一种具有反铁磁偶合作用的四核镍配合物及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种具有反铁磁偶合作用的取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物及其合成方法，所述配合物的分子式为[Ni

A four core nickel complex with antiferromagnetic dipole coupling and a method for synthesizing the same

The invention discloses a four core nickel complex with a substituted imidazole two carboxylic acid compound with antiferromagnetic coupling and a synthesis method thereof, wherein the molecular formula of the complex is [Ni

【技术实现步骤摘要】
一种具有反铁磁偶合作用的四核镍配合物及其合成方法
本专利技术属于配位化学领域，具体涉及到一种具有反铁磁偶合作用的取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物；同时涉及到一种取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物的合成方法。
技术介绍
随着现代测试技术以及化学键理论的发展，在无机化学和材料化学领域，配合物的研究进入了新的阶段。目前，人们更加着重于多核配合物的应用性质的研究。研究发现，多核配合物的制备更多的依赖于采用经过精心设计的多齿桥连配体。多核配合物除了在结构上具有优势之外，在应用领域，例如磁材料、催化、敏感材料、离子交换等等方面有着巨大的应用前景。一般来说，当使用具有多个配位点的柔性配体与金属配位，在具有含有氮原子的辅助端基配体如吡啶或者乙睛存在下，常常容易形成多核的配合物结构。因此，人们对咪唑二羧酸(H3IDC)及其2-位取代衍生物产生了比较大的兴趣，此类配体携有六个配位原子:两个咪唑氮原子以及四个羧酸氧原子，可以构筑相当数量的多核配合物结构。但是文献鲜见报道，因此设计、合成具有新奇结构和特殊性能的咪唑二羧酸及其2-位取代衍生物类配合物有着重要的科学意义和实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供具有反铁磁偶合作用的取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物，并提供其制备方法。本专利技术所采用的技术方案为：选择芳香基取代的咪唑二羧酸配体2-(间羟基)苯基-4,5-咪唑二羧酸(m-OHPhH3IDC)，在吡啶存在下，采用乙腈和水的混合溶剂，溶剂热下与醋酸镍反应，合成一个结构新颖的四核镍金属配合物。本专利技术的具有反铁磁偶合作用的取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物的分子式为[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]，晶体空间群属于单斜C2/c，两组相邻Ni(II)通过m-HOPhHIDC2-配体的两个羧基O和两个咪唑N原子连接起来形成四核结构，其中存在两种配位环境稍有差异的Ni(II)离子：Ni(1)和Ni(2)都是六配位与来自m-HOPhHIDC2-的两个氮原子和两个氧原子以及来自两个吡啶分子的两个氮原子配位，四个Ni(II)被四个m-HOPhHIDC2-配位形成了八个稳定的Ni–N–C–C–O五元环，Ni(1)…Ni(2)和Ni(1)…Ni(2A)金属间距离分别为0.6489nm和0.6439nm，接近于正四边形，来自于苯环上的羟基和相邻四核基团上未配位的羧基氧之间形成了O-H…O分子间氢键，从而连接相邻的四核[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]基团形成长链，进而这些长链在平行苯环间的π-π堆积力作用了下形成了三维的固态超分子结构。本专利技术所述配合物的合成方法括以下步骤：将四水合硝酸镍Ni(OAc)2×4H2O(14.6-29.2mg,0.05-0.10mmol),2-(间羟基)苯基-4,5-咪唑二羧酸m-OHPhH3IDC(15.6-31.2mg,0.05-0.10mmol),吡啶pyridine(0.2-0.4mL)和乙腈与水CH3CN/H2O(3/4,7-14mL)的混合物搅拌后，放于25毫升具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中,置于烘箱内在160°C下反应72-80小时后自然冷却至室温。得到绿色棒状晶体[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]，先用蒸馏水冲洗后，于空气中自然干燥(以镍为基准产率为69-72%)，晶体在空气中稳定。本专利技术的有益效果如下：低温下即可合成配合物[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]，且此配合物具有反铁磁偶合作用，配合物结构独特，合成技术简单、安全、产物纯度高且测量方法准确新颖。附图说明图1四核配合物[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]的合成路线图。图2四核配合物[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]的晶体结构（氢原子省略）图。图3四核配合物[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]的三维超分子结构图。