[发明专利]异丁醇胺铜-稀土杂二十四核金属簇合物及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及异丁醇胺铜-稀土杂二十四核金属簇合物及其合成方法，属于有机金属化学技术领域。

背景技术

多核金属簇合物在磁学、催化、光学等领域有着潜在的应用价值而为科研工作者所关注。最早金属簇合物(metal clusers)的定义为含有两个或者两个以上金属原子且有金属-金属键存在的一类化合物。近年来人们把没有金属-金属键存在的有限多核金属配合物也称之为金属簇合物，这也使得金属簇合物的定义得到了扩展。对于具有不同核数的多核簇合物，有些具有有趣的空间结构与特殊的光、电、磁学性质。例如作为单分子磁体的多核金属簇合物，其尺寸正好在纳米尺度范围内，T_B温度下既表现出经典宏观磁体的磁双稳态，又存在量子隧道磁化效应，这是经典宏观磁体所没有的，这使得多核金属簇合物在信息存储和量子计算等方面具有潜在的应用价值；而且在一些金属簇合物中观察到了很大的磁热效应值，这有望被用于超低温度下的磁制冷。多核金属簇合物因其结构的多样性和表现出来的一些奇特的磁学性质，以及在量子和经典体系中所起的重要作用，使之得到了科研工作者的关注，成为配位化学的研究热点之一。

现有已公开的多核金属簇合物较多，如公开号为C102087900A、CN103739628A、CN102982960A等，分别公开了一种镝四核簇合物型单分子磁性材料、三核钌簇合物晶体、三核镝族合物分子磁体，但至今尚未见有以及异丁醇胺为配体的Cu-Ln杂金属簇合物及其合成方法的相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一类新的异丁醇胺铜-稀土杂二十四核金属簇合物及其合成方法。

本发明所述的异丁醇胺铜-稀土杂二十四核金属簇合物，具有如下化学式组成：

Ln₄Cu₂₀(Mep)₁₆(μ₃-O)₁₆(H₂O)₈X₄

其中，Ln表示稀土金属，选自Dy(III)、Er(III)或Gd(III)；Mep表示异丁醇胺配体；X表示Br^-或Cl^-。

上述化学式组成中的各异丁醇胺铜-稀土杂二十四核金属簇合物中，每个配体均采用μ₂-η³配位模式配位，二十个Cu(II)离子具有两种配位环境，其中十六个Cu(II)离子是四配位平面四方几何构型，另外四个Cu(II)离子是五配位四方锥构型，四个Ln(III)离子均为八配位；该杂二十四核金属簇合物可以看作是由4个船式杂七核Cu₅Ln₂单元通过共用Ln(III)而首尾相接形成具有四方环状结构的配合物。

上述化学式所示的异丁醇胺铜-稀土杂二十四核金属簇合物中，

当Ln为Dy(III)、X表示为Br时，所述簇合物的化学式为Dy₄Cu₂₀(Mep)₁₆(μ₃-O)₁₆(H₂O)₈Br₄，该簇合物晶体属于四方晶系，空间群为I4₁/acd，晶胞参数为：a＝35.5406(2)b＝35.5406(2)c＝28.9397(5)α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°；该簇合物中存在Dy(III)离子的Stark能级减少与簇合物中金属离子间的铁磁耦合两种拮抗效应；

当Ln为Dy(III)、X表示为Cl时，所述簇合物的化学式为Dy₄Cu₂₀(Mep)₁₆(μ₃-O)₁₆(H₂O)₈Cl₄，该簇合物晶体属于四方晶系，空间群为I4₁/acd，晶胞参数为：a＝35.9180(3)b＝35.9180(3)c＝29.3499(5)α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°；该簇合物交流磁化率在低温部分表现出一定的频率依赖性，可能具有单分子磁体行为；