[发明专利]以1,10-菲啰啉-2,9-二羧酸为配体的单核镝配合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种以1,10‑菲啰啉‑2,9‑二羧酸为配体的单核镝配合物及其制备方法和和应用。该配合物的化学式为[Dy(L)(H₂L)]·4CH₃OH，其中，L为1,10‑菲啰啉‑2,9‑二羧酸脱去羟基氢原子，带一个单位负电荷；H₂L为1,10‑菲啰啉‑2,9‑二羧酸。该配合物的制备方法为：将Dy(NO₃)₃·6H₂O和1,10‑菲啰啉‑2,9‑二羧酸置于甲醇中，在pH＝7.9‑8.5的条件下加热反应，反应物冷却，有晶体析出，收集晶体，即得。本发明所述配合物表现出明显的场诱导单离子磁体行为，且其在DMF溶液中具有优异的光致发光性质，因而能够用于制备磁性材料和敏化剂。

技术领域

本发明涉及一种以1,10-菲啰啉-2,9-二羧酸为配体的单核镝配合物及其制备方法和应用，属于磁性材料技术领域。

背景技术

如何将两种功能结合到一个简单配合物中形成双功能分子基材料是近年来配位化学家研究的热点，而将两个特征结合到一个分子实体中是提供双功能分子基材料的一种有效方法。镧系元素在单分子磁体(Single-Molecule Magnets,SMMs)领域的研究中展现出优异的分子磁性和光学性能，并且在高密度数据存储，量子计算，发光二极管，生物荧光标记中具有巨大的应用潜力。因此镧系元素作为构建发光单分子磁体的优选载体。由于镧系离子强的自旋轨道耦合效应和显著的磁各向异性，学家们已经报道了许多含镧系元素的SMMs，包括3d-4f和纯的4f基的多核SMMs，并且显示出优异的有效能垒(U_eff)和阻塞温度(T_B)。值得注意的是，Dy(III)离子因为它具有Kramers基态(⁶H_15/2)和大的磁矩，并且具有大的Ising型磁各向异性，Dy(III)离子已经被广泛用于设计合成许多具有单核，多核和多维结构的SMMs。其中单核单分子磁体也叫单离子磁体(Single-Ion Magnets,SIMs)，因为其具有简单的分子结构，便于与理论计算研究相结合，有助于研究单轴磁各向异性和空间构型之间的构效效应，所以成为大家关注的热点。

给晶体材料一定的压力作用可以达到破坏分子间作用力的目的，从而引起发光颜色的变化，而且某些条件下部分材料能实现分子结构的恢复，从而实现可逆的压力变色发光。无独有偶，单离子磁体的磁弛豫行为对自旋金属中心的配位环境非常灵敏，外部条件的作用必然导致慢弛豫行为的改变。

有机电致发光(OLED)是新一代的成像技术，目前在手机、电视等领域已经得到了广泛的应用。作为其核心的发光材料，目前商用的绿光和红光材料都是铱配合物。但是铱配合物的合成条件比较苛刻，需要在100℃以上长时间加热，然后进行纯化，真空升华率也受到限制。如果能够实现配合物的室温快速和高效合成，并提高其升华率，将大大降低材料和器件的生产成本，促进其产业化进程。近期，左景林课题组把硫原子引入到配体中，由于硫原子的半径和变形性较大，和过渡金属的结合比较容易，实现了铱配合物的室温快速合成和超高真空升华率，并显示了很好的OLED器件性能(X.D.Huang,M.Kurmoo,S.S.Bao,K.Fan,Y.Xu,Z.B.Hua,L.M.Zheng.Coupling photo-,mechano-and thermochromism and single-ion-magnetism of two mononuclear dysprosium-anthracene-phosphonate complexes[J].Chem.Commun.,2018,54,3278-3281.)。

光存储和磁存储作为信息存储的两大主要存储技术，在信息大爆炸的今天依然是发展存储技术的主流方向，同时整合两者以实现功能互补的存储技术非常必要。压致发光变色材料和单离子磁体在信息存储方面具有潜在的应用前景，引起人们广泛的关注，然而同时兼顾两者的研究鲜有报道。目前尚未见有以1,10-菲啰啉-2,9-二羧酸为配体与镧系元素镝合成得到的单核配合物同时具有场诱导SIM行为和良好发光性能的相关报道。

发明内容