图4四核配合物[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]的热失重曲线图。图5四核配合物[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]的χMT~T和χM-1~T图。具体实施方式本专利技术以下将结合实施例作进一步描述：本专利技术的具有反铁磁偶合作用的取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物的分子式为[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]，晶体空间群属于单斜C2/c，两组相邻Ni(II)通过m-HOPhHIDC2-配体的两个羧基O和两个咪唑N原子连接起来形成四核结构，其中存在两种配位环境稍有差异的Ni(II)离子：Ni(1)和Ni(2)都是六配位与来自m-HOPhHIDC2-的两个氮原子和两个氧原子以及来自两个吡啶分子的两个氮原子配位，四个Ni(II)被四个m-HOPhHIDC2-配位形成了八个稳定的Ni–N–C–C–O五元环，Ni(1)…Ni(2)和Ni(1)…Ni(2A)金属间距离分别为0.6489nm和0.6439nm，接近于正四边形，来自于苯环上的羟基和相邻四核基团上未配位的羧基氧之间形成了O-H…O分子间氢键，从而连接相邻的四核[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]基团形成长链，进而这些长链在平行苯环间的π-π堆积力作用了下形成了三维的固态超分子结构。实施例1将四水合硝酸镍Ni(OAc)2×4H2O(21.9mg,0.075mmol)，2-(间羟基)苯基-4,5-咪唑二羧酸m-OHPhH3IDC(23.4mg,0.075mmol)，吡啶pyridine(0.3mL)和乙腈与水CH3CN/H2O(3/4,10mL)的混合物搅拌后，放于25毫升具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，置于烘箱内在160°C下反应76小时后自然冷却至室温，得到绿色棒状晶体[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]，先用蒸馏水冲洗后，于空气中自然干燥(以镍为基准产率为71%)，晶体在空气中稳定。实施例2将四水合硝酸镍Ni(OAc)2×4H2O(14.6mg,0.05mmol)，2-(间羟基)苯基-4,5-咪唑二羧酸m-OHPhH3IDC(15.6mg,0.05mmol)，吡啶pyridine(0.2mL)和乙腈与水CH3CN/H2O(3/4,7mL)的混合物搅拌后，放于25毫升具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，置于烘箱内在160°C下反应72小时后自然冷却至室温，得到绿色棒状晶体[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]，先用蒸馏水冲洗后，于空气中自然干燥(以镍为基准产率为72%)，晶体在空气中稳定。实施例3将四水合硝酸镍Ni(OAc)2×4H2O(29.2mg,0.10mmol)，2-(间羟基)苯基-4,5-咪唑二羧酸m-OHPhH3IDC(31.2mg,0.10mmol)，吡啶pyridine(0.4mL)和乙腈与水CH3CN/H2O(3/4,14mL)的混合物搅拌后，放于25毫升具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，置于烘箱内在160°C下反应80小时后自然冷却至室温。得到绿色棒状晶体[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]，先用蒸馏水冲洗后，于空气中自然干燥(以镍为基准产率为69%)，晶体在空气中稳定。本专利技术四核配合物[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]晶体空间群属于单斜C2/c。如图2所示,两组相邻Ni(II)通过m-HOPhHIDC2-配体的两个羧基O和两个咪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有反铁磁偶合作用的取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物配合物，其特征在于：所述配合物的的分子式为[Ni

【技术特征摘要】
1.一种具有反铁磁偶合作用的取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物配合物，其特征在于：所述配合物的的分子式为[Ni4(m-HOPhHIDC)4(py)8]，晶体空间群属于单斜C2/c，两组相邻Ni(II)通过m-HOPhHIDC2-配体的两个羧基O和两个咪唑N原子连接起来形成四核结构，其中存在两种配位环境稍有差异的Ni(II)离子：Ni(1)和Ni(2)都是六配位与来自m-HOPhHIDC2-的两个氮原子和两个氧原子以及来自两个吡啶分子的两个氮原子配位，四个Ni(II)被四个m-HOPhHIDC2-配位形成了八个稳定的Ni–N–C–C–O五元环，Ni(1)…Ni(2)和Ni(1)…Ni(2A)金属间距离分别为0.6489nm和0.6439nm，接近于正四边形，来自于苯环上的羟基和相邻四核基团上未配位的羧基氧之间形成了O-H…O分子间氢键，从而连接相邻的四核[Ni4(m-...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秋颖，林肖漪，冯子祎，
申请(专利权)人：黄秋颖，
类型：发明
国别省市：河南,41