本發(fā)明涉及分子磁性材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分子磁性材料N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮鋱配合物的制備方法

背景技術(shù)：

隨著時代的進步和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，雖然傳統(tǒng)的材料在經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和國防建設(shè)以及重大科學工程等發(fā)揮著重要的作用，但是他們不具備體積小、密度小、溶解性好以及結(jié)構(gòu)多樣性等諸多優(yōu)點，而分子基材料恰好具備以上優(yōu)勢。因此在分子級別上對材料進行修飾和改進，會使其在材料學領(lǐng)域有更廣泛的應(yīng)用。我國是稀土資源大國，稀土含量位居世界首位。為了將我國稀土資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，對稀土功能材料研究具有重要的意義。稀土元素4f電子層的獨特結(jié)構(gòu)使稀土配合物表現(xiàn)出優(yōu)異的光、電、磁功能，當選擇合適的有機配體與稀土形成的配合物后會表現(xiàn)出分子基材料特性，例如可作為分子磁性材料等。

β-二酮存在酮式與烯醇式的互變結(jié)構(gòu)，烯醇式結(jié)構(gòu)中羥基上的氫原子與羰基上的氧原子形成氫鍵，在堿性條件下可以脫去羥基上的質(zhì)子氫而形成一個含有兩個配位點的一價陰離子，與稀土離子以雙齒螯合方式配位，形成穩(wěn)定的六元螯合環(huán)，使β-二酮配體對稀土離子具有很強的配位能力，可有效傳遞中心稀土離子間的磁相互作用，降低稀土離子間的量子隧穿效應(yīng)，成為磁學性能優(yōu)異的分子磁性材料。

為了確定合成配合物的結(jié)構(gòu)，需得到配合物的單晶。目前β-二酮稀土配合物單晶培養(yǎng)的方法有溶劑擴散法、溶液擴散法、揮發(fā)法、冷凍法，各種方法具有不同的特點，根據(jù)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特點采用不同的培養(yǎng)單晶生長的方法，可以制得具有單分子磁體性質(zhì)的分子磁性材料。綜上所述，采用溫和的反應(yīng)條件，無需復雜的反應(yīng)裝置和反應(yīng)步驟即可得到一種分子磁性材料，是一項具有十分重要科學意義的工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種分子磁性材料N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮鋱配合物的制備方法，利用該方法制備的β-二酮鋱配合物具有明顯的直流測試信號，可成為具有潛在應(yīng)用價值的單分子磁體材料。

本發(fā)明一種分子磁性材料N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮鋱配合物的化學式為Tb(EIFD)₃bpy，其結(jié)構(gòu)為：

本發(fā)明的制備方法包括以下步驟：

一、N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮鋱配合物的制備：

將EIFD溶于甲醇中，室溫下加入NaOH，攪拌10～30min，依次加入TbCl₃·6H₂O和輔助配體2,2′-聯(lián)吡啶，室溫反應(yīng)20～24小時后，抽濾，得到配合物粉末；

二、N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮鋱配合物單晶的培養(yǎng)：

將配合物的黃色粉末溶于二氯甲烷溶液中，再用正己烷緩慢擴散2～4天，得到適于X-射線單晶衍射儀分析的黃色晶體，即為本發(fā)明產(chǎn)品。

所述的制備方法，其中EIFD＝N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮，bpy＝2,2′-聯(lián)吡啶，EIFD的甲醇溶液濃度為0.021～0.028g/mL。

所述反應(yīng)物EIFD:TbCl₃·6H₂O:2,2′-聯(lián)吡啶物質(zhì)的量比為3:1:1，二氯甲烷和正己烷的體積比為1:2～1:4。

本發(fā)明的優(yōu)點：一、采用上述制備方法，實現(xiàn)了分子磁性材料β-二酮鋱配合物的合成；二、合成工藝簡單、工藝條件溫和、操作方便、成本低；三、本發(fā)明具有普適性，為設(shè)計分子磁性材料提供新的思路；四、本發(fā)明制備的分子磁性材料N-乙基-3-吲哚三氟甲基1,3-二酮鋱配合物，穩(wěn)定性好，直流磁性信號強。本發(fā)明制備的分子磁性材料N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮鋱配合物，適用于作為單分子磁性材料，在計算機存儲、量子計算等方面都具有潛在的應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1為N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮鋱配合物的晶體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮鋱配合物的直流磁化率圖。

