CN1724550A - 一种镍金属有机超分子化合物及其合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种镍金属有机超分子化合物及其合成方法，属于无机化学的配位化学技术领域。化合物的分子式为Ni(en) ₃ (H₂O) ₂Cl₂。将六水合硝酸镍固体，乙二胺，硫脲溶解在甲醇的溶剂中；在60～70℃反应4.5～6小时后，将所得溶液进行过滤，常压蒸馏，再减压蒸馏，然后加入石油醚，再进行过滤；将过滤后的固体产物用正己烷提纯，再过滤；真空干燥，干燥后的固体即为镍金属有机超分子化合物。优点在于具有很好的应用前景。

Description

一种镍金属有机超分子化合物及其合成方法

技术领域

本发明属于无机化学的配位化学技术领域，特别是提供了一种镍金属有机超分子化合物及其合成方法。

背景技术

自从1987年的诺贝尔化学奖授予了三位从事超分子化学研究的科学家(美国的C.J.pedersen，D.J.Cram教授和法国J.M.Lehn教授)，超分子化学日益受到人们的重视，从而得到空前的发展。超分子化学是研究两种以上的化学物种通过分子间相互作用缔结而成为具有特定结构和功能的超分子体系的科学。超分子化合物在分子磁性，分子识别，信息存储，催化和非线性光学等方面有着广泛的应用前景。正是因为这样，国内外很多杂志报道了很多关于镍金属超分子化合物。例如在2004年的(Ployhedron，23，937-942)报道[Ni(en)3]2Sn2S6的超分子化合物，用X-射线单晶衍射证明了上述超分子化合物的结构。本课题组合成了一种新型镍金属有机超分子化合物------Ni(en)₃(H₂O)Cl₂，这是一个全新而稳定的镍金属有机化合物，用TG-DTA检测此化合物在230℃以后才开始分解。通过磁化率的检测，它的转变温度为85k，在高于85k，此化合物是顺磁体，低于85k此化合物是有机铁磁体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍金属有机超分子化合物及其合成方法，提高了磁性能，具有很好的应用前景。

本发明的技术方案

将六水合硝酸镍固体，乙二胺，硫脲(摩尔比1∶1.35～2.7∶1.35～2.01)加入含有甲醇(加入的质量是六水合硝酸镍固体质量的8～13.5倍)的容器中，在60～70℃反应4.5～6小时后，将所得溶液进行过滤，滤液就是实验所要的产物。将得到的滤液进行常压蒸馏，直到滤液为原来的1/10，停止蒸馏。然后将蒸馏瓶剩下的溶液倒入含有石油醚的容器中，再进行过滤。将过滤后的固体用正己烷提纯，然后再进行过滤。最后将过滤后得到的固体放在真空干燥箱中，在35～45℃进行干燥72～120小时，干燥后的产物就是所得的镍金属有机超分子化合物，收率为60～75％。

将得到的固体，分别进行了元素分析，称取干燥后的固体产物0.5g，放到10～30ml的甲醇溶液中，充分搅拌，使其完全溶解，用吸管吸取滤液，放到管中，放到指定的地方，14～21天，就有红色晶体析出，红外和单晶X-射线分析检测，对结果进行综合分析，得到的固体的为镍金属有机超分子化合物。

本发明所合成的化合物的分子式为Ni(en)₃(H₂O)₂Cl₂。这个化合物是由一个Ni²⁺，2个Cl^-，和3个乙二胺分子及2个水分子组成，其中3个乙二胺分子与Ni²⁺形成鳌合物，2个Cl^--和2个水分子游离在这个鳌合物的四周。这个化合物的颜色是红色，晶体大小为0.2×0.1×0.1mm³，晶胞参数为a＝26.147(4)，α＝90°；b＝13.8792(19)，β＝93.194(3)°；c＝12.8855(18)，γ＝90°，其中，a，b，c表示晶胞三条棱的长度，α，β，γ表示三条棱之间的夹角。

本发明的优点在于：

1.镍金属离子是构成这个超分子化合物Ni(en)₃(H₂O)₂Cl₂的主要要素之一，在这个化合物里，Ni²⁺可以提供六配位八面体的几何构型，与乙二胺结合得到了稳定的超分子化合物.另外，有机配体乙二胺是很好的鳌合配体，与Ni²⁺结合，可以得到类似于孔的结构。

2.Ni²⁺具有很好的磁性，在有机配体乙二胺和中性分子水的微调下，此化合物在85k发生磁性转变，高于85k，此化合物为顺磁体；低于85K，此化合物具有一定的铁磁性，说明在低温下这个有机超分子化合物是有机铁磁体。

