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摘要：以邻苯二胺和香草醛为原料合成了一类富氧席夫碱有机配体。利用此席夫碱配体与过渡金属Zn(II)、Cu(II)组成的配位前驱体分别与顺磁性稀土离子Dy(III)、Tb(III)、Er(III)组装，制备了相应的751种双核3d-4f异金属配合物。通过红外吸收光谱、紫外可见吸收光谱等测试手段对配体和配合物进行了表征，研究了它们的基本性质。26555
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毕业论文关键词：3d-4f、单分子磁体、金属配合物
Design, Syntheses and Characterization of Binuclear M(II)-Ln(III) Complexes
Abstract: The oxygen-enriched Schiff base ligand was effectively synthesized by reaction of o-phenylenediamine and vanillicaldehyde. And then the corresponding six 3d-4f complexes, Zn(II)-Dy(III), Zn(II)-Tb(III), Zn(II)-Er(III), Cu(II)-Dy(III), Cu(II)-Tb(III), and Cu(II)-Er(III) were successfully assembled. All of the compounds have been characterized by means of IR, UV-Vis analysis. The properties of the ligand and its complexes were also studied.
Keywords: 3d-4f; single molecule magnet; metal complexes
M(II)-Ln(III)双核异金属配合物的设计合成与表征宋能
Ⅰ前言
具有纳米尺度却能够表现出类似传统磁体的磁滞行为的单分子磁体，由于其独特的磁化强度量子隧道效应和慢弛豫行为，使得它们在高密度信息存储、量子计算机及自旋分子电子学方面具有潜在的应用前景[1-5]。迄今为止，有许多基于3d过渡金属或4f稀土金属的单分子磁体被研究报道，其中在一个体系中同时引入3d和4f金属的3d-4f异金属单分子磁体的设计与合成正吸引越来越多的科研工作者的研究兴趣[6-10]。探究此类体系中不同金属离子和配体之间的合成、结构、相互作用，对于深入考察其空间几何构型、稳定性、磁行为本质等方面具有十分重要的意义。
目前对于3d-4f异金属单分子磁体的研究和开发还很不充分，设计合适的有机桥连配体能将两种不同类型的金属离子有效组装在一起，是构建该类体系的重要手段之一。包含有多个氧、氮杂原子的多齿席夫碱类配体是这类桥连配体的理想选择，其合成简单、结构灵活多变，研究证明该类型有机化合物与不同类型的金属离子组装过程中，体系中配位原子和自旋载体的种类、金属离子的磁各向异性、金属离子间的有效耦合距离、配体场的空间对称性等因素，对化合物的磁性、催化活性，光学活性和生物活性等研究具有重要的影响[11-15]。
基于上述考虑，本论文设计并合成了一类富氧席夫碱配体，利用此席夫碱配体先与过渡金属Zn(II)、Cu(III)组成配位前驱体，然后将其分别与顺磁性稀土离子Dy(III)、Tb(III)、Er(III)组装，制备了相应的751种双核3d-4f异金属配合物。采用红外光谱分析、紫外可见吸收光谱分析等测试手段，研究了这些化合物的形成条件和合成方法，讨论了目标配合物中金属离子的配位方式及可能的空间几何构型，并对其基本性质进行了比较研究。
Ⅱ实验部分
2.1 试剂及仪器
试剂：邻苯二胺（分析纯）、香草醛（分析纯）、无水乙醇（分析纯）、甲醇（分析纯）、甲基硅油（分析纯）、乙腈（分析纯）、二氯甲烷（分析纯）、三氯甲烷（分析纯）、正己烷（分析纯）、丙酮（分析纯）、N, N-二甲基甲酰胺（分析纯）、醋酸锌（分析纯）、醋酸铜（分析纯）、硝酸镝（分析纯）、硝酸铽（分析纯）、硝酸铒（分析纯）
仪器：三口圆底烧瓶、烧杯、冷凝管、电子天平、恒压滴液漏斗、98-3型数显磁力搅拌器、量筒、抽滤瓶、布氏漏斗、离心管、SHZ-C型循环水多用真空泵、HJ-6A多用磁力加热搅拌器、显微熔点测定仪、TENSOR27红外光谱仪、TU-1950紫外光谱仪
2.2 配体H2L的合成
称取0.5029 g (3.3 mmol)的香草醛于100 mL的三口瓶中，加入30 mL无水乙醇溶解，利用恒压滴液漏斗逐滴滴加含有 0.1832 g (1.69 mmol)邻苯二胺的10 mL无水乙醇溶液，80 ℃反应20 min后，溶液逐渐变为砖红色的悬浊液，继续加热并搅拌10 h后，停止反应，冷却至室温，减压抽滤、少许冷乙醇洗涤，干燥，得砖红色固体0.3106 g，产率为48.87 %。反应方程式为：