一种具有反铁磁作用的锰配合物及其制备方法与流程

本发明属于配位化学领域，具体涉及一种具有反铁磁作用的锰配合物及其制备方法。

背景技术：

配位化学是在无机化学基础上发展起来的，主要是研究以共价键相结合的化合物的合成、结构、性质及其规律的一门边缘学科。它所研究的主要对象为配位化合物(简称配合物)。自从werner于1893年创立配位学说(1913年获得诺贝尔化学奖)至今已有100多年，在过去的一个世纪中“配体ligand”和“中心离子centreion”的概念大大扩充了，配位化学的内涵也有很大的发展。随着高新技术的发展，具有光、电、热、磁性和生物功能配合物的研究正在取得进展。

锰具有多变的化合价，其配合物在光、电、磁、等领域具有潜在的广泛应用。磺胺喹噁啉配体具有不同的配位原子，多个配位点，多种多样的配位模式；具有非对称的几何构型，有可能形成无心对称的结构类型或别的新颖的结构；具有氢键给体和受体，能形成丰富的氢键类型，同时其杂环也能产生π-π作用，借助于氢键或π-π作用，能形成不同的超分子网络。锰离子能够和磺胺喹噁啉配体形成丰富多样的晶体结构，不同的结构显示出不同的物理化学性能。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术，提供一种具有反铁磁作用的锰配合物及其制备方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案为：一种具有铁磁作用的锰配合物，所述锰配合物是具有一定空间结构的锰配位化合物，其分子式为c52h58mnn12o14s2，结构简式为[mn(phen)2(h2o)2]·2l·8h2o(phen为1,10-邻菲罗啉；l为失去一个质子的磺胺喹噁啉配体)，晶系为三斜晶系，空间群是p-1，晶胞参数α＝72.916(2)°，β＝79.327(2)°，γ＝79.758(2)°；锰离子为六配位的八面体几何构型，四个氮原子来自1,10-邻菲罗啉，两个氧原子来自配位水分子；两个负一价的磺胺喹噁啉配体作为客体分子存在于晶格中。

本发明还提供了一种具有反铁磁作用的锰配合物的制备方法，具体包括以下步骤：

向反应釜中加入锰盐、磺胺喹噁啉配体、1,10-邻菲罗啉和醋酸钠，然后加入蒸馏水，搅拌使其混合均匀；将所述反应釜密封，放入烘箱中，80～110℃加热24～72h；然后自然冷却至室温，打开反应釜得肉色块状晶体；

将制得的肉色块状晶体用单晶x射线衍射进行测试，结果显示其分子式为c52h58mnn12o14s2，即为所述的具有反铁磁作用的锰配合物；

所述锰盐、磺胺喹噁啉、1,10-邻菲罗啉与醋酸钠的摩尔比为1:2:2:3～6；

所述锰盐选自氯化锰、硫酸锰和醋酸锰中的至少一种；

参加反应的物质均为化学纯。

与现有技术相比，本发明的特点在于：

将具有共轭π键的邻菲罗啉、磺胺喹噁啉和与具有电化学活性的锰离子进行化学反应，制得新型磺胺喹噁啉锰配合物具有准确的空间结构(图1)和准确的分子式；该配合物分子内中存在π-π堆积作用，共轭环之间的距离为(图2)；磺酸基上的氧与相邻配位水形成的氢键o-h···o的距离为磺胺喹噁啉的亚氨基氮与配位水形成的氢键o-h···n的距离为胺喹噁啉的吡啶氮与邻近的氢形成的c-h···n的距离为胺喹噁啉的亚氨基的氮与邻近的氢形成的c-h···n的距离为(图3)。另外，客体水分子之间、客体水分子与氨基之间也形成了丰富多样的氢键。该配合物在室温下具有反铁磁性交换作用，有效磁矩μeff＝5.903μb(图4)，接近于高自旋3d⁵二价锰离子的理论计算值5.916μb，其作为单分子磁性材料具有潜在的应用前景。

附图说明

图1为本发明所制备的锰配合物的结构单元图，为清楚起见，氢原子被省略；

图2为本发明所制备的锰配合物分子内π-π堆积作用示意图，为清楚起见，氢原子被省略；

图3为本发明所制备的锰配合物分子内和分子间的氢键作用示意图，为清楚起见，氢原子被省略；

图4为本发明所制备的锰配合物在不同温度下的有效磁矩图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

向50ml不锈钢反应釜中加入四水合醋酸锰mn(oac)·4h2o(1.0mmol，0.245g)，磺胺喹噁啉(2.0mmol，0.60g)，1,10-邻菲罗啉(2.0mmol，0.36g)，醋酸钠(3.0mmol，0.246g)，加入适量的水30ml，搅拌使其混合均匀；将不锈钢反应釜密封，放入烘箱中，110℃加热24h；然后自然冷却至室温，打开反应釜得肉色块状晶体。

实施例2：

向50ml不锈钢反应釜中加入四水合醋酸锰mn(oac)·4h2o(0.5mmol，0.123g)，磺胺喹噁啉(1.0mmol，0.30g)，1,10-邻菲罗啉(1.0mmol，0.18g)，醋酸钠(3.0mmol，0.246g)，加入适量的水20ml，搅拌使其混合均匀；将不锈钢反应釜密封，放入烘箱中，80℃加热72h；然后自然冷却至室温，打开反应釜得肉色块状晶体。

实施例3：

向50ml不锈钢反应釜中加入四水合醋酸锰mn(oac)·4h2o(1.0mmol，0.245g)，磺胺喹噁啉(2.0mmol，0.60g)，1,10-邻菲罗啉(2.0mmol，0.36g)，醋酸钠(4.0mmol，0.328g)，加入适量的水30ml，搅拌使其混合均匀；将不锈钢反应釜密封，放入烘箱中，90℃加热48h；然后自然冷却至室温，打开反应釜得肉色块状晶体。

将制得的肉色晶体用单晶x射线衍射进行测试，结果显示该锰配合物的分子式为c52h58mnn12o14s2，结构简式为[mn(phen)2(h2o)2]·2l·8h2o(phen为1,10-邻菲罗啉；l为失去一个质子的磺胺喹噁啉配体)，晶系为三斜晶系，空间群是p-1，晶胞参数α＝72.916(2)°，β＝79.327(2)°，γ＝79.758(2)°；锰离子为六配位的八面体几何构型，四个氮原子来自1,10-邻菲罗啉，两个氧原子来自配位水分子；两个负一价的磺胺喹噁啉配体作为客体分子存在于晶格中。锰配合物的结构单元如图1所示；其分子内π-π堆积作用示意图如图2所示；分子内和分子间的氢键作用示意图如图3所示。

在4.95～300k范围内，在10kg场强强度下，将所制得的锰配合物进行变温磁化率测试，结果显示该配合物在室温下具有反铁磁性交换作用，有效磁矩μeff＝5.903μb(图4)，接近于高自旋3d⁵二价锰离子的理论计算值5.916μb，其作为单分子磁性材料具有潜在的应用前景。