[发明专利]多吡啶胺镍四核金属串材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明是有关分子导线材料的制造，特别是涉及偶数核镍金属串材料的制造领域。

背景技术

分子器件需要分子导线，器件之间的连接也必须用分子导线，因此分子导线研究目前是一个十分活跃的领域。目前开发的分子导线材料种类繁多，其中分子金属线是近几年十分关注的一类[C.H.Lung，C.C.Chang，Nanotech，2005，2：402]。现有研究表明：用多吡啶胺串接形成的金属串化合物具有奇数金属核结构，例如用二吡啶胺(Hdpa)制得的金属串为三核[M₃(dpa₄)Cl₂][J.F.Berry，F.A.Cotton，et al.，J.Am.Chem.Soc.，2002，124：3212；J.T.Sheu，C.C.Lin，I.Chao等，Chem.Commun.，1996：315；F.A.Cotton，L.M.Daniels，G.T.Jordan等，J.Am.Chem.Soc.，1997，119：10377]；用三吡啶胺(H₂tpda)制得的是五核金属串[M₅(tpda)₄Cl₂][S.J.Shieh，C.C.Chou，G.H.Lee等，Angew.Chem.Int.Ed.Engl.，1997，36：56；C.C.Wang，W.C.Lo，C.C.Chou等，Inorg.Chem.，1998，37：4059]；用四吡啶胺(H₃teptra)可以制备七核金属串[M₇(teptra)₄Cl₂][S.Y.Lai，T.W.Lin，Y.H.Chen等，J.Am.Chem.Soc.，1999，121：250；Y.H.Chen，C.C.Lee，C.C.Wang等，Chem.Commun.，1999：1667]；用五吡啶胺(H₄peptea)可以制造九核金属串[M₉(peptea)₄Cl₂][S.M.Peng，C.C.Wang，Y.L.Jang等，J.Mag.Mag.Mater.，2000，209：80]。多吡啶胺串接形成的金属串化合物奇数金属核结构如下：

                式中n＝0，1，2，3

若要形成偶数核的金属串，则需要设计特殊的多吡啶胺配体来实现，例如将H₂tpda配体的一个端位吡啶换成苯基[N-苯基二吡啶胺]，从而形成含四个氮的配体，可以合成四核的镍金属串[S.Y.Lai，T.W.Lin，Y.H.Chen等，J.Am.Chem.Soc.，1999，121：250]。利用上述所示奇数金属核结构的多吡啶胺配体，合成偶数核镍金属串是研究的一个方向。合成偶数核的金属串材料有助于对分子金属串的长度进行调控，这种调控既可以通过基本偶数核构造块的构造，也可以对偶数核串接其它配体来扩展。因此将奇数核和偶数核分子金属串全部合成出来，构成一个3，4，5…连续的金属串长度序列，能进一步丰富金属串分子导线的长度，对分子金属串长度的调控很有研究意义。

发明内容

本发明针对现有多吡啶胺配体形成的镍金属串是奇数核的情况，目的是提供利用混合多吡啶胺配体方法以及控制合成条件实现偶数核多吡啶胺镍金属串的制造。

本发明合成偶数核镍金属串的设想是基于如下的事实：由于三吡啶胺(H₂tpda)具有5个配位点，一般形成5核金属串；但可以利用配体的组合来实现偶数核配合物的合成，即利用二吡啶胺Hdpa和H₂tpda来合成偶数核金属串材料。

本发明提供的多吡啶胺镍四核金属串材料，包括具有化学式[Ni₄C₆₀H₄₄N₂₀]或[Ni₄C₅₀H₃₈N₁₆Cl₂]二种镍四核金属串材料，其特征在于，由镍四核骨架[Ni₄(tpda)₄]或镍四核骨架[Ni₄(dpa)₂(tpda)₂]²⁺和端接配体Cl^-构成，其中dpa为二吡啶胺一价阴离子，tpda为三吡啶胺二价阴离子。