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具有独特结构的分子基磁性材料因其重要的性质和潜在应用前景已经成为材料化学和配位化学领域中极具吸引力的课题。叠氮由于其多种配位方式和磁耦合功能已经成为合成这类配合物的首选配体之一。在过去二十多年里,多种结构新颖、磁性功能各异的金属叠氮配合物相继报导。过去叠氮混配配合物研究的辅助配体一般为中性配体,因叠氮本身是带有负电荷的配体,而带有负电荷的辅助配体由于它们在形成配合物时易与带有负电荷叠氮竞争,而难以得到目标产物,所以这样的配合物鲜有报道。此外,水热合成作为一种有效的合成方式,因叠氮潜在的易爆性而很少应用于这个领域的研究,这在某种程度上阻碍了金属叠氮配合物的发展。本文利用水热合成作为实验手段,研究了以带有负电荷的含氮羧酸作为叠氮的辅助配体来开展这方面的研究,成功得到了二十种新颖的金属叠氮配合物,并研究了有关性能,具体如下:
一、研究了以烟酸作为辅助配体的金属叠氮配合物。在合成中通过加入一些辅助原料来调节pH值,使得这方面的研究在多种过渡金属上取得成功。从配合物的结构来看,在这种情况下,EO桥连方式的叠氮连接金属离子,形成有限核单元或低维结构,高维结构再由烟酸来实现。结果表明,这类配合物的维度可通过加入螯合配体来控制。
二、研究了以异烟酸为辅助配体的金属叠氮配合物。在这个方面我们不仅在过渡金属上取得了成功,在稀土金属方面也取得了成功,并在这两者成功的基础上把3d-4f金属同时引入到了这个金属叠氮分支领域当中。在这个体系中,叠氮采用多种配位方式与金属中心形成一维或二维结构,异烟酸配体则进一步连接这些结构形成三维配合物。由于叠氮的多种配位方式,这系列配合物的拓扑结构也比较新颖。
三、研究了以吡嗪酸为辅助配体的金属叠氮配合物。在这个体系我们在铜为金属中心的情况下取得了成功,不仅在水热合成上取得了成功,同时用常规方法也取得了成功。由于吡嗪酸与叠氮均有多种配位方式,因此这些配合物结构非常复杂,会产生新颖的拓扑网络。由于铜本身的特点,又成功地得到了比较少见的不对称的金属叠氮配合物。