[发明专利]一种具有反铁磁偶合作用的四核镍配合物及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于配位化学领域，具体涉及到一种具有反铁磁偶合作用的取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物；同时涉及到一种取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物的合成方法。

背景技术

随着现代测试技术以及化学键理论的发展，在无机化学和材料化学领域，配合物的研究进入了新的阶段。目前，人们更加着重于多核配合物的应用性质的研究。研究发现，多核配合物的制备更多的依赖于采用经过精心设计的多齿桥连配体。多核配合物除了在结构上具有优势之外，在应用领域，例如磁材料、催化、敏感材料、离子交换等等方面有着巨大的应用前景。一般来说，当使用具有多个配位点的柔性配体与金属配位，在具有含有氮原子的辅助端基配体如吡啶或者乙睛存在下，常常容易形成多核的配合物结构。因此，人们对咪唑二羧酸 (H3IDC)及其2-位取代衍生物产生了比较大的兴趣，此类配体携有六个配位原子:两个咪唑氮原子以及四个羧酸氧原子，可以构筑相当数量的多核配合物结构。但是文献鲜见报道，因此设计、合成具有新奇结构和特殊性能的咪唑二羧酸及其2-位取代衍生物类配合物有着重要的科学意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供具有反铁磁偶合作用的取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物，并提供其制备方法。

本发明所采用的技术方案为：选择芳香基取代的咪唑二羧酸配体2-(间羟基)苯基-4,5-咪唑二羧酸(m-OHPhH₃IDC)，在吡啶存在下，采用乙腈和水的混合溶剂，溶剂热下与醋酸镍反应，合成一个结构新颖的四核镍金属配合物。

本发明的具有反铁磁偶合作用的取代咪唑二羧酸构筑的四核镍配合物的分子式为[Ni₄(m-HOPhHIDC)₄(py)₈]，晶体空间群属于单斜C2/c，两组相邻Ni(II)通过m-HOPhHIDC^2-配体的两个羧基O和两个咪唑N原子连接起来形成四核结构，其中存在两种配位环境稍有差异的Ni(II)离子：Ni(1)和Ni(2)都是六配位与来自m-HOPhHIDC^2-的两个氮原子和两个氧原子以及来自两个吡啶分子的两个氮原子配位，四个Ni(II)被四个m-HOPhHIDC^2-配位形成了八个稳定的Ni–N–C–C–O五元环，Ni(1)…Ni(2)和Ni(1)…Ni(2A)金属间距离分别为0.6489nm和0.6439nm，接近于正四边形，来自于苯环上的羟基和相邻四核基团上未配位的羧基氧之间形成了O-H…O分子间氢键，从而连接相邻的四核[Ni₄(m-HOPhHIDC)₄(py)₈]基团形成长链，进而这些长链在平行苯环间的π-π堆积力作用了下形成了三维的固态超分子结构。

本发明所述配合物的合成方法括以下步骤：

将四水合硝酸镍Ni(OAc)₂×4H₂O(14.6-29.2mg,0.05-0.10mmol), 2-(间羟基)苯基-4,5-咪唑二羧酸m-OHPhH₃IDC(15.6-31.2mg,0.05-0.10 mmol), 吡啶pyridine (0.2-0.4mL)和乙腈与水CH₃CN/H₂O (3/4, 7-14 mL) 的混合物搅拌后，放于25毫升具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中, 置于烘箱内在160°C下反应72-80小时后自然冷却至室温。得到绿色棒状晶体[Ni₄(m-HOPhHIDC)₄(py)₈]，先用蒸馏水冲洗后，于空气中自然干燥(以镍为基准产率为69-72%)，晶体在空气中稳定。

本发明的有益效果如下：低温下即可合成配合物[Ni₄(m-HOPhHIDC)₄(py)₈]，且此配合物具有反铁磁偶合作用，配合物结构独特，合成技术简单、安全、产物纯度高且测量方法准确新颖。

附图说明

图1四核配合物[Ni₄(m-HOPhHIDC)₄(py)₈]的合成路线图。