專利名稱：一種鎳金屬有機超分子化合物及其合成方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無機化學的配位化學技術領域，特別是提供了一種鎳金屬有機超分子化合物及其合成方法。
背景技術：
自從1987年的諾貝爾化學獎授予了三位從事超分子化學研究的科學家(美國的C.J.pedersen，D.J.Cram教授和法國J.M.Lehn教授)，超分子化學日益受到人們的重視，從而得到空前的發(fā)展。超分子化學是研究兩種以上的化學物種通過分子間相互作用締結而成為具有特定結構和功能的超分子體系的科學。超分子化合物在分子磁性，分子識別，信息存儲，催化和非線性光學等方面有著廣泛的應用前景。正是因為這樣，國內(nèi)外很多雜志報道了很多關于鎳金屬超分子化合物。例如在2004年的(Ployhedron，23，937-942)報道[Ni(en)3]2Sn2S6的超分子化合物，用X-射線單晶衍射證明了上述超分子化合物的結構。本課題組合成了一種新型鎳金屬有機超分子化合物------Ni(en)3(H2O)Cl2，這是一個全新而穩(wěn)定的鎳金屬有機化合物，用TG-DTA檢測此化合物在230℃以后才開始分解。通過磁化率的檢測，它的轉變溫度為85k，在高于85k，此化合物是順磁體，低于85k此化合物是有機鐵磁體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鎳金屬有機超分子化合物及其合成方法，提高了磁性能，具有很好的應用前景。
本發(fā)明的技術方案將六水合硝酸鎳固體，乙二胺，硫脲(摩爾比1∶1.35～2.7∶1.35～2.01)加入含有甲醇(加入的質量是六水合硝酸鎳固體質量的8～13.5倍)的容器中，在60～70℃反應4.5～6小時后，將所得溶液進行過濾，濾液就是實驗所要的產(chǎn)物。將得到的濾液進行常壓蒸餾，直到濾液為原來的1/10，停止蒸餾。然后將蒸餾瓶剩下的溶液倒入含有石油醚的容器中，再進行過濾。將過濾后的固體用正己烷提純，然后再進行過濾。最后將過濾后得到的固體放在真空干燥箱中，在35～45℃進行干燥72～120小時，干燥后的產(chǎn)物就是所得的鎳金屬有機超分子化合物，收率為60～75％。
將得到的固體，分別進行了元素分析，稱取干燥后的固體產(chǎn)物0.5g，放到10～30ml的甲醇溶液中，充分攪拌，使其完全溶解，用吸管吸取濾液，放到管中，放到指定的地方，14～21天，就有紅色晶體析出，紅外和單晶X-射線分析檢測，對結果進行綜合分析，得到的固體的為鎳金屬有機超分子化合物。
本發(fā)明所合成的化合物的分子式為Ni(en)3(H2O)2Cl2。這個化合物是由一個Ni2+，2個Cl-，和3個乙二胺分子及2個水分子組成，其中3個乙二胺分子與Ni2+形成鰲合物，2個Cl--和2個水分子游離在這個鰲合物的四周。這個化合物的顏色是紅色，晶體大小為0.2×0.1×0.1mm3，晶胞參數(shù)為a＝26.147(4)，α＝90°；b＝13.8792(19)，β＝93.194(3)°；c＝12.8855(18)，γ＝90°，其中，a，b，c表示晶胞三條棱的長度，α，β，γ表示三條棱之間的夾角。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1.鎳金屬離子是構成這個超分子化合物Ni(en)3(H2O)2Cl2的主要要素之一，在這個化合物里，Ni2+可以提供六配位八面體的幾何構型，與乙二胺結合得到了穩(wěn)定的超分子化合物.另外，有機配體乙二胺是很好的鰲合配體，與Ni2+結合，可以得到類似于孔的結構。
2.Ni2+具有很好的磁性，在有機配體乙二胺和中性分子水的微調(diào)下，此化合物在85k發(fā)生磁性轉變，高于85k，此化合物為順磁體；低于85K，此化合物具有一定的鐵磁性，說明在低溫下這個有機超分子化合物是有機鐵磁體。


圖1是化合物的單晶結構圖，水分子1，氯離子2，二價鎳離子3，氮原子4，碳原子5。
圖2是化合物在空間形成孔結構。二價鎳離子6，氫原子9，氮原子8，碳原子7。
圖3是磁化率，磁化率倒數(shù)與溫度關系曲線，橫坐標為溫度，左縱坐標為磁化率右橫坐標為磁化率倒數(shù)。
圖4化合物的磁滯回歸線。橫坐標為磁場強度，縱坐標為磁感應強度。
具體實施例方式
