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氰基桥七核碟状钴簇合物及其合成方法.pdf

  • 上传人:00****42
  • 文档编号:43924
  • 上传时间:2018-01-18
  • 格式:PDF
  • 页数:9
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201310110773.0

    申请日:

    2013.04.02

    公开号:

    CN104086601A

    公开日:

    2014.10.08

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C07F 15/06申请公布日:20141008|||实质审查的生效IPC(主分类):C07F 15/06申请日:20130402|||公开

    IPC分类号:

    C07F15/06

    主分类号:

    C07F15/06

    申请人:

    西北大学

    发明人:

    曾明华; 代俊

    地址:

    710069 陕西省西安市太白北路229号

    优先权:

    专利代理机构:

    西安西达专利代理有限责任公司 61202

    代理人:

    谢钢

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    内容摘要

    本发明公开了分子式[Co7(C9H10NO2)6(μ3-NC)6]·[CoCl4]·4H2O所示的配合物及其合成方法,其中C9H10NO2表示配体2-甲氧基-6-甲亚胺甲基苯酚。本发明合成的七核钴簇合物结构新颖特殊,含有μ3-NC的阴阳离子簇合物;合成步骤简单,产率高,氰基桥通过NaN(CN)2水解而得。

    权利要求书

    1.  分子式(I)所示的配合物,
    [Co7(C9H10NO2)63-NC)6]·[CoCl4]·4H2O (I)
    C9H10NO2表示配体2-甲氧基-6-甲亚胺甲基苯酚,
    该配合物属于正交晶系,Pbca空间群,晶胞参数为a=22.6619(?),b=22.8613(?),c=28.4938(?),α=90.000(deg),β=90.000(deg),γ=90.000(deg)。

    2.
      权利要求1所述配合物的制备方法,其特征在于:将2-甲氧基-6-甲亚胺甲基苯酚、NaN(CN)2以及金属盐CoCl2·6H2O溶于甲醇中,2-甲氧基-6-甲亚胺甲基苯酚、NaN(CN)2和CoCl2·6H2O的摩尔比为0.9~1.1:0.9~1.1:0.9~1.1,加入2-甲氧基-6-甲亚胺甲基苯酚摩尔数0.9~1.1倍的三乙胺,在60~90℃反应得到。