具體實施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面通過具體的實施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實施例1：N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮鋱配合物的制備。

配合物的化學式為Tb(EIFD)₃bpy，結(jié)構(gòu)式如下：

步驟1：將EIFD(0.4249g,1.5mmol)和NaOH(0.0600g,1.5mmol)加入到16mL甲醇攪拌約10min后，再加入TbCl₃·6H₂O(0.1867g,0.5mmol)，2,2′-聯(lián)吡啶(0.0781g,0.5mmol)室溫反應(yīng)20小時后，抽濾，得到黃色粉末；

步驟2：將配合物溶于5mL二氯甲烷溶液中，用13mL正己烷擴散2天后，得到適于X-射線分析的黃色晶體配合物，即為本發(fā)明產(chǎn)品。產(chǎn)率：87％。元素分析(C₅₂H₄₁TbF₉N₅O₆,1161.83,wt％)：計算值：C,53.75；H,3.53；N,6.03。實測值：C,53.70；H,3.55；N,6.05。紅外光譜(KBr,cm^-1)：2988(w),1602(s),1537(s),1381(s),1281(s),1210(s),1125(s),799(m),751(m),675(m)。

實施例2：

步驟1：將EIFD(0.4249g,1.5mmol)和NaOH(0.0600g,1.5mmol)加入到17mL甲醇攪拌約20min后，再加入TbCl₃·6H₂O(0.1867g,0.5mmol)，2,2′-聯(lián)吡啶(0.0781g,0.5mmol)室溫反應(yīng)22小時后，抽濾，得到黃色粉末；

步驟2：將配合物溶于6mL二氯甲烷溶液中，用18mL正己烷擴散3天后，得到適于X-射線分析的黃色晶體配合物，即為本發(fā)明產(chǎn)品。產(chǎn)率：87％。元素分析(C₅₂H₄₁TbF₉N₅O₆,1161.83,wt％)：計算值：C,53.75；H,3.53；N,6.03。實測值：C,53.70；H,3.55；N,6.05。紅外光譜(KBr,cm^-1)：2988(w),1602(s),1537(s),1381(s),1281(s),1210(s),1125(s),799(m),751(m),675(m)。

實施例3：

步驟1：將EIFD(0.4249g,1.5mmol)和NaOH(0.0600g,1.5mmol)加入到19mL甲醇攪拌約30min后，再加入TbCl₃·6H₂O(0.1867g,0.5mmol)，2,2′-聯(lián)吡啶(0.0781g,0.5mmol)室溫反應(yīng)24小時后，抽濾，得到黃色粉末；

步驟2：將配合物溶于7mL二氯甲烷溶液中，用22mL正己烷擴散4天后，得到適于X-射線分析的黃色晶體配合物，即為本發(fā)明產(chǎn)品。產(chǎn)率：87％。元素分析(C₅₂H₄₁TbF₉N₅O₆,1161.83,wt％)：計算值：C,53.75；H,3.53；N,6.03。實測值：C,53.70；H,3.55；N,6.05。紅外光譜(KBr,cm^-1)：2988(w),1602(s),1537(s),1381(s),1281(s),1210(s),1125(s),799(m),751(m),675(m)。

表1配合物的晶體學精修數(shù)據(jù)表

N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮鋱配合物的磁性測試。

本實驗用MPMS SQUID磁性測定儀測試所得配合物分子磁性數(shù)據(jù)，M-T以2-300K為溫度量程，外加交流場在1000Oe下測試；M-H在場強-70-70KOe范圍內(nèi)分別測試配合物在2，3和5K下的磁化率見圖2。