[发明专利]一种三核铜配位聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种三核铜配位聚合物，其结构简式为:[Cu₃(cbpy)₂(H₂O)₄]_n,其中H₃cbpy为1‑(2‑苄氧羰基)‑1H‑吡唑‑3,5‑二甲酸。该配合物通过水热方法制得：将Cu(Ac)₂·H₂O与H₃cbpy配体以1:1的物质的量之比溶于水中，常温下搅拌0.5‑1.0小时，溶液pH为3，放入水热反应釜中160℃条件下反应70‑84小时，冷却至室温，得到蓝色棒状晶体，用水洗涤后，真空干燥，收集。该配合物中Cu(II)离子间存在铁磁相互作用，是潜在的分子磁性材料。

技术领域

本发明涉及过渡金属配位聚合物，具体涉及一种一维链状铜配合物，特别是一种基于过渡金属二价铜和1-(2-苄氧羰基)-1H-吡唑-3,5-二甲酸构筑的具有铁磁相互作用的配位聚合物及其制备方法。

背景技术

分子磁性材料是一类通过化学方法将自由基或顺磁离子(主要有过渡金属离子和稀土金属离子)及抗磁配体组合而形成的磁性化合物。与传统磁体相比较，分子磁体有着密度小、溶解性好、易于加工、透明度高、可控性好等优点，在航天材料、微波材料、信息记录材料、光磁及电磁材料等领域有潜在的应用价值。所以，寻找性能优良的分子磁体是分子磁学及材料科学领域研究的焦点所在。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以作为分子磁性材料的三核铜配位聚合物及其制备方法。

本发明提供的一种三核铜配位聚合物，结构简式为：[Cu₃(cbpy)₂(H₂O)₄]_n，其中H₃cbpy为1-(2-苄氧羰基)-1H-吡唑-3,5-二甲酸；结构式为：

该配合物的晶体属于三斜晶系,空间群为P-1，晶胞参数：α＝65.52(3)°,β＝74.92(3)°,γ＝86.10(3)°。该配合物中铜离子均为二价阳离子，分别采用四和五两种配位模式，其中Cu1是四配位，Cu2为五配位，Cu1分别与一个cbpy^3-上的一个O原子及由对称性产生的相邻分子中另一个cbpy^3-上的一个O原子以及两个水分子配位；Cu2分别与一个cbpy^3-上的一个N原子和两个O原子以及另一个cbpy^3-上的一个O原子及一个水分子配位，Cu2A是由分子的对称性产生，所以Cu2A与Cu2的配位环境一样。该配合物为一维链状结构。Cu-O键长的范围为Cu-N键长为相邻铜离子间的距离为X射线粉末衍射证实晶体样品均一稳定。变温磁化率测定给出χ_MT在室温时其值为1.37cm³·K·mol^-1，随着温度的降低，χ_MT值变化较平稳，但当在48K以后χ_MT值迅速升高，在18K时达到最大值1.45cm³·K·mol^-1，表明铜离子间存在弱铁磁相互作用。此外，利用居里-外斯定律拟合χ_M^-1-T,可以得到C＝1.37cm³·mol^-1，θ＝0.32K，θ0再次证明该配位聚合物铜离子间存在弱铁磁相互作用。因此，本发明的铜配合物可以用作磁学材料。

本发明提供的一种三核铜配合物的制备方法，包括下述步骤：

(1)将摩尔比为1:1的Cu(Ac)₂·H₂O与1-(2-苄氧羰基)-1H-吡唑-3,5-二甲酸，加入含有10mLH₂O的15mL聚四氟乙烯管中；

(2)将反应物在常温下搅拌0.5-1.0小时，溶液pH为3；