一种铁配合物及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铁配合物，其化学式为C50H54Fe6O25S6（1）；其中主配体为三羟甲基乙烷，辅助配体为Fe3O(2-噻吩甲酸)6，溶剂为：N,N-二甲基甲酰胺和乙腈；所得的晶体产率和纯度均较高。晶体解析表明：所述的铁配合物的晶体属于三方晶系，空间群均为R-3，晶胞参数分别为：a=17.842(3)?,b=17.842(3)?,c=34.966(7)?,α=β=90o,γ=120o；结构为：每个中心氧和6个铁离子连接，形成一个类-Lindqvist型的六核铁簇。每个六核铁簇被6个2-噻吩甲酸和4个三羟甲基乙烷所配位。磁性测试表明该化合物是反铁磁相互作用，在材料科学领域具有良好的应用前景。
【专利说明】一种铁配合物及其制备方法与应用
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【技术领域】
[0002] 本发明涉及多核金属簇化合物，具体为一种铁配合物及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0003] 近年来，通过金属离子与有机配体的配位来合成的多核金属簇化合物已经引起了 人们的极大兴趣。它们不仅具有新颖的结构，而且表现出有趣的性质或功能（Sessoli，R.; Tsai, H. -L. ; Schake，A. R. ; Wang, S. ; Vincent, J. B. ; Folting，K. ; Gatteschi， D. ; Christou, G. ; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1804; Delfs, C. ; Gatteschi，D. ; Pardi，L ; Sessoli，R. ; Wieghardt，K. ; Hande，D. Inorg. Chem. 1993，32，3099.)。由于这类化合物对于金属源及配体的选择有特定的限制，因而 设计和构筑这类具有特殊结构和性能的晶体材料具有很大的挑战。其中有一种策略是以金 属前驱体为金属源进行合成。从合成方法方面看，溶剂热合成是一种有效合成此类化合物 的方法 。(Zeng, Y. F. ; Hu, X. ; Xue, L. ; Liu, S. J. ; Hu, T. L. ; Bu, X. H. Inorg. Chem. 2012, 51, 9571; Han, S. D. ; Song, ff. C. ; Zhao, J. P. ; Yang, Q. ; Liu, S. J. ; Li, Y. ; Bu X. H. Chem. Commun·, 2013, 49, 871·)。这类材料的合成与探索，首先 对多核金属簇的构筑提供可靠的实验依据，另外该类化合物的磁性研究有助于理解配合物 中金属离子之间的相互作用。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种铁配合物及其制备方法，该材料是一种具有六核铁簇 的"铁-2-噻吩甲酸-三羟甲基乙烷"的聚合物，磁性测试表明该化合物是反铁磁相互作用。
[0006] 本发明的目的是这样实现的： 一种铁配合物，其化学式为C5(lH54Fe6025S 6 (1);其中主配体为三羟甲基乙烷，辅助配体为 Fe30 (2-噻吩甲酸）6，溶剂为：N，N-二甲基甲酰胺和乙腈； 所述的铁配合物的晶体属于三方晶系，空间群均为R-3,晶胞参数分别为：a = 17.842(3) A, b = 17.842(3) A, c = 34.966(7) A，σ=，= 90。，120。； 所述铁配合物的其结构是：每个中心氧和6个铁离子连接，形成一个类-Lindqvist型 的六核铁簇。每个六核铁簇被6个2-噻吩甲酸和4个三羟甲基乙烷所配位； 所述的铁配合的制备方法为： 将三羟甲基乙烧，Fe30(2-噻吩甲酸）6加入到N，N-二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶剂中， 将所得混合物通过溶剂热反应得到红色块状晶体，然后用乙腈洗涤，干燥； 所述的三羟甲基乙烷和Fe30(2-噻吩甲酸）6摩尔比为1:1?1:2 ; 所述的DMF与乙腈的溶剂比为1:3?1:7 ; 所述热反应的溶剂热条件为在80?120 °C下反应6-10天，自然冷却至室温； 所述的铁化合物的磁性测试表明六核铁簇内是反铁磁相互作用，可以应用于材料领 域。
