一種鐵配合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵配合物，其化學(xué)式為C50H54Fe6O25S6（1）；其中主配體為三羥甲基乙烷，輔助配體為Fe3O(2-噻吩甲酸)6，溶劑為：N,N-二甲基甲酰胺和乙腈；所得的晶體產(chǎn)率和純度均較高。晶體解析表明：所述的鐵配合物的晶體屬于三方晶系，空間群均為R-3，晶胞參數(shù)分別為：a=17.842(3)?,b=17.842(3)?,c=34.966(7)?,α=β=90o,γ=120o；結(jié)構(gòu)為：每個(gè)中心氧和6個(gè)鐵離子連接，形成一個(gè)類-Lindqvist型的六核鐵簇。每個(gè)六核鐵簇被6個(gè)2-噻吩甲酸和4個(gè)三羥甲基乙烷所配位。磁性測(cè)試表明該化合物是反鐵磁相互作用，在材料科學(xué)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種鐵配合物及其制備方法與應(yīng)用
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及多核金屬簇化合物，具體為一種鐵配合物及其制備方法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0003] 近年來(lái)，通過(guò)金屬離子與有機(jī)配體的配位來(lái)合成的多核金屬簇化合物已經(jīng)引起了 人們的極大興趣。它們不僅具有新穎的結(jié)構(gòu)，而且表現(xiàn)出有趣的性質(zhì)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.)。由于這類化合物對(duì)于金屬源及配體的選擇有特定的限制，因而 設(shè)計(jì)和構(gòu)筑這類具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的晶體材料具有很大的挑戰(zhàn)。其中有一種策略是以金 屬前驅(qū)體為金屬源進(jìn)行合成。從合成方法方面看，溶劑熱合成是一種有效合成此類化合物 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·)。這類材料的合成與探索，首先 對(duì)多核金屬簇的構(gòu)筑提供可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，另外該類化合物的磁性研究有助于理解配合物 中金屬離子之間的相互作用。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種鐵配合物及其制備方法，該材料是一種具有六核鐵簇 的"鐵-2-噻吩甲酸-三羥甲基乙烷"的聚合物，磁性測(cè)試表明該化合物是反鐵磁相互作用。
[0006] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種鐵配合物，其化學(xué)式為C5(lH54Fe6025S 6 (1);其中主配體為三羥甲基乙烷，輔助配體為 Fe30 (2-噻吩甲酸）6，溶劑為：N，N-二甲基甲酰胺和乙腈； 所述的鐵配合物的晶體屬于三方晶系，空間群均為R-3,晶胞參數(shù)分別為：a = 17.842(3) A, b = 17.842(3) A, c = 34.966(7) A，σ=，= 90。，120。； 所述鐵配合物的其結(jié)構(gòu)是：每個(gè)中心氧和6個(gè)鐵離子連接，形成一個(gè)類-Lindqvist型 的六核鐵簇。每個(gè)六核鐵簇被6個(gè)2-噻吩甲酸和4個(gè)三羥甲基乙烷所配位； 所述的鐵配合的制備方法為： 將三羥甲基乙燒，F(xiàn)e30(2-噻吩甲酸）6加入到N，N-二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶劑中， 將所得混合物通過(guò)溶劑熱反應(yīng)得到紅色塊狀晶體，然后用乙腈洗滌，干燥； 所述的三羥甲基乙烷和Fe30(2-噻吩甲酸）6摩爾比為1:1?1:2 ; 所述的DMF與乙腈的溶劑比為1:3?1:7 ; 所述熱反應(yīng)的溶劑熱條件為在80?120 °C下反應(yīng)6-10天，自然冷卻至室溫； 所述的鐵化合物的磁性測(cè)試表明六核鐵簇內(nèi)是反鐵磁相互作用，可以應(yīng)用于材料領(lǐng) 域。
[0007] 積極有益效果：本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵配合物，其化學(xué)式為C5QH54Fe 6025S6(l);其中主 配體為三羥甲基乙烷，輔助配體為Fe30 (2-噻吩甲酸）6，溶劑為：N，N-二甲基甲酰胺和乙腈； 所得的晶體產(chǎn)率和純度均較高。晶體解析表明：所述的鐵配合物的晶體屬于三方晶系，空 間群均為 R-3,晶胞參數(shù)分別為：a = 17.842(3) A, b = 17.842(3) A, c = 34.966(7) A， 0= 90°, r= 120°;結(jié)構(gòu)為：每個(gè)中心氧和6個(gè)鐵離子連接，形成一個(gè)類-Lindqvist 型的六核鐵簇。每個(gè)六核鐵簇被6個(gè)2-噻吩甲酸和4個(gè)三羥甲基乙烷所配位。磁性測(cè)試 表明該化合物是反鐵磁相互作用，在材料科學(xué)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為本發(fā)明的配位模式及多面體展示； 圖2為本發(fā)明的變溫磁化率（xmT_T)圖； 圖3為本發(fā)明的變場(chǎng)磁化率（M-Η)圖； 圖4為本發(fā)明的粉末XRD圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明： 一種鐵配合物，其化學(xué)式為C5(lH54Fe6025S 6 (1);其中主配體為三羥甲基乙烷，輔助配體為 Fe30 (2-噻吩甲酸）6，溶劑為：N，N-二甲基甲酰胺和乙腈； 所述的鐵配合物的晶體屬于三方晶系，空間群均為R-3,晶胞參數(shù)分別為：a = 17.842(3) A, b = 17.842(3) A, c = 34.966(7) A，σ=，= 90。