    3.
      权利要求1所述配合物在配位离子交换或反铁磁性材料方面的应用。

    说明书

    氰基桥七核碟状钴簇合物及其合成方法
    技术领域
    本发明涉及一种钴簇合物及其合成方法,具体涉及一种氰基μ3-桥连的碟状七核钴簇合物及其合成方法。
    背景技术
    多核簇合物在分子与离子交换、吸附、选择性催化、光电子与分子基磁性材料应用等方面表现出巨大的潜在应用价值。然而,构筑合成多核配合物,选择适当的桥连配体至关重要,常见的桥连配体有含有孤对电子的氧原子和叠氮酸根。氰基桥连的多核配合物在配位化学和有机金属化学领域引起了浓厚的兴趣,这主要由于氰根离子具有很强的传递电子的能力,拥有非常独特的结构、物理和化学性能。2000年,Pierre Braunstein在J.Chem.Soc.Dalton Trans上发表了一系列含有氰基的簇合物,既有氰基的碳氮原子桥连两种金属的桥连模式η2-μ-CN,也有桥连三种金属的配位模式,如簇合物[Ru3-{(μ3-NC)MnCp(CO)2}(μ-AuPPh3)(CO)10]。2003年,Song Gao在Journal of Solid State Chemistry上发表氰基和羧基同时作桥连配体的两个配合物[Sm2(Ac)2(phen)4(H2O)2{Fe(CN)5(NO)}2] (1) 和[Dy2(Ac)2(phen)4(H2O)2{Fe(CN)5(NO)}2]·8H2O(2),这两个配合物中氰基都是采用η2-μ-CN的配位模式,即氰基的碳原子和氮原子分别桥连两个金属离子。2004年,Hong-Cai Zhou在Angw.Chem.Int.Ed发表了氰基桥化合物[Fe4S4(CN)4]3-,该化合物中氰基是以μ-CN中的碳原子和铁原子相连。
    发明内容
    本发明的目的是提供一种μ3-NC桥基的七核钴簇合物; 
    本发明另一个目的是提供上述七核钴簇合物的制备方法;
    本发明还有一个目的是提供上述七核钴簇合物在配位阴离子交换和捕获或反铁磁性材料方面的应用。
    本发明实现过程如下:
    分子式(I)所示的配合物,
    [Co7(C9H10NO2)63-NC)6]·[CoCl4]·4H2O (I)
    C9H10NO2表示配体2-甲氧基-6-甲亚胺甲基苯酚,
    该配合物属于正交晶系,Pbca空间群,晶胞参数为a=22.6619(?),b=22.8613(?),c=28.4938(?),α=90.000(deg),β=90.000(deg),γ=90.000(deg)。
    上述配合物的制备方法包括以下步骤:将2-甲氧基-6-甲亚胺甲基苯酚、NaN(CN)2以及金属盐CoCl2·6H2O溶于甲醇中,2-甲氧基-6-甲亚胺甲基苯酚、NaN(CN)2和CoCl2·6H2O的摩尔比为0.9~1.1:0.9~1.1:0.9~1.1,加入2-甲氧基-6-甲亚胺甲基苯酚摩尔数0.9~1.1倍的三乙胺,在60~90℃反应得到。
    本发明的优点与积极效果:
    1、本发明合成的七核钴簇合物原料来源广泛,合成步骤简单,产率高;氰基桥通过NaN(CN)2水解而得;
    2、七核钴簇合物结构新颖特殊,含有μ3-NC的阴阳离子簇合物。
    附图说明
    图1为簇合物[Co7(C9H10NO2)6(CN)6]·[CoCl4]·4H2O的金属离子配位环境;
      图2为簇合物[Co7(C9H10NO2)6(CN)6]·[CoCl4]·4H2O阳离子框架简化图;
      图3为簇合物[Co7(C9H10NO2)6(CN)6]·[CoCl4]·4H2O二维空间图;
      图4为簇合物[Co7(C9H10NO2)6(CN)6]·[CoCl4]·4H2O红外光谱图;
      图5为簇合物[Co7(C9H10NO2)6(CN)6]·[CoCl4]·4H2O热重分析图;
      图6为簇合物[Co7(C9H10NO2)6(CN)6]·[CoCl4]·4H2O电喷雾质谱图;
      图7为簇合物[Co7(C9H10NO2)6(CN)6]·[CoCl4]·4H2O磁表征图。
    具体实施方式
    实施例1:[Co7(C9H10NO2)6(CN)6]·[CoCl4]·4H2O的合成
    将CoCl2·6H2O(1mmol, 0.237g),2-甲氧基-6-甲亚氨甲基苯酚(1mmol, 0.165 g),和NaN(CN)2(1mmol,0.089g)溶于14ml甲醇中,搅拌5分钟后,滴加1mmol的三乙胺,转移至容积为25mL带聚四氟乙烯衬底的不锈钢水热反应釜中于80℃密闭反应2天,缓慢冷却至室温,过滤得到绿色长方体晶体,产率37.81%(基于Co)。经X-射线单晶衍射分析,该化合物属于正交晶系,Pbca空间群,晶胞参数为a=22.6619(?),b=22.8613(?),c=28.4938(?),α=90.000(deg),β=90.000(deg),γ=90.000(deg)。
    如图1所示,该簇合物分子由一个二价碟状的七核阳离子钴簇[Co7(C9H10NO2)6(CN)6]2+和一个阴离子[CoCl4] 2-组成的。该化合物的阳离子[Co7(C9H10NO2)6(CN)6]2+可看作是碟子的底,6个μ2酚氧原子桥联6个钴离子处于碟底的边缘,它们分别通过6个μ3-NC (见图2)与中心的第7个钴离子桥联起来形成碟状化合物。中心钴离子(Co1)的配位几何构型为略微变形的八面体,碟子边缘的钴离子与2-甲氧基-6-甲亚氨甲基苯酚和μ3-NC基团形成变形的CoN3O3八面体。化合物中的配体为三齿螯合配体,苯环上的甲氧取代基,酚氧原子和甲胺氮原子以η1:η2:η1:μ2形式配位。阴离子[CoCl4]2- 存在一个畸变的四面体几何构型。化合物阳离子和阴离子两部分通过C-H-Cl之间的氢键作用连接成一个二维的网状结构(图3)。
    从图4所示的簇合物红外光谱图可见,其在2167cm-1处有一个尖而强的峰,该峰可以归属为-C≡N-的伸缩振动峰。从热重分析图(图5)可见,实验温度控制为室温到1000℃,升温速率为10℃/min,氮气气氛下的热重分析表明,该簇合物在室温到120℃之间失去了溶剂水分子(实验室4.16%,理论值3.98%)。而在280-450℃的温度范围内,可能失去的HCl文献有报道。从460℃时,簇合物的框架开始慢慢的发生热解,当温度达到600℃时,簇合物的配体全部失去,最后的残留物可能是钴的氧化物CoO。
    从图6所示的该化合物的质谱图可见,在m/z=780-800的范围内检测到该化合物阳离子型正二价主体框架,其离子峰可归属为:[Co7(C9H10NO2)6(CH3O)4(OH)Cl]2+(m/z=786.5127)、
    [Co7(C9H10NO2)6(CH3O)3(OH)Cl2]2+(m/z=788.4944)、
    [Co7(C9H10NO2)6(CH3O)5Cl]2+(m/z=793.5222)、
    [Co7(C9H10NO2)6(CH3O)4Cl2]2+(m/z=795.4948)。这说明该化合物在电喷雾质谱条件下比较稳定。
    图7为化合物的磁学性质,化合物Co7(C9H10NO2)6(CH3O)6·CoCl4·4H2O在外场为1000Oe的直流外磁场下扫描χmT-T曲线,χmT在300℃为22.702cm3K/mol,大大高于8个维自旋的高自旋Co(Ⅱ)离子值(15 cm3K/mol)。 之后持续下降,在1.9 K达到最低值11.03 cm3K/mol。这种下降的趋势可能是由于钴离子之间的反铁磁交换和旋轨耦合作用的影响。在30-300 K温度区间根据Curie-Weiss定律,拟合得到Curie常数 C = 23.818cm3Kmol-1,Weiss 温度θ = -9.57 K, 负数的Weiss常数说明分子内是反铁磁耦合作用为主。

    关 键  词:
    氰基桥七核碟状钴簇合物 及其 合成 方法
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