CN105237575A - 一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物及其制备方法，该配合物为4ˊ-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2ˊ:6ˊ,2ˊˊ-三联吡啶与锰金属的配合物，化学式为[(MnCl2)5(MPTP)4]，其具有良好磁学性质，可作为磁性材料在能量转换或储存等领域广泛应用。该制备方法是将制得的配体溶液和金属盐溶液通过化学反应、恒温加热后冷却过滤得到，该方法工艺简单，条件温和，产率高，可重现性好。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料，具体涉及一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物及其制备方法，具体是一种三联吡啶类配体锰金属配合物单分子磁体及其制备方法。
背景技术
磁性材料具有的能量转换，储存或改变能量状态的功能使得磁性材料成为电子工业的重要基础功能材料。单分子磁体是一种特殊的有机金属化合物，可以用来存储信息，与常规磁体相比，单分子磁体显然小得多，这就意味着通过这种磁体制成的存储设备具有更强的数据存储能力，近年，作为新兴的理化交叉学科，分子磁体由于其独特的性质,很快成为研究的热点。
零维金属配合物磁体作为分子磁体的一种在磁性材料等方面的潜在应用而受到了人们的重视，低能耗及低温条件下合成,易于通过分子裁剪来调节其结构和功能,并易于和生物体系相容，质量密度较小也成为配合物磁性化学的前沿研究热点之一。
三联吡啶类配体具有丰富的配位模式，相邻三个吡啶环形成一个螯合能力很强的螯合齿，能和具有单电子的金属离子形成具有良好磁性的零维功能配合物；是构筑分子磁体的良好配体，因此，此类配合物在结构和性能的进一步研发方面具有广阔的空间。
目前，文献中报道的三联吡啶类配体金属配合物具有条件苛刻、产率低以及可重复性差等技术缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物及其制备方法，该配合物是具有良好磁学性质的单分子磁体，该制备方法条件温和，产率高，可重现性好。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物，为4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶与锰金属的配合物，化学式为[(MnCl2)5(MPTP)4]；该锰金属配合物的晶体属于三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数为：a＝14.267(3),b＝15.834(3),c＝16.068(3),α＝61.377(4),β＝85.378(4),γ＝66.168(4),
一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物的制备方法，步骤如下：
⑴.常温下，4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶溶于酰胺类溶液中，搅拌均匀后得到配体溶液；
⑵.常温下，将MnCl2溶于酰胺类溶液中，搅拌均匀后得到金属盐溶液；
⑶.常温下，将配体溶液加入MnCl2金属盐溶液中得到反应液，并搅拌0.5个小时；
⑷.将反应液置于高压反应釜中，放入烘箱加热到100摄氏度恒温3天,3天过后关闭加热，自然冷却到室温；
⑸.反应釜中溶液过滤，滤液放入烧杯室温下静置一周，得到浅黄色块状单晶，即为4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶锰金属配合物。
所述酰胺类溶液为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。
所述配体4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶与酰胺类溶液的用量比为0.02-0.05mol/L。
所述金属盐MnCl2与酰胺类溶液的用量比为0.03-0.075mol/L。
所述反应液中配体4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶:MnCl2的摩尔比为1：1.5。
本发明采取上述技术方案所设计的一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物及其制备方法，该制备方法工艺简单，条件温和，产率高，可重现性好。该配合物是具有良好磁学性质的单分子磁体，比常规磁体小得多，利用这种磁体制成的存储设备具有更强的数据存储能力，可作为磁性材料在能量转换或储存等领域广泛应用。
附图说明
图1表示本发明配合物的Mn配位环境图及配合物的结构示意图。
具体实施方式
本发明一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物，为4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶(MPTP)与锰金属的配合物，化学式为[(MnCl2)5(MPTP)4]；该锰金属配合物的晶体属于三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数为：a＝14.267(3),b＝15.834(3),c＝16.068(3),α＝61.377(4),β＝85.378(4),γ＝66.168(4),
实施例1：
一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物的制备方法，步骤如下：
⑴.常温下，将4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶(MPTP)75毫克(0.2mmol)溶于5mLN,N-二甲基甲酰胺溶液中，搅拌均匀后得到配体溶液；
⑵.常温下，将MnCl237.8毫克(0.3mmol)溶于5mLN,N-二甲基甲酰胺溶液中，搅拌均匀后得到金属盐溶液；
⑶.常温下，将配体溶液加入MnCl2金属盐溶液中得到反应液，并搅拌0.5个小时；
