[发明专利]一种4‑环丙基‑4H‑1,2,4‑三氮唑合铁化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于分子基磁性材料领域，涉及一种4-环丙基-4H-1,2,4-三氮唑合铁化合物及其制备方法。

背景技术

随着微电子的迅速发展，分子水平的电子器件材料的研究越来越受到人们的关注。其中，分子双稳性与分子水平上的新型信息存储、光开关、热开关等分子电子器件材料密切相关，成为当前化学、物理和材料科学的研究热点之一。而目前研究最为广泛而深入的分子双稳现象之一是过渡金属配合物的自旋交叉现象，具有此现象的配合物被称为自旋交叉化合物，该类化合物在一种持久外界微扰(如温度、压力、光辐射等)下，就可能发生一种稳定态向另一种稳定态的转变，从而起到信息存储和开关的作用。利用这些性质可将它们做成多种显示器的活性元件、温度传感器、光开关及信息记忆、存储等多种分子基材料器件。

在自旋交叉化合物体系中，金属离子、桥联配体、端基配体、阴阳离子、配位溶剂分子，甚至未发生配位的晶格溶剂分子均对化合物的磁性质有影响。因为分子内磁耦合主要通过桥基传递超交换作用，因此，在众多的影响因素中，桥基的选择起着至关重要的作用。它调控着顺磁中心的距离，磁轨道的叠加程度，并提供磁相互作用电子传递的途径。目前广泛采用的桥基都是一些较简单的共扼小分子配体，如氰根、三氮唑类、叠氮酸根及其衍生物、二氰胺、羧酸根和草酸根及其衍生物以及其他的小分子桥。其中，由于1,2,4-三氮唑及其衍生物兼有吡唑和咪唑的配位特点，是配位能力较强的桥连配体，目前已合成并表征了大量的单核、多核和多维化合物。这些配体能够以1,2-位上的氮原子与金属离子配位形成N1,N2-桥连模式，对于4-位未取代的1,2,4-三氮唑衍生物能通过2,4-位上的氮原子形成N2,N4-桥连模式，这种N2,N4-桥连模式同金属酶中咪唑的N1,N3-桥连模式类似。对于三唑类化合物的特殊用途还表现在分子器件化的设计上，合成具有不同维数的金属配合物乃是完成器件化至关重要的一步。

在已报道的三氮唑衍生配合物中，基于4-取代的1,2,4-三氮唑配体的化合物操作温度最高，但其单晶培养困难。所以，设计合成具有明确晶体结构的4-取代-1,2,4-三氮唑化合物显得尤为重要。基于此，本发明主要研究高效、低成本且具有明确晶体结构的化合物的设计与合成。本发明即选用4-环丙基-1,2,4-三氮唑在室温条件下，设计和合成一种基于4-环丙基-1,2,4-三氮唑的自旋交叉化合物。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种4-环丙基-4H-1,2,4-三氮唑合铁化合物及其制备方法。本发明的另一个目的在于提供4-环丙基-4H-1,2,4-三氮唑合铁化合物及其在制备信息存储材料方面的应用。

一种4-环丙基-4H-1,2,4-三氮唑合铁化合物，其结构式如下所示：

本发明一种4-环丙基-4H-1,2,4-三氮唑合铁化合物的制备方法，具体如下：

采用的是室温下溶剂扩散法，配置1-2mol/L的Fe(ClO₄)₂水溶液，并置于试管下层，随后缓缓滴入甲醇与水体积比1～0.6：1的混合溶剂作为缓冲层，接着将1mol/L 4-环丙基-4H-1,2,4-三氮唑的甲醇溶液置于试管最上层，4-环丙基-4H-1,2,4-三氮唑与Fe(ClO₄)₂的摩尔比为1.5～0.56：1；最后用封口膜封口并置于室温下，两周后即可得到淡黄色的块状单晶。

本发明以甲醇与水的混合溶剂作为缓冲层，避免了配体溶液与金属离子溶液的直接接触，从而减慢扩散速度，使其成长为具有规则形状并可用于晶体结构表征的单晶。

本发明的优点在于：

(1)反应操作简便易行；

(2)反应产率高，所得产品纯度高；

(3)本发明所采用的配体生产成本低，利于应用化生产。

附图说明

图1为本发明所选用配体的结构示意图。

图2为本发明化合物的结构示意图。

图3为本发明化合物的变温磁化率曲线。

具体实施方式

实施例1

将1mol/L的Fe(ClO₄)₂水溶液2mL置于试管下层，随后缓缓滴入甲醇与水体积比1:1的混合溶剂作为缓冲层，接着将3mL含有4-环丙基-4H-1,2,4-三氮唑(1mol/L)的甲醇溶液置于试管最上层，最后用封口膜封口并置于室温下，两周后即可得到淡黄色的块状单晶。产率(以Fe²⁺计)：40％。