一种可精细调控结构的锰二价离子顺磁化合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种可精细调控结构的Mn2型顺磁化合物及其制备方法与应用；所述可精细调控结构的Mn2型顺磁化合物，是通过对配合物前躯体配体的修饰后再引入到相同的多阴离子框架当中实现的。所述方法包括Mn-Salen型双核化合物的合成、Mn-Salen溶液的制备、多阴离子水溶液制备步骤，再将Mn-Salen溶液滴加到多阴离子水溶液中，在40~50℃下匀速搅拌4~10h，得到所述的Mn2型顺磁化合物。应用为所述可精细调控结构的Mn2型顺磁化合物在分子磁体上的应用。本发明专利技术首次实现了磁性配合物结构的精细调控，为磁性化合物性质的可控合成提供了全新的思路。本发明专利技术反应条件温和，成本较低，且进一步丰富了有机无机杂化材料的种类，为单个磁性分子性质的研究提供了新方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学材料制备
，具体涉及一种可精细调控结构的Mn2型顺磁化合物及其制备方法与应用。
技术介绍
单分子磁体所表现出的慢弛豫现象等是单个分子的行为。从结构角度说，单分子磁体应该是分立的，在磁学上也是完全分割的，否则分子间的相互作用可能会导致分子间磁交换或者磁性行为的改变，如铁磁性到反铁磁性。一些报道过的单分子磁体，虽然表现出了迷人的磁学行为，但是由于分子间距离相对较短，分子之间仍然会受到相互作用的影响。所以，完全去除掉分子间作用的磁学行为，仍然是当前分子学领域的主要挑战。目前，解决此类问题通常是在自旋载体中引入传统的大型无机阴离子或者有机配体，以拉长分子间的有机框架，以此来分隔磁学的相互作用。然而，传统的无机阴离子或者有机配体结构单一难以调控、缺少刚性骨架，并且容易与磁性配合物配位(而改变其原有结构)，而且，绝大多数有机配体通常被氢键所覆盖很容易形成多重的分子间氢键，无法真正的实现磁学上的分割。从分子内部结构分析，顺磁中心的角度和距离是决定分子磁性行为的重要因素，微小的差别就会产生截然不同的性质。为了获得特定的结构和行为的化合物，研究者们不得不通过大量的试验，改换各种不同的取代化和修饰化的配体以桥连顺磁载体，从众多的化合物中筛选出想要的化合物。换句话说，虽然一些多核化合物有相同的几何构型，但是由内部结构的细微差别，一些化合物仍然会表现出完全不同的磁学行为。这也说明，控制顺磁中心之间的相互作用是很困难的。直到今天，设计和合成具有特定磁性行为的化合物仍然是一个非理性的过程。每年都有很多关于新型顺磁化合物报道，虽然这些化合物中的一些是有相同几何构型的，研究者们也希望能够找出其结构的变化规律，但是到目前为止，无论通过修饰配体还是改变抗衡离子，仍没有一条明确的能够精确调控顺磁化合物结构的途径。因此设计、合成一条能够有效分割顺磁载体和精细调节顺磁载体结构的途径在分子磁学
就显得尤为重要了。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种可精细调控结构的Mn2型顺磁化合物；第二目的在于提供一种可精细调控结构的Mn2型顺磁化合物的制备方法；第三目的在于提供一种该化合物应用。本专利技术的第一目的是这样实现的，是经不同二胺配体修饰的Mn-Salen型双核化合物的合成、Mn-Salen溶液的制备、多阴离子水溶液制备步骤，再将Mn-Salen溶液滴加到多阴离子水溶液中， 在4(T50°C下匀速搅拌4 10h，得到所述的Mn2型顺磁化合物，所述调控是通过对配合物前躯体配体的修饰后再引入到相同的多阴离子框架当中实现的。本专利技术的第二目的是这样实现的，包括以下步骤: A、分别合成由乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺修饰的Salen配体Mn-Salen型双核化合物2Na 20H20 (I)、2Na 18H20 (2)、2Na 17H20 (3)； B、分别将三种Mn-Salen型双核化合物溶于C2H5OH-CH3OH-H2O的混合溶剂中，得到Mn-Salen 溶液； C、将多阴离子化合物溶于水中，得到多阴离子水溶液； D、将Mn-Salen溶液滴入多阴离子水溶液中，在4(T50°C下匀速搅拌4 10h，得到所述的Mn2型顺磁化合物。本专利技术的第三目的是这样实现的，可精细调控结构的Mn2型顺磁化合物在 上的应用。我们研究表明:分子间的磁交换作用不仅决定于配体的配位模式，同时受到分子间相互作用的影响。