含氮杂环手性稀土功能配合物的合成、结构及其性能表征

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手性现象是自然界中普遍存在的现象,也是生命过程的基本特征,构成生命体的有机分子绝大多数都是手性分子。由于手性分子具有的特殊左、右手性结构,在催化,医药,材料等领域都有广泛的研究和应用,一直是化学研究中最活跃的领域之一。手性配合物作为功能材料在光、电、磁、催化等方面存在巨大的潜在应用,也是当前研究的热点。  本论文以构筑具有特定结构和性质的稀土多功能配合物为中心,从手性配体出发,设计、合成了一系列具有光-电、光-磁、磁-电等性质的稀土β-二酮配合物2-27,并详细研究了它们的晶体结构、铁电、磁性以及光学性质。本论文的工作可以归纳为以下四个部分:  Ⅰ.以2-噻吩甲酰三氟丙酮(HTTA)为第一配体,以手性三联吡啶L1[“dipineno”-(4,5:4",5")-fused2,2:6,2"-terpyridine]为第二配体与稀土离子反应,合成了{[Ln(TTA)3L1]·solvent}[Ln=La(2), Ce(3), Pr(4),Nd(5), Sm(6),Eu(7),Gd(8),Tb(9),Dy(10),Ho(11),solvent=water or acetone or ethyl acetate]的系列配合物,晶体结构测试表明此系列配合物结晶于极性P21空间群。对此系列的配合物进行了铁电和光学性质的测试。结果表明,它们在室温下都是铁电体并显示出不同的剩余极化率。对配合物6和7进行了光致发光,摩擦发光性能的测试。结果表明,配合物6和7都具有良好的光致发光性能;在日光下,摩擦配合物7时,样品发出明亮的红光。  Ⅱ.以苯甲酰三氟丙酮(HBTA)为第一配体,以手性三联吡啶L1为第二配体与稀土离子反应,合成了{[Ln(BTA)3L1]·solvent}[Ln=Nd(12),Sm(13),Eu(14),Gd(15),Tb(16),Dy(17),Ho(18),Er(19),solvent=acetone]的系列配合物,并测定了它们的晶体结构,结果表明此系列配合物结晶于非心手性P212121空间群。测试了配合物12-19的磁性质及光学性质,结果表明配合物13和14具有良好的光致发光性能;配合物18具有典型的缓慢磁驰豫行为,是一个稀土单离子磁体。  Ⅲ.以2-呋喃甲酰三氟丙酮(HFTA)为第一配体,以手性席夫碱L2:(s,s)-2,2-Bis(4-benzyl-2-oxazoline)为第二配体与稀土离子反应,合成了Ln(FTA)3L2[Ln=Nd(20),Sm(21),Eu(22),Gd(23),Tb(24),Dy(25)]的系列配合物,晶体结构测试表明该系列配合物结晶于极性P32空间群。测试配合物的铁电和磁性质,结果表明该系列配合物在室温下具有铁电性质,其中配合物25显示出典型的单分子磁行为,是一个具有多铁性质的材料。  Ⅳ.以萘甲酰三氟丙酮(HNTA)为第一配体,以手性二氨L3:(1R,2R)-(+)-1,2-Diphenylethylenediamine为第二配体与稀土离子反应,在不同溶剂的条件下,合成了两个外消旋Dy(Ⅲ)配合物异构体(26和27),并测定了Dy(26)和Dy(27)的晶体结构。Dy(26)配合物结晶于中心对称C2/c空间群,Dy(27)配合物结晶于中心对称P(1)空间群。对配合物Dy(26,27)进行了磁性测试,结果表明该配合物在表现出明显的缓慢磁驰豫行为,是一个稀土单离子磁体。Dy(27)配合物却没有上述性质。
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