,2' ： 6'，2''-三聯(lián)吡啶與錳金屬的配合物，化學(xué)式為[(MnCl2)5(MPTP)4];該錳金屬 配合物的晶體屬于三斜晶系，空間群為P-1，晶胞參數(shù)為：a= 14. 267 (3)，b=15. 834 (3)， c=16. 068(3)，a =61. 377(4)，(6=85.378(4), y =66. 168(4)，V = 2885. 5(11) A3。2. -種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物的制備方法，其特征是采用以下步驟： ⑴.常溫下，4' - (4-(1氫-咪唑基）苯基）-2, 2' ：6'，2' ' -三聯(lián)吡啶溶于酰胺類溶液 中，攪拌均勻后得到配體溶液； (2).常溫下，將MnCU容于酰胺類溶液中，攪拌均勻后得到金屬鹽溶液； ⑶.常溫下，將配體溶液加入MnCl2金屬鹽溶液中得到反應(yīng)液，并攪拌0. 5個(gè)小時(shí)； ⑷.將反應(yīng)液置于高壓反應(yīng)釜中，放入烘箱加熱到100攝氏度恒溫3天，3天過(guò)后關(guān) 閉加熱，自然冷卻到室溫； (5).反應(yīng)釜中溶液過(guò)濾，濾液放入燒杯室溫下靜置一周，得到淺黃色塊狀單晶，即為 4' - (4-(1氫-咪唑基）苯基）-2, 2' ：6'，2' 三聯(lián)吡啶錳金屬配合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物的制備方法，其特征 是所述酰胺類溶液為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基丙酰胺。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物的制備方法，其 特征是所述配體4'- (4-(1氫-咪唑基）苯基）-2, 2' ： 6'，2'三聯(lián)吡啶與酰胺類溶液的用 量比為 0. 02-0. 05mol/L。5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物的制備方法，其 特征是所述金屬鹽MnCl2與酰胺類溶液的用量比為0. 03-0. 075mol/L。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物的制備方法，其特征 是所述反應(yīng)液中配體4' - (4- (1氫-咪唑基）苯基）-2, 2' ： 6'，2' ' -三聯(lián)吡啶：MnCl2的摩 爾比為I :1. 5。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種零維吡啶類配體錳金屬磁性配合物及其制備方法，該配合物為4ˊ-(4-(1氫-咪唑基)苯基)-2,2ˊ:6ˊ,2ˊˊ-三聯(lián)吡啶與錳金屬的配合物，化學(xué)式為[(MnCl2)5(MPTP)4]，其具有良好磁學(xué)性質(zhì)，可作為磁性材料在能量轉(zhuǎn)換或儲(chǔ)存等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。該制備方法是將制得的配體溶液和金屬鹽溶液通過(guò)化學(xué)反應(yīng)、恒溫加熱后冷卻過(guò)濾得到，該方法工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，產(chǎn)率高，可重現(xiàn)性好。
【IPC分類】C07F13/00, H01F1/42
【公開(kāi)號(hào)】CN105237575
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510525470
【發(fā)明人】趙強(qiáng), 沈芝, 柳文敏, 李波, 毛武濤
【申請(qǐng)人】南陽(yáng)師范學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年8月25日