以Schiff碱配体和三脚架形多羟基配体构筑的磁性簇合物—合成及表征

摘要

分子磁性材料不仅是一种新型的功能材料，而且是涉及有机化学、无机化学、高分子化学及物理化学等交叉学科的新领域。它的出现打破了传统的磁性材料只来源于含有3d、4f轨道电子的无机金属及其氧化物的界限，并且吸收了有机物低密度、柔软、可加工、生物相容等特点，因此不但具有重要的学术意义，同时又具有特殊的应用潜力。分子磁性材料包括纯有机磁性分子、无机磁性化合物、无机-有机杂化磁性材料、自旋交叉配合物、单分子和单链磁体等。其中单分子磁体和单链磁体是将无机磁离子通过有机配体连接成离散的簇合物或一维链状化合物的例子。在阻塞温度(Tc)下单分子磁体和单链磁体具有与宏观铁磁体相似的磁行为，有望成为纳米级的存储材料。另外由于存在微观的量子隧道效应，单分子和单链磁体还可能应用于新一代电子计算机，因此很具有研究价值。但是目前得到的单分子磁体和单链磁体Tc均很低，还达不到应用温度范围。合成高Tc的此类材料目前成为化学家的一大挑战。 本论文在文献的基础上设计并合成了两个多齿配体，通过与不同金属离子的不同配位作用调节生成的簇合物结构，进而改善磁性质，探索提高单分子(单链)磁体或其他分子基磁体的Tc的有效途径。 论文中利用O，N，N’，O'-Schiff碱配体N，N’-二(水杨醛)缩-2,6-吡啶二胺基与过渡金属离子反应得到不同的簇合物：当配体与CuⅡ离子反应时，采用cis,cis-的构型得到一个二核簇合物；而与钴离子反应则采用cis,trans-的构型，得到一个三核螺旋结构的簇合物。配体与不同的金属离子反应时采用不同的构型配位。磁性研究表明两个簇合物中金属离子间均为反铁磁相互作用。 本论文中还介绍一种合成具有单分子磁体或高自旋簇合物性质的配位聚合物的方法：设计了多齿配体4-(三羟甲基)甲基吡啶，采用溶剂热的方法组装高自旋分子，并得到了4种化合物。 除了对分子基磁性材料探索合成外，还尝试以手性的乙烯基吡啶联萘酚衍生物与过渡金属离子反应合成手性多孔配位聚合物。通过溶液扩散的方法得到了两个具有孔道结构铜的配合物。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

一、磁性基础

(一)物质磁性的起源

(二)物质磁性的类型

二、分子磁性材料的研究进展

(一)有机磁性化合物

(二)无机磁性化合物

(三)无机-有机杂化磁性材料

(四)自旋交叉配合物

(五)单分子磁体和单链磁体

三、选题依据及研究意义

参考文献

第二章由O，N，N'，O'-Schiff碱配体合成的配合物：结构及磁性研究

一、引言

二、实验部分

(一)材料准备

(二)配合物的物理测量和表征

(三)配合物的制备

(四)X-射线晶体学研究

三、结果与讨论

(一)配合物的合成

(二)配合物的晶体结构

(三)配合物2的稳定性分析

(四)红外光谱和热重分析

(五)磁性研究

四、小结

参考文献

第三章以4-(三羟甲基)甲基吡啶为桥联配体构筑磁性配合物的初步探索

一、引言

二、实验部分

(一)材料准备

(二)配合物的物理测量和表证

(三)配合物的合成

三、结果与讨论

四、小结

参考文献

第四章对于其他功能材料的尝试合成——手性多孔配位聚合物的合成

一、引言

二、实验部分

(一)材料准备

(二)配合物的物理测量和表征

(三)配合物的制备

三、结果与讨论

(一)配合物7的晶体结构

(二)配合物的红外光谱表征

四、小结

参考文献

致谢

硕士期间已(待)发表的论文