，120。； 所述鐵配合物的其結(jié)構(gòu)是：每個(gè)中心氧和6個(gè)鐵離子連接，形成一個(gè)類-Lindqvist型 的六核鐵簇。每個(gè)六核鐵簇被6個(gè)2-噻吩甲酸和4個(gè)三羥甲基乙烷所配位； 所述的鐵配合的制備方法為： 將三羥甲基乙燒，F(xiàn)e30(2-噻吩甲酸）6加入到N，N-二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶劑中， 將所得混合物通過(guò)溶劑熱反應(yīng)得到紅色塊狀晶體，然后用乙腈洗滌，干燥； 所述的三羥甲基乙烷和Fe30(2-噻吩甲酸）6摩爾比為1:1?1:2 ; 所述的DMF與乙腈的溶劑比為1:3?1:7 ; 所述熱反應(yīng)的溶劑熱條件為在80?120 °C下反應(yīng)6-10天，自然冷卻至室溫； 所述的鐵化合物的磁性測(cè)試表明六核鐵簇內(nèi)是反鐵磁相互作用，可以應(yīng)用于材料領(lǐng) 域。
[0010] 實(shí)施例1 配合物的合成： 稱取前驅(qū)體Fe30 (2-噻吩甲酸）615毫克和三羥甲基乙烷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下反應(yīng)8天，得到紅色塊 狀晶體，然后用乙腈洗滌，干燥。
[0011] 對(duì)實(shí)施例1配合物的表征： (1)粉末衍射表征相純度： 如圖4所示，粉末衍射數(shù)據(jù)收集在Rigaku D/Max-2500衍射儀上完成，儀器操作電壓為 40 kV，電流為100 mA，使用石墨單色化的銅靶X射線。固定掃描，發(fā)散偏離為Γ，接收狹縫 寬為0.3毫米。密度數(shù)據(jù)收集使用2 Θ/Θ掃描模式，在3°到80°范圍內(nèi)連續(xù)掃描完成， 掃描速度為8° /每秒，跨度為0.02° /每次。數(shù)據(jù)擬合使用CeriuS2程序，單晶結(jié)構(gòu)粉末 衍射譜模擬轉(zhuǎn)化使用Mercury 1.4. 2。
[0012] (2)晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定 如圖1所示，在顯微鏡下選取合適大小的單晶，低溫下T=293K在Rigaku RAXIS-RAPID 衍射儀上，用經(jīng)石墨單色器單色化的Mo-Ka射線（1 = 0. 71073 A)，以w-φ方式收集衍射數(shù) 據(jù)。所有衍射數(shù)據(jù)使用SADABS程序進(jìn)行吸收校正。晶胞參數(shù)用最小二乘法確定。數(shù)據(jù)還 原和結(jié)構(gòu)解析分別使用SAINT和SHELXTL程序完成。先用差值函數(shù)法和最小二乘法確定全 部非氫原子坐標(biāo)，并用理論加氫法得到主體骨架的氫原子位置，然后用最小二乘法對(duì)晶體 結(jié)構(gòu)進(jìn)行精修，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。晶體學(xué)衍射點(diǎn)數(shù)據(jù)收集與結(jié)構(gòu)精修的部分參數(shù)見(jiàn)下表：

【權(quán)利要求】
1. 一種鐵配合物，其特征在于：其化學(xué)式為C5(lH54Fe 6025S6 (1);其中主配體為三羥甲基 乙烷，輔助配體為Fe30(2-噻吩甲酸）6，溶劑為：N，N-二甲基甲酰胺和乙腈。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種鐵配合物，其特征在于：所述的鐵配合物晶體屬于三 方晶系，空間群均為R-3,晶胞參數(shù)分別為：a = 17.842(3) A，b = 17.842(3) A，c = 34.966(7) Α，σ=，= 90°，120。。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵配合物，其特征在于：所述鐵配合物的其結(jié)構(gòu)是：每個(gè) 中心氧和6個(gè)鐵離子連接，形成一個(gè)類-Lindqvist型的六核鐵簇；每個(gè)六核鐵簇被6個(gè) 2-噻吩甲酸和4個(gè)三羥甲基乙烷所配位。
4. 如權(quán)利要求1所述的鐵配合的制備方法為： 將三羥甲基乙燒，F(xiàn)e30(2-噻吩甲酸）6加入到N，N-二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶劑中， 將所得混合物通過(guò)溶劑熱反應(yīng)得到紅色塊狀晶體，然后用乙腈洗滌，干燥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵配合物的制備方法，其特征在于：所述的三羥甲基乙 烷和Fe30(2-噻吩甲酸） 6摩爾比為1:1?1:2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵配合物的制備方法，其特征在于：所述的N，N-二甲基 甲酰胺與乙腈的溶劑比為1:3?1:7。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵配合物的制備方法，其特征在于：所述熱反應(yīng)的溶劑 熱條件為在80?120 °C下反應(yīng)6-10天，自然冷卻至室溫。
8. 如權(quán)利要求1所述的鐵化合物的磁性測(cè)試表明六核鐵簇內(nèi)是反鐵磁相互作用，可以 應(yīng)用于材料領(lǐng)域。
【文檔編號(hào)】H01F1/42GK104231002SQ201410448160
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】趙振新, 馬步偉, 任國(guó)建, 王永勝, 陳湘, 呂春旺, 張軍帥 申請(qǐng)人:河南城建學(xué)院, 趙振新