一种自旋交叉荧光双功能配合物、制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于分子双稳态材料技术领域，公开了一种自旋交叉荧光双功能配合物、制备方法及其应用，该配合物由二价铁、席夫碱配体L1和荧光配体PPD组成。该配合物具有明确的单晶结构、高的热稳定性、较强的荧光发射以及热诱导的自旋交叉行为，本发明专利技术配合物利用配位键结合自旋交叉中心和荧光配体，通过挥发的方法制备得到，制备方法简单易操作，产率高，晶体纯度高，得到的功能材料化学性质稳定，易于大面积推广应用。可用于制作荧光发光器件、信息存储器件或者磁光传感器件。或者磁光传感器件。或者磁光传感器件。

【技术实现步骤摘要】
一种自旋交叉荧光双功能配合物、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于分子双稳态材料
，涉及一种自旋交叉荧光双功能配合物、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]分子基磁体作为一种磁存储材料，其在信息存储和分子开关等领域具有潜在的应用前景。想要实现材料的存储和开关功能，就需要分子磁性材料具有磁性双稳态。磁性双稳态是指在温度、光或压力等外界条件刺激下分子会在两种稳定的电子状态之间切换。分子基磁性材料的磁性来源于分子中具有未成对电子的顺磁中心之间的磁偶合。这些磁偶合既来自于分子内相互作用，也来自于分子间相互作用。由于分子结构的可控性和多样性，配体导致的配体场强度的变化以及多变的分子堆积方式，分子基磁性材料具有多种磁学性质，常见性质主要包括抗磁性、顺磁性、反铁磁性、亚铁磁性和铁磁性，此外还发现了新的性质，如自旋交叉，电荷转移、单分子磁体和单链磁体等。
[0003]具有自旋交叉现象的过渡金属配合物是研究最为广泛、最具有潜在应用前景的分子双稳态材料之一。自旋交叉配合物可以在室温附近实现高自旋态和低自旋态之间的转换。自旋交叉现象是指具有d4‑7电子构型的过渡金属配合物在外界条件如温度、光照、压力等发生变化时，金属离子表现出高自旋和低自旋两种稳定的状态。在八面体配体场中，d轨道发生能级分裂产生两个轨道，分别为e
g
和t
2g
。在弱的配体场中，晶体场分裂能Δ小于电子成对能P，电子趋向于平行分布在e
g
和t
2g
轨道，此时即为高自旋态。反之，在强的配体场中，晶体场分裂能Δ大于电子成对能P，电子在占据e
g
轨道之前，先完全占据t
2g
轨道，此时即为低自旋态。
[0004]由于其具有的磁性双稳态的特性，自旋交叉材料在分子开关、数据存储和显示器件等领域中有潜在的应用价值。自旋交叉材料所具有的高低两种自旋态分别对应分子开关功能的开和关，这两种状态可以随着外界刺激的变化和发生切换。当分子处于开的状态时，它可以执行某些指令，而处于关的状态时，它必须处于非活动的状态，这两种状态输出的信号是完全不同的。如果要实现分子的存储功能，那么其发生的自旋转变行为必须是突变型的且伴随着滞后现象，如热滞行为。如果没有发生这类行为，那么一旦外界的扰动停止，输入的信息就会被清除，即分子无法发生记忆行为。通常当分子存在强相互作用时，更容易具有协同效应，从而发生滞后行为。当分子处于滞回曲线之间的某一温度时，信息被存储，温度低于转变温度时，信息删除。为了实现自旋交叉材料的应用，将多功能基元引入到该类自旋交叉材料中，设计与构筑具有自旋交叉双稳态的多功能分子材料是一项很有意义的研究方向。

