[发明专利]一种手性稀土-氮氧自由基单链磁体及其制备方法

说明书

一种手性稀土‐氮氧自由基单链磁体及其制备方法，所述单链磁体化学式为：[Dy(hfac)₃((1R)‑(‑)‑Myrtenal‑NIT)]_n，其中，n为1到正无穷的自然数。其制备方法是将六氟乙酰丙酮镝的正己烷溶液回流两小时后，加入(1R)‑(‑)‑Myrtenal‑NIT的二氯甲烷溶液反应数分钟，后经室温挥发得到目标产物。本发明的优点：通过简单的化学合成制备了一例手性稀土‑氮氧自由基配合物，该配合物表现出零场慢磁驰豫行为，磁滞回环。这种具有手性的单链磁体材料不但在高密度信息存储、量子计算机以及自旋电子器件等方面具有潜在的应用价值，并使人们能够进一步了解手性和磁现象之间的相关性及相互影响。

【技术领域】

本发明属于功能性材料制备技术领域，涉及一种手性稀土-氮氧自由基配合物型单链磁体及其制备方法。

【背景技术】

磁性存储材料作为一种最重要的信息存储材料对人类的生活和生产产生了深远影响，而分子纳米磁体的出现更是极大地推动了这一领域的发展。它是一种基于单个分子或分子纳米链的超顺磁体，具有传统磁体所特有的磁双稳态和磁滞回线等性质，理论上也可以用来作为信息存储材料。且与传统磁体不同的是，它的磁体性质是建立在单个分子或单链基础上，即一个分子或一段分子链就可以代表一个“0”或“1”状态，从而存储一个bit的数据。虽然这一领域的发展已有二十余年，然而目前已经报道的分子纳米磁体都只有极低温度附近才能展现磁双稳态，这与实际应用的要求还有相当大的差距。因此，合成具有高势能垒和高阻塞温度的分子纳米磁体仍是这一领域最主要的挑战和目标。而目前已有的研究结果都说明提高自旋载体的单离子各向异性和它们之间磁耦合作用是获得高势能垒分子纳米磁体的关键。稀土离子一般具有大的轨道角动量，自旋-轨道耦合使其具有强的磁各向异性；但是由于受到外层电子的屏蔽，稀土离子间的磁耦合一般都很弱。通过引入氮氧自由基作为桥联配体及自旋载体，可以建立自由基与稀土离子间的有效磁耦合，从而增强稀土离子之间的磁耦合作用，获得高势能垒的单链磁体。

手性是在微观世界和宏观世界中都广泛存在的一种现象，研究手性物质不仅具有重要的理论意义，而且对探索合成新材料有重要的指导作用，目前手性配合物在非线性光学、医学、以及生物、磁性等领域都有重要应用。集磁性和手性于一体的双功能材料能够表现出独特的镜像和磁学性能，而手性和磁性的相互影响则更是具有重要的理论研究价值。通过将电子自旋、轨道和手性结构特征融于同一化合物中，研究配合物的分子磁化学和光电性质，实现手性分子磁体、手性自旋交叉等多功能分子材料。

目前分子磁手性化学研究受到手性合成不易控、分离困难等因素的影响而进展地较为缓慢，我们选择手性纯的氮氧自由基作为配体合成的手性稀土单链磁体，产物手性纯度高，合成过程简单，对于研究分子磁性和手性影响是一种更优的选择路径。

【发明内容】

本发明的目的是针对分子磁手性化学受到常规手性合成和分离困难的问题，提供一种以单一手性配体合成手性稀土-氮氧自由基单链磁体及其制备方法。本发明选用手性氮氧自由基合成单链磁体，该材料是六氟乙酰丙酮合镝水合物与自由基组装成的一维配合物，在70℃下反应5分钟，冷却至室温后，过滤，滤液在室温下静置一周，得到条状的浅蓝色晶体。

本发明的技术方案：