[0007] 积极有益效果：本发明公开了一种铁配合物，其化学式为C5QH54Fe 6025S6(l);其中主 配体为三羟甲基乙烷，辅助配体为Fe30 (2-噻吩甲酸）6，溶剂为：N，N-二甲基甲酰胺和乙腈； 所得的晶体产率和纯度均较高。晶体解析表明：所述的铁配合物的晶体属于三方晶系，空 间群均为 R-3,晶胞参数分别为：a = 17.842(3) A, b = 17.842(3) A, c = 34.966(7) A， 0= 90°, r= 120°;结构为：每个中心氧和6个铁离子连接，形成一个类-Lindqvist 型的六核铁簇。每个六核铁簇被6个2-噻吩甲酸和4个三羟甲基乙烷所配位。磁性测试 表明该化合物是反铁磁相互作用，在材料科学领域具有良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为本发明的配位模式及多面体展示； 图2为本发明的变温磁化率（xmT_T)图； 图3为本发明的变场磁化率（M-Η)图； 图4为本发明的粉末XRD图。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步的说明： 一种铁配合物，其化学式为C5(lH54Fe6025S 6 (1);其中主配体为三羟甲基乙烷，辅助配体为 Fe30 (2-噻吩甲酸）6，溶剂为：N，N-二甲基甲酰胺和乙腈； 所述的铁配合物的晶体属于三方晶系，空间群均为R-3,晶胞参数分别为：a = 17.842(3) A, b = 17.842(3) A, c = 34.966(7) A，σ=，= 90。，120。； 所述铁配合物的其结构是：每个中心氧和6个铁离子连接，形成一个类-Lindqvist型 的六核铁簇。每个六核铁簇被6个2-噻吩甲酸和4个三羟甲基乙烷所配位； 所述的铁配合的制备方法为： 将三羟甲基乙烧，Fe30(2-噻吩甲酸）6加入到N，N-二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶剂中， 将所得混合物通过溶剂热反应得到红色块状晶体，然后用乙腈洗涤，干燥； 所述的三羟甲基乙烷和Fe30(2-噻吩甲酸）6摩尔比为1:1?1:2 ; 所述的DMF与乙腈的溶剂比为1:3?1:7 ; 所述热反应的溶剂热条件为在80?120 °C下反应6-10天，自然冷却至室温； 所述的铁化合物的磁性测试表明六核铁簇内是反铁磁相互作用，可以应用于材料领 域。
[0010] 实施例1 配合物的合成： 称取前驱体Fe30 (2-噻吩甲酸）615毫克和三羟甲基乙烷15毫克置于10毫升玻璃瓶 中，加入1毫升N，N-二甲基甲酰胺和4毫升乙腈，密封；在95 °C下反应8天，得到红色块 状晶体，然后用乙腈洗涤，干燥。
[0011] 对实施例1配合物的表征： (1)粉末衍射表征相纯度： 如图4所示，粉末衍射数据收集在Rigaku D/Max-2500衍射仪上完成，仪器操作电压为 40 kV，电流为100 mA，使用石墨单色化的铜靶X射线。固定扫描，发散偏离为Γ，接收狭缝 宽为0.3毫米。密度数据收集使用2 Θ/Θ扫描模式，在3°到80°范围内连续扫描完成， 扫描速度为8° /每秒，跨度为0.02° /每次。数据拟合使用CeriuS2程序，单晶结构粉末 衍射谱模拟转化使用Mercury 1.4. 2。
[0012] (2)晶体结构测定 如图1所示，在显微镜下选取合适大小的单晶，低温下T=293K在Rigaku RAXIS-RAPID 衍射仪上，用经石墨单色器单色化的Mo-Ka射线（1 = 0. 71073 A)，以w-φ方式收集衍射数 据。所有衍射数据使用SADABS程序进行吸收校正。晶胞参数用最小二乘法确定。数据还 原和结构解析分别使用SAINT和SHELXTL程序完成。先用差值函数法和最小二乘法确定全 部非氢原子坐标，并用理论加氢法得到主体骨架的氢原子位置，然后用最小二乘法对晶体 结构进行精修，结构见图3。晶体学衍射点数据收集与结构精修的部分参数见下表：
【权利要求】
1. 一种铁配合物，其特征在于：其化学式为C5(lH54Fe 6025S6 (1);其中主配体为三羟甲基 乙烷，辅助配体为Fe30(2-噻吩甲酸）6，溶剂为：N，N-二甲基甲酰胺和乙腈。
2. 如权利要求1所述的一种铁配合物，其特征在于：所述的铁配合物晶体属于三 方晶系，空间群均为R-3,晶胞参数分别为：a = 17.842(3) A，b = 17.842(3) A，c = 34.966(7) Α，σ=，= 90°，120。。
3. 根据权利要求1所述的一种铁配合物，其特征在于：所述铁配合物的其结构是：每个 中心氧和6个铁离子连接，形成一个类-Lindqvist型的六核铁簇；每个六核铁簇被6个 2-噻吩甲酸和4个三羟甲基乙烷所配位。
4. 如权利要求1所述的铁配合的制备方法为： 将三羟甲基乙烧，Fe30(2-噻吩甲酸）6加入到N，N-二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶剂中， 将所得混合物通过溶剂热反应得到红色块状晶体，然后用乙腈洗涤，干燥。
5. 根据权利要求1所述的一种铁配合物的制备方法，其特征在于：所述的三羟甲基乙 烷和Fe30(2-噻吩甲酸） 6摩尔比为1:1?1:2。
6. 根据权利要求1所述的一种铁配合物的制备方法，其特征在于：所述的N，N-二甲基 甲酰胺与乙腈的溶剂比为1:3?1:7。
7. 根据权利要求1所述的一种铁配合物的制备方法，其特征在于：所述热反应的溶剂 热条件为在80?120 °C下反应6-10天，自然冷却至室温。
8. 如权利要求1所述的铁化合物的磁性测试表明六核铁簇内是反铁磁相互作用，可以 应用于材料领域。
【文档编号】H01F1/42GK104231002SQ201410448160
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】赵振新, 马步伟, 任国建, 王永胜, 陈湘, 吕春旺, 张军帅 申请人:河南城建学院, 赵振新