附图说明

图1是化合物的单晶结构图，水分子1，氯离子2，二价镍离子3，氮原子4，碳原子5。

图2是化合物在空间形成孔结构。二价镍离子6，氢原子9，氮原子8，碳原子7。

图3是磁化率，磁化率倒数与温度关系曲线，横坐标为温度，左纵坐标为磁化率右横坐标为磁化率倒数。

图4化合物的磁滞回归线。横坐标为磁场强度，纵坐标为磁感应强度。

具体实施方式

实施例1：在250ml带有回流冷凝管的三口烧瓶中分别加入30ml甲醇，3g六水合硝酸镍固体，0.81g乙二胺，1.02g硫脲，在60℃反应4.5小时后，将所得溶液进行减压过滤，滤液就是实验所要的产物。将得到的滤液先进行常压蒸馏，再进行减压(真空度为0.1MPa)蒸馏，然后将蒸馏瓶剩下的溶液(为原来溶液的1/10)倒入含有石油醚的烧杯中，再用布氏漏斗和抽滤瓶进行过滤。将滤后的产物用正己烷提纯，然后用布氏漏斗和抽滤瓶进行过滤。最后将得到滤后的产物放在真空干燥箱中40℃进行干燥，干燥100小时后(收率为61％)。称取干燥后的固体产物0.5g，放到10ml的甲醇溶液中，充分搅拌，使其完全溶解，用吸管吸取滤液，放到试管中，放到指定的地方，336小时后，就有红色晶体析出，选取颗粒均匀的晶体，进行单晶X-射线检测分析。

实施例2：在250ml带有回流冷凝管的三口烧瓶中分别加入50ml甲醇，3g六水合硝酸镍固体，1.62g乙二胺，1.57g硫脲，在70℃反应6小时后，将所得溶液进行减压过滤，滤液就是实验所要的产物。将得到的滤液先进行常压蒸馏，再进行减压(真空度为0.1MPa)蒸馏，然后将蒸馏瓶剩下的溶液(为原来溶液的1/10)倒入含有石油醚的烧杯中，再用布氏漏斗和抽滤瓶进行过滤。将滤后的产物用正己烷提纯，然后用布氏漏斗和抽滤瓶进行过滤。最后将得到滤后的产物放在真空干燥箱中43℃进行干燥，干燥72小时后(收率为70％)。称取干燥后的固体产物0.5g，放到30ml的甲醇溶液中，充分搅拌，使其完全溶解，用吸管吸取滤液，放到试管中，504小时后，就有红色晶体析出，选取颗粒均匀的晶体，进行单晶X-射线检测分析。

实施例3：在250ml带有回流冷凝管的三口烧瓶中分别加入40ml甲醇，3g六水合硝酸镍固体，1.15g乙二胺，1.57g硫脲，在65℃反应5小时，将所得溶液进行减压过滤，滤液就是实验所要的产物。将得到的滤液先进行常压蒸馏，再进行减压蒸馏(真空度为0.1MPa)，然后将蒸馏瓶剩下的溶液(为原来溶液的1/10)倒入含有石油醚的烧杯中，再用布氏漏斗和抽滤瓶进行过滤。将滤后的产物用正己烷提纯，然后用布氏漏斗和抽滤瓶进行过滤。最后将得到滤后的产物放在真空干燥箱中38℃进行干燥，干燥120小时后(收率为74％)。称取干燥后的固体产物0.5g，放到30ml的甲醇溶液中，充分搅拌，使其完全溶解，用吸管吸取滤液，放到试管中，504小时后，就有红色晶体析出，选取颗粒均匀的晶体，进行单晶X-射线检测分析。

Claims (2)

1、一种镍金属有机超分子化合物，其特征在于：化合物的分子式为Ni(en)₃(H₂O)₂Cl₂，是由一个Ni²⁺，2个Cl^-，和3个乙二胺分子及2个水分子组成，其中3个乙二胺分子与Ni²⁺形成鳌合物，2个C1^--和2个水分子游离在这个鳌合物的四周，化合物的颜色为红色，晶体大小为0.2×0.1×0.1mm³，晶包参数为a＝26.147(4)，α＝90°；b＝13.8792(19)，β＝93.194(3)°；c＝12.8855(18)，γ＝90°，其中a，b，c表示晶胞三条棱的长度，α，β，γ表示三条棱之间的夹角。

2、一种合成权利要求1所述化合物的方法，其特征在于：将六水合硝酸镍固体，乙二胺，硫脲按摩尔比1∶1.35～2.7∶1.35～2.01放到含有甲醇容器中，甲醇加入的质量是六水合硝酸镍固体质量的8～13.5倍；在60～70℃反应4.5～6小时后，将所得溶液进行过滤，滤液就是实验所要的产物；将得到的滤液进行常压蒸馏，直到滤液为原来的1/10，停止蒸馏；然后将蒸馏瓶剩下的溶液倒入含有石油醚的容器中，再进行过滤；将过滤后的固体用正己烷提纯，然后再进行过滤；最后将过滤后得到的固体放在真空干燥箱中，在35～45℃进行干燥72～120小时，干燥后的产物就是所得的镍金属有机超分子化合物。

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