[发明专利]一种bteb构筑的双核钴配合物的制备、结构和磁应用

说明书

本发明公开了一种双核钴配合物的制备和磁应用。该配合物的化学式为：[(CoCl₂)₂(μ‑bteb)]·4DMF，其中bteb为1,4‑二[[2,2':6',2”‑三联吡啶]‑4'‑基]苯。该钴配合物属于单斜晶系，空间群为I2/a。其分子结构由两个Co(II)离子，一个bteb桥联配体，两个Cl^‑组成。每个五配位的Co(II)金属中心位于CoN₃Cl₂变型三角双锥配位几何构型中。bteb配体桥联两个五配位的Co(II)金属中心形成双核结构。将0.1mmol CoCl₂·6H₂O和0.05mmol bteb与6mL二甲基甲酰胺(DMF)在室温混合搅拌20分钟。将上述反应混合物转入25mL聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，在160℃下加热72h。冷却后得到上述钴配合物。磁性研究表明该配合物中Co(II)离子之间存在弱反铁磁相互作用。此外，Co(II)离子存在较强的磁各项异性与/或较低的激发态分布。研究表明其在磁光材料领域可得以应用。

技术领域

本发明属于配合物技术领域，具体涉及一种bteb构筑的双核钴配合物的制备、晶体结构及其磁应用。

背景技术

多齿N-杂环配体由于其共轭芳香性具有优良的电化学、光物理和光化学性质。其分子内有共轭大π键，使得该配体具有很强的σ给电子和π受电子能力，空间位阻小，吡啶环上的N原子对多数的金属有很强的配位能力，可以直线传递电子，且配位中心可以形成立体异构，可以很好控制系统的几何构型。双三联吡啶配体桥连金属离子可以构筑一维至三维无限伸展的结构。具有两个反式-三联吡啶配位点的π-共轭N杂环配体1,4-双[[2,2':6',2”-三联吡啶]-4'-基]苯(bteb)受到研究者的青睐。

发明内容

本发明的目的：提供一种双核钴配合物的结构及其制备和磁应用。

本发明的思路：采用1,4-双[[2,2':6',2”-三联吡啶]-4'-基]苯有机配体与氯化钴通过溶剂热法获得双核钴配合物。

双核钴配合物的结构见附图1。本发明所述四核锌配合物的化学式为[(CoCl2)2(μ-bteb)]·4DMF，其中bteb为1,4-二[[2,2':6',2”-三联吡啶]-4'-基]苯。该配合物属于单斜晶系，空间群为I2/a，其晶胞参数为a＝11.6001(6)，b＝26.5360(11)，c＝13.3378(8)，α＝90°，β＝108.131(6)，γ＝90°，V＝3901.8(4)。

上述双核钴配合物的磁性质研究：

从附图2，双核钴配合物变温磁化率χ_MT-T可以看出，在外加磁场为1kOe，温度范围为2-300K，χ_MT值从4.534cm³·mol^-1·K(T＝3K)增大到6.796cm³·mol^-1·K(T＝300K)，室温下χ_MT的值高于其单核钴离子的仅自旋值3.76cm³·mol^-1·K(S＝3/2,g＝2.0)，说明其有旋轨偶合作用。随着温度的升高χ_MT值逐渐增大，这一现象说明磁交换参数J0，即配合物中Co(II)离子之间是反铁磁的磁相互作用。通过居里-外斯定律[χ_M＝C/(T-θ)](附图3)，计算得出居里常数C＝6.88cm³·mol^-1·K，外斯常数θ＝-4.12K，θ为负值进一步证明配合物中Co(II)离子之间存在弱的反铁磁相互作用。双核钴配合物在不同温度下的变场磁化强度图(附图4)表明，M值均随着外场的增加而增加，在7T时，钴配合物的磁化强度在2.5K下达到6.04NμB，其在各不同温度(2.5-10.0K)下的M-H没有重合，且均未达到饱和。这些结果表明了配合物系统中Co(II)较强的磁各项异性与/或较低的激发态分布。研究表明其在磁性材料领域可得以应用。