[发明专利]一种Zig-Zag型镝基配位簇合物的合成方法及其应用

说明书

本发明基于特殊簇合物拓扑结构在构建镝基分子磁体性能中所扮演的重要角色，同时鉴于Zig‑Zag型镝基配位簇合物的稀缺性，公开了一种Zig‑Zag型镝基配位簇合物的合成方法及其应用。该簇合物以硝酸镝、双(3‑乙氧基水杨醛)缩氮氧吡啶‑2,6‑二甲酰腙与三乙胺为反应原料，使用甲醇‑乙腈为混合溶剂，在真空溶剂管通过低温溶剂热法而合成。其分子结构中，3个酰腙配体分子共同螯合并桥连6个Dy^III离子，使得Dy^III离子以链状的方式排列，形成罕见的Zig‑Zag型离散簇合物结构。该镝基配位簇合物的交流磁化率在零场下表现出明显的频率依赖性，具备单分子磁体行为特征，在分子基磁性材料领域具备潜在的利用价值。

技术领域

本发明属于新型分子基磁性材料的领域，特别是一种Zig-Zag型镝基配位簇合物的合成方法及其应用。

背景技术

作为分子基磁性材料的重要类型之一，单分子磁体在高密度信息存储、量子计算及分子自旋电子器件等领域具备可喜的应用前景。稀土离子家族之中的Dy^III离子，因其所具备的强磁各向异性，是合成单分子磁体的首选自旋载体之一。尤其是当这些镝离子在配体的组装下形成具有特殊拓扑结构的配位簇合物后，各镝离子的磁轴可能呈现特定的排列方式，从而使得簇合物具备奇妙的磁性能。如在一些三角状的三核镝簇合物中，3个镝离子的磁轴的环状递变的排列方式，就可使得系统具备迷人的环形磁矩。

Zig-Zag型分子拓扑在多数无限结构的配位聚合物较为常见。然而，此种拓扑结构在离散型配位簇合物中极为少见。而在镝基配位簇合物中，尤其是可应用于单分子磁体的镝基配位簇合物中，尚未检索到具有Zig-Zag型分子拓扑的体系。鉴于特殊分子拓扑在镝基配位簇合物磁性能中所扮演的关键角色，以及具有Zig-Zag型分子拓扑的镝基配位簇合物的稀缺性，发展一种此类分子的合成方法，对于此类分子基磁性材料应用进程推进，无疑具有十分重要的意义与价值。

发明内容

本发明主要提供一种Zig-Zag型镝基配位簇合物的合成方法与应用。

本发明所涉及的一种Zig-Zag型镝基配位簇合物，其特征在于其化学式组成为：[Dy₆(bepho)₃(NO₃)₆(CH₃OH)₃(H₂O)₃]·5CH₃OH·CH₃CN·2H₂O，其中H₄bepho为双(3-乙氧基水杨醛)缩氮氧吡啶-2，6-二甲酰腙配体。该簇合物结晶于三斜晶系、空间群，其晶胞参数为：α＝81.0620(2)°，β＝89.190(2)°，γ＝89.782(2)°；Z＝2，ρ_calc(g/cm³)＝1.908g·cm^–3，μ＝4.235mm^–1，F(000)＝2978.0。详细的晶体学数据见下表1。

表1.簇合物的晶体学参数

该发明所述一种Zig-Zag型镝基配位簇合物的合成方法，其具体步骤为：

(1)称取氮氧吡啶-2,6-二甲酰肼(0.844g，4mmol)，将其溶于70mL甲醇溶液中。在80℃回流条件下，将溶于10mL甲醇的3–乙氧基水杨醛(1.329g，8mmol)溶液缓慢滴加到上述氮氧吡啶-2,6-二甲酰肼的甲醇溶液中。反应保持回流12h后，冷却至室温。将溶液中所析出的淡黄色固体抽滤，用冷甲醇洗涤，室温晾干，即得合成一种Zig-Zag型镝基配位簇合物所用的双(3–乙氧基水杨醛)缩氮氧吡啶-2,6-二甲酰腙配体(H₄bepho)。