通常来说，具有相同 几何构型化合物的磁交换模式和交换常数，可以通过调节配体的刚性/柔性实现调节。然而，调变配体的同时分子的堆积模式和化学环境也发生了改变，这就使得调节配体后，所得到的化合物的磁性间没有明显的递变规律。我们最近的研究表明在磁性前躯体中引入多阴离子就可以很好的解决这方面的问题。大多数经典的多阴离子是由定义良好的巨型的抗磁性的无机单元组成的，通过引入多阴离子，由于分子间距离的加大磁性单元之间的分子间相互作用可以得到有效的降低。更重要的是，多阴离子三维有序的排列为磁性前躯体提供了一个理想的稳定而均一的化学环境，在多酸三级结构中，磁性前躯体的结构和性质就能够通过配体的调变实现精细调控。多酸是由纳米尺寸的阴离子，抗衡阳离子晶格水等组成的离子型晶体。这类材料经常表现出类沸石的孔道结构。更重要的是，其孔道的尺寸和性质是可以通过不同的阴离子和框架进行精细调控的。如果将不同的磁性前躯体引入到多酸的孔道结构当中，那么不仅分子间的相互作用可以被无机的抗磁性的多酸单元有效的屏蔽掉，同时顺磁中心的角度和键长也可以通过引入不同的多酸单元和框架结构而得到调节。本专利技术对磁性配合物结构的精细调控提供了一个全新的思路，为磁性可控的磁性化合物提供了一个新的途径。与现有技术相比: 1、本专利技术首次实现了磁性配合物结构的精细调控，为磁性化合物性质的可控合成提供了新的思路； 2、本专利技术采用使用常规的混合溶剂反应，反应条件温和，成本较低； 3、本专利技术在调控Mn2顺磁化合物结构的同时，进一步丰富了有机无机杂化材料的种类； 4、本专利技术在调控磁性化合物结构的同时，对单个的磁性分子实现了进一步分割，为单个磁性分子性质的研究提供了新的方法。附图说明图1是化合物I的晶体结构 图2是化合物2的晶体结构 图3是化合物3的晶体结构图；图4是化合物I的变温直流磁化率； 图5为化合物2的变温直流磁化率； 图6为化合物3的变温直流磁化率。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或改进，均落入本专利技术的保护范围。本专利技术所述的一种可精细调控结构的Mn2型顺磁化合物是经不同二胺配体修饰的Mn-Salen型双核化合物的合成、Mn-Salen溶液的制备、多阴离子水溶液制备步骤，再将Mn-Salen溶液滴加到多阴离子水溶液中，在4(T50°C下匀速搅拌4 10h，得到所述的Mn2型顺磁化合物，所述调控是通过对配合物前躯体配体的修饰后再引入到相同的多阴离子框架当中实现的。本专利技术所述的可精细调控结构的Mn2型顺磁化合物的制备方法，包括以下步骤: A、分别合成由乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺修饰的Salen配体Mn-Salen型双核化合物2Na 20H20 (I)、2Na 18H20 (2)、2Na 17H20 (3)； B、分别将三种Mn-Salen型双核化合物溶于C2H5OH-CH3OH-H2O的混合溶剂中，得到Mn-Salen 溶液； C、将多阴离子化合物溶于水中，得到多阴离子水溶液； D、将Mn-Salen溶液滴入·多阴离子水溶液中，在4(T50°C下匀速搅拌4 10h，得到所述的Mn2型顺磁化合物。Schiff碱配体的合成路线为:将4.88g、40mmol的水杨醒分别与20mmol的(乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺)混合于50mL的无水乙醇中，回流30min，得到淡黄色的Schiff碱配体的溶液。向所得到的的Schiff碱配体溶液中加入4.0g、20mmol的氯化猛，在室温下搅拌2h，得到深绿色的溶液，将该溶液过滤后，让溶剂自然挥发，3d后得到棕色(乙二胺、1，2-丙二胺生成的salen型配体)或绿色晶体(乙二胺、1，2_丙二胺生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可精细调控结构的Mn2型顺磁化合物，其特征在于是经不同二胺配体修饰的Mn?Salen型双核化合物的合成、Mn?Salen溶液的制备、多阴离子水溶液制备步骤，再将Mn?Salen溶液滴加到多阴离子水溶液中，在40~50℃下匀速搅拌4~10h，得到所述的Mn2型顺磁化合物，所述调控是通过对配合物前躯体配体的修饰后再引入到相同的多阴离子框架当中实现的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴琼，王海，
申请(专利权)人：昆明学院，
类型：发明
国别省市：