⑷.将反应液置于高压反应釜中，放入烘箱加热到100摄氏度恒温3天,3天过后关闭加热自然冷却到室温
⑸.将反应釜中溶液过滤，滤液放入烧杯室温下静置大约一周，得到浅黄色块状单晶，即为4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶锰金属配合物。
实施例2：
一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物的制备方法，步骤如下：
⑴.常温下，将4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶(MPTP)75毫克(0.2mmol)溶于5mLN,N-二甲基乙酰胺溶液中，搅拌均匀后得到配体溶液；
⑵.常温下，将MnCl237.8毫克(0.3mmol)溶于5mLN,N-二甲基乙酰胺溶液中，搅拌均匀后得到金属盐溶液；
⑶.常温下，将配体溶液加入MnCl2金属盐溶液中得到反应液，并搅拌0.5个小时；
⑷.将反应液置于高压反应釜中，放入烘箱加热到100摄氏度恒温3天,3天过后关闭加热自然冷却到室温
⑸.将反应釜中溶液过滤，滤液放入烧杯室温下静置，大约一周，得到浅黄色块状单晶，即为4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶锰金属配合物。
实施例3：
一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物的制备方法，步骤如下：
⑴.常温下，将4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶(MPTP)75毫克(0.2mmol)溶于5mLN,N-二甲基丙酰胺溶液中，搅拌均匀后得到配体溶液；
⑵.常温下，将MnCl237.8毫克(0.3mmol)溶于5mLN,N-二甲基丙酰胺溶液中，搅拌均匀后得到金属盐溶液；
⑶.常温下，将配体溶液加入MnCl2金属盐溶液中得到反应液，并搅拌0.5个小时；
⑷.将反应液置于高压反应釜中，放入烘箱加热到100摄氏度恒温3天,3天过后关闭加热自然冷却到室温
⑸.将反应釜中溶液过滤，滤液放入烧杯室温下静置，大约一周，得到浅黄色块状单晶，即为4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2”-三联吡啶锰金属配合物。
配合物的相关表征及晶体结构测定：
在显微镜下选取上述实施例中制得的的单晶在室温下进行X–射线衍射实验。在RigakuRAXIS-RAPID单晶衍射仪上，用经石墨单色器单色化的Mo–Kα射线以方式收集衍射数据，用BrukerSAINT程序进行数据还原，部分结构的衍射数据用SADABS程序进行吸收校正，晶体结构由直接法结合差值Fourier合成解出，全部非氢原子坐标及各向异性参数进行全矩阵最小二乘法修正，氢原子位置按理论模式计算确定，详细的晶体测定数据见表1。
本发明配合物的Mn配位环境图及配合物的结构示意图间图1所示。
表1：三联吡啶类配体锰配合物的主要晶体学数据
aR＝Σ(||F0|-|FC||)/Σ|F0|；bwR＝[Σw(|F0|2-|FC|2)2/Σw(F0 2)]1/2。
Claims (6)
1.一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物，其特征是为4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶与锰金属的配合物，化学式为[(MnCl2)5(MPTP)4]；该锰金属配合物的晶体属于三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数为：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(11)?3。
2.一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物的制备方法，其特征是采用以下步骤：
⑴.常温下，4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶溶于酰胺类溶液中，搅拌均匀后得到配体溶液；
⑵.常温下，将MnCl2溶于酰胺类溶液中，搅拌均匀后得到金属盐溶液；
⑶.常温下，将配体溶液加入MnCl2金属盐溶液中得到反应液，并搅拌0.5个小时；
⑷.将反应液置于高压反应釜中，放入烘箱加热到100摄氏度恒温3天,3天过后关闭加热，自然冷却到室温；
⑸.反应釜中溶液过滤，滤液放入烧杯室温下静置一周，得到浅黄色块状单晶，即为4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶锰金属配合物。
3.根据权利要求2所述的一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物的制备方法，其特征是所述酰胺类溶液为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.根据权利要求2或3所述的一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物的制备方法，其特征是所述配体4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶与酰胺类溶液的用量比为0.02-0.05mol/L。
5.根据权利要求2或3所述的一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物的制备方法，其特征是所述金属盐MnCl2与酰胺类溶液的用量比为0.03-0.075mol/L。
6.根据权利要求2所述的一种零维吡啶类配体锰金属磁性配合物的制备方法，其特征是所述反应液中配体4'-(4-(1氢-咪唑基)苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶:MnCl2的摩尔比为1：1.5。
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