技术实现思路

[0005]金属离子的自旋跃迁不仅涉及自旋态和磁性的变化，还涉及其他物理性质。导致电子重排的自旋跃迁引起电荷重分布以及分子电偶极矩的变化。因此，导电性也会发生变
化。此外，显著的结构变化，包括SCO过程中金属离子配位球的收缩和/或膨胀，足以设计出巨大的热膨胀材料。在近几年的报道中，自旋交叉与铁电、热膨胀、介电等多种功能结合，从而得到双功能配合物，使其应用更加广泛并且便利。
[0006]为了弥补现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一类自旋交叉
‑
荧光双功能配合物、制备方法及其应用。本专利技术的自旋交叉
‑
荧光双功能配合物具有明确的单晶结构、高的热稳定性、较强的荧光发射功能。该材料表现出了热诱导的自旋交叉行为，同时可以发射荧光。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种自旋交叉荧光双功能配合物，该配合物具有式(Ⅰ)的结构式FeL(PPD)2(Ⅰ)；
[0009]式(Ⅰ)中L为席夫碱配体，PPD为荧光配体；
[0010][0011]本专利技术提供了式(Ⅰ)所示的自旋交叉荧光双功能配合物的制备方法，包括如下步骤：
[0012](a)4
‑
(芘
‑1‑
基)吡啶与吡啶与吡啶
‑4‑
硼酸反应，得到荧光配体PPD；
[0013](b)2,2'
‑
((1,2
‑
亚苯基双(氮二基))双(亚甲基)双(3
‑
氧代丁酸二乙酯)与醋酸亚铁反应，得到中间体FeL(MeOH)2；
[0014](c)按照摩尔比2:1将PPD和FeL(MeOH)2混合，在室温下搅拌过夜，得到反应物的溶液；
[0015](d)将反应物的溶液置于惰性气体氛围中静置2周，得到式(Ⅰ)中的配合物。
[0016]进一步地，在上述技术方案中，在步骤(a)中，反应温度为120℃，反应时间为6
‑
8小时，反应溶剂为甲醇和四氢呋喃。
[0017]进一步地，在上述技术方案中，在步骤(b)中，反应温度为室温，反应时间为6
‑
8小时，反应溶剂为甲醇。
[0018]进一步地，在上述技术方案中，在步骤(c)中，所述PPD和FeL(MeOH)2溶解于甲醇和二氯甲烷。
[0019]有益效果
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0021]配合物FeL(PPD)2利用配位键结合自旋交叉中心和荧光配体，具有热诱导的自旋交叉行为，可以发射强烈的荧光。通过挥发的方法制备得到，制备方法简单易操作，产率高，
晶体纯度高，得到的功能材料化学性质稳定，易于大面积推广应用。可用于制作荧光发光器件、信息存储器件或者磁光传感器件。
附图说明
[0022]图1为FeL(PPD)2的结构图；
[0023]图2为FeL(PPD)2中分子间相互作用的示意图；
[0024]图3为FeL(PPD)2的粉末X射线衍射(PXRD)图谱与单晶衍射数据模拟的PXRD图谱的比较图；
[0025]图4为FeL(PPD)2的热重分析图；
[0026]图5为FeL(PPD)2在380nm激发波长下的在100K
‑
300K温度范围内的变温荧光发射光谱；
[0027]图6为FeL(PPD)2的磁性分析图。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、方案、流程和优点更加清楚明晰，结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明，值得注意的是，此处具体实施例仅作为解释说明本专利技术，并不用于限定本专利技术。下述实施例中，如无特殊说明，所使用的实验方法均为常规方法，所用材料、试剂等均可从化学公司购买。
[0029]实施例1
[0030]1、制备：
[0031](a)FeL1(MeOH)2的合成
[0032]氮气氛围保护下，将醋酸亚铁(12mmol,1.375g)和L1(10mmol,3.88g)溶于20mL的甲醇中，搅拌过夜，生成黑色沉淀，过滤后用甲醇洗涤三次，干燥，得到黑色固体状产物。
[0033](b)PPD的合成
[0034]氮气氛围保护下，将1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自旋交叉荧光双功能配合物，其特征在于，该配合物具有式(Ⅰ)的结构式；FeL(PPD)2(Ⅰ)，式(Ⅰ)中L为席夫碱配体，PPD为荧光配体；2.一种自旋交叉荧光双功能配合物的制备方法，其特征在于，使用如下方法制备：(a)4
‑
(芘
‑1‑
基)吡啶与吡啶与吡啶
‑4‑
硼酸反应，得到荧光配体PPD；(b)2,2'
‑
((1,2
‑
亚苯基双(氮二基))双(亚甲基)双(3
‑
氧代丁酸二乙酯)与醋酸亚铁反应，得到中间体FeL(MeOH)2；(c)按照摩尔比2:1将PPD和FeL(MeOH)2混合，在室温下搅拌过夜，得到反应物的溶液；(d)将反应物的溶液置于惰性气体氛围...

【专利技术属性】
技术研发人员：大塩寛紀，朱思文，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：