多齿水杨醛席夫碱过渡金属簇合物的合成、结构与磁性研究

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1、中山大学硕士学位论文第一章前言1．1功能配合物与超分子化学概述配位化学是涉及无机化学、有机化学、生物化学、药物化学等多门学科的边沿学科。研究的主要对象为配位化合物(简称配合物)。从组成上看，配合物是由可以给出孤电子对或多个不定域电子的一定数目的离子或分子(称为配体)和具有接受孤电子对或多个不定域电子的空位的原子或离子(称为中心原子)按一定的组成和空间组成的具有一定空间构型的化合物【l】。自从1913年wemerA．创建配位化学以来，配位化学始终成为导向无机化学的通道，一直处在化学学科研究的前沿。特别是近几十年，由于生命科学、药物学、

2、工业催化及生物无机化学等学科的迅速发展，大大推动了配位化学的发展。配位化学的发展促进了化学理论的发展。在配位化合物的合成、表征和应用研究中，经常要求我们从理论上研究其物理、化学规律，借以解释其各种现象和图谱，总结反应规律，预测分子的稳定性、反应活性及生物活性，为实际应用提供理论信息。配位化学理论不仅打破了以前的共价理论和价饱和观念的局限，而且开辟了化学研究的新领域。然而后来逐渐发现的一些用传统分子理论难以解释的现象，如DNA的合成等形成的有序组合、绿色植物的光合作用、酶的催化作用、神经系统的信息传递等，均有特异的物质识别、输送及能量

3、传递和转换功能。Pedersen，Cram和Lelul等人最先开展了人工合成的大环、多环配体(即冠醚、穴醚)的研究工作【2】，开启了通过分子间弱作用力如氢键、范德华力等构筑分子聚集体的新时代，这便是超分子化学。超分子化学即“超越分子范畴的化学”，它以分子间由非共价的弱相互作用结合而成的多分子体系为研究对象，是化学科学研究领域的一个重要扩展，使化学由专门研究共价键和由此形成的多原子集聚体拓展到研究共价键与非共价弱相互作用(包括静电作用、氢键、疏水缔合、芳环堆砌等)共存时的复杂体系。它不仅淡化了无机化学与有机化学的界限，而且实际上已经成

4、为化学、物理学、材料科学、生命科学的一个交叉前沿领域。法国著名化学家J．M．Lelul【3】曾多次指出，在某种意义上说，超分子化学可以被看作是推广了的配位化学，他将超分子、分子及分子内作用的关系类比于分子、原子及共价键作用之间的关系【4】。确实，超分子化学的许多基本概念乃至术语，例如：受体(receptor)、底物(substrate)、中山大学硕上学似论文识别(recognition)、组装(assemble)等都可以在配位化学中找到它们的发展线索，而能够直接将配位化学与超分子化学联结起来的桥梁则是配合。近年来对超分子化合物的研究

5、成为化学、物理、生物、材料、信息等领域的学科交叉的研究热点，在材料、催化、药物、生物工程等领域显示了广泛的应用前景。我国的超分子化学发展迅速，不仅在吉林大学成立了“超分子结构与材料国家重点实验室”，还组织了一系列超分子体系学术研讨会，极大地推动了国内超分子科学的发展。此外，中国科学院福建物质结构研究所、南京大学、中山大学等单位的课题组在近几年的超分子化学的研究也取得了重要成果。1．2金属簇合物分子磁体研究进展近年来，含开壳层分子(含有未成对电子的分子)及开壳层分子聚集体的磁性质为研究内容的边缘学科一分子磁学进入了一个蓬勃发展的崭新时

6、期，成为跨越物理、化学、材料科学和生命科学等诸多学科的最为活跃的前沿研究领域之一。化学家很早就涉及到分子磁学，过渡金属配合物的磁性研究在配位化学，尤其是配合物化学键理论的发展中曾起到了极大的推动作用，磁性测量至今仍然是配位化学的重要研究手段之一。但当今配合物分子磁学研究的重点已由单核配合物转向多自旋载体的多核配合物及配位聚合物。设计与合成具有特殊磁性质的分子基磁体是当前分子磁学及材料科学领域面临的最大挑战，也是分子磁学研究的重要内容。多核耦合体系为分子基磁体的研究提供了新的途径：通过桥连基团相连形成的多核耦合体系，不但可以实现电子在

7、不同磁中心上的自旋平行排列实现磁耦合，而且磁中心在不同的配位环境中或在不同性质的端基配体的影响下表现出不同磁性质。因此，通过改变多核体系的结构可以实现不同的磁耦合方式，为分子基磁体的研究拓展了广阔的空间。分子基磁体可以分为有机自由基分子磁体、金属一有机自由基分子磁体、金属配合物的分子磁体、单分子磁体、单链磁体和自旋交叉配合物。下面将重点介绍一下单分子磁体。1．2．1单分子磁体概述2中山大学硕士学位论文1993年D．Gatteschi等发现簇合物[Mnl2012(CH3C02)16(H20)4】芦】在低温下具有磁驰豫效应，并因此开辟了

8、分子磁学的一个崭新的领域一单分子磁体(Single．MoleculeMagnets，SMMs)。单分子磁体是一种真正意义上纳米尺寸(分子直径在1．2衄之间)的分子磁体，即第一个由分立的、从磁学意义上讲是没有相互作用的纳米尺寸的分子单元