實施例1在250ml帶有回流冷凝管的三口燒瓶中分別加入30ml甲醇，3g六水合硝酸鎳固體，0.81g乙二胺，1.02g硫脲，在60℃反應4.5小時后，將所得溶液進行減壓過濾，濾液就是實驗所要的產(chǎn)物。將得到的濾液先進行常壓蒸餾，再進行減壓(真空度為0.1MPa)蒸餾，然后將蒸餾瓶剩下的溶液(為原來溶液的1/10)倒入含有石油醚的燒杯中，再用布氏漏斗和抽濾瓶進行過濾。將濾后的產(chǎn)物用正己烷提純，然后用布氏漏斗和抽濾瓶進行過濾。最后將得到濾后的產(chǎn)物放在真空干燥箱中40℃進行干燥，干燥100小時后(收率為61％)。稱取干燥后的固體產(chǎn)物0.5g，放到10ml的甲醇溶液中，充分攪拌，使其完全溶解，用吸管吸取濾液，放到試管中，放到指定的地方，336小時后，就有紅色晶體析出，選取顆粒均勻的晶體，進行單晶X-射線檢測分析。
實施例2在250ml帶有回流冷凝管的三口燒瓶中分別加入50ml甲醇，3g六水合硝酸鎳固體，1.62g乙二胺，1.57g硫脲，在70℃反應6小時后，將所得溶液進行減壓過濾，濾液就是實驗所要的產(chǎn)物。將得到的濾液先進行常壓蒸餾，再進行減壓(真空度為0.1MPa)蒸餾，然后將蒸餾瓶剩下的溶液(為原來溶液的1/10)倒入含有石油醚的燒杯中，再用布氏漏斗和抽濾瓶進行過濾。將濾后的產(chǎn)物用正己烷提純，然后用布氏漏斗和抽濾瓶進行過濾。最后將得到濾后的產(chǎn)物放在真空干燥箱中43℃進行干燥，干燥72小時后(收率為70％)。稱取干燥后的固體產(chǎn)物0.5g，放到30ml的甲醇溶液中，充分攪拌，使其完全溶解，用吸管吸取濾液，放到試管中，504小時后，就有紅色晶體析出，選取顆粒均勻的晶體，進行單晶X-射線檢測分析。
實施例3在250ml帶有回流冷凝管的三口燒瓶中分別加入40ml甲醇，3g六水合硝酸鎳固體，1.15g乙二胺，1.57g硫脲，在65℃反應5小時，將所得溶液進行減壓過濾，濾液就是實驗所要的產(chǎn)物。將得到的濾液先進行常壓蒸餾，再進行減壓蒸餾(真空度為0.1MPa)，然后將蒸餾瓶剩下的溶液(為原來溶液的1/10)倒入含有石油醚的燒杯中，再用布氏漏斗和抽濾瓶進行過濾。將濾后的產(chǎn)物用正己烷提純，然后用布氏漏斗和抽濾瓶進行過濾。最后將得到濾后的產(chǎn)物放在真空干燥箱中38℃進行干燥，干燥120小時后(收率為74％)。稱取干燥后的固體產(chǎn)物0.5g，放到30ml的甲醇溶液中，充分攪拌，使其完全溶解，用吸管吸取濾液，放到試管中，504小時后，就有紅色晶體析出，選取顆粒均勻的晶體，進行單晶X-射線檢測分析。
權利要求
1.一種鎳金屬有機超分子化合物，其特征在于化合物的分子式為Ni(en)3(H2O)2Cl2，是由一個Ni2+，2個Cl-，和3個乙二胺分子及2個水分子組成，其中3個乙二胺分子與Ni2+形成鰲合物，2個C1--和2個水分子游離在這個鰲合物的四周，化合物的顏色為紅色，晶體大小為0.2×0.1×0.1mm3，晶包參數(shù)為a＝26.147(4)，α＝90°；b＝13.8792(19)，β＝93.194(3)°；c＝12.8855(18)，γ＝90°，其中a，b，c表示晶胞三條棱的長度，α，β，γ表示三條棱之間的夾角。
2.一種合成權利要求1所述化合物的方法，其特征在于將六水合硝酸鎳固體，乙二胺，硫脲按摩爾比1∶1.35～2.7∶1.35～2.01放到含有甲醇容器中，甲醇加入的質量是六水合硝酸鎳固體質量的8～13.5倍；在60～70℃反應4.5～6小時后，將所得溶液進行過濾，濾液就是實驗所要的產(chǎn)物；將得到的濾液進行常壓蒸餾，直到濾液為原來的1/10，停止蒸餾；然后將蒸餾瓶剩下的溶液倒入含有石油醚的容器中，再進行過濾；將過濾后的固體用正己烷提純，然后再進行過濾；最后將過濾后得到的固體放在真空干燥箱中，在35～45℃進行干燥72～120小時，干燥后的產(chǎn)物就是所得的鎳金屬有機超分子化合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鎳金屬有機超分子化合物及其合成方法，屬于無機化學的配位化學技術領域?；衔锏姆肿邮綖镹i(en)
文檔編號C07F15/00GK1724550SQ20051001214
公開日2006年1月25日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權日2005年7月8日
發(fā)明者王戈, 鄂紅軍 申請人:北京科技大學