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1、PATEXPLaRER专利探索者一全球创新始于探索以1/0-菲啰琳-2,9-二竣酸为配体的单核镐配合物及其制备方法和应用申请号-：CN.9申请日：20191101申请（专利权）人：广西师范大学地址：广西壮族自治区桂林市七星区育才路15号发明人：邹华红,彭金梅,梁福沛主分类号：C07D471/04公开（公告）号：CNB公开（公告）日：20210406代理机构：桂林市持衡专利商标事务所有限公司代理人：I唐智芳I(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CNB(45)授权公告日20210406(21)申请号CM9(22)申请日20191101(71)申请人广西师范大学地址
2、广西壮族自治区桂林市七星区育才路15号(72)发明人邹华红，彭金梅，梁福沛(74)专利代理机构桂林市持衡专利商标事务所有限公司代理人唐智芳(54)发明名称以1,10-菲啰咻-2,9-二峻酸为配体的单核镐配合物及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种以1,10?菲啰咻?2,9?二蔑酸为配体的单核镐配合物及其制备方法和和应用。该配合物的化学式为旧化)0121)：)4013(1,其中,L为1,10?菲啰咻?2,9?二按酸脱去羟基氢原子，带一个单位负电荷:H2L为1,10?菲啰咻?2,9?二毅酸。该配合物的制备方法为：将Dy(N03)36H20和1,10?菲啰咻?2,9?二梭酸置于甲醇中，在PH
3、=7.9?8,5的条件下加热反应，反应物冷却，有晶体析出，收集品体，即得。本发明所述配合物表现出明显的场诱导单离子磁体行为，且其在DMF溶液中具有优异的光致发光性质，因而能够用于制备磁性材料和敏化剂。权利要求书1.以1,10-菲啰咻-2,9-二按酸为配体的单核镐配合物，其特征在于：该配合物的化学式为:Dy(L)(H2L)4CH30H,其中，L为1,10-菲啰琳-2,9-二竣酸脱去羟基氢原子，带一个单位负电荷：H2L为1,10-菲啰咻-2,9-二竣酸;该配合物的结构式为：2.权利要求1所述单核镐配合物的制备方法，其特征在于：取Dy(NO3)36H20和1,10-菲啰咻-2,9-二竣酸置于甲醇中，
4、溶解后调节体系的pH=7.9-8.5,于加热条件下反应，反应物冷却，有晶体析出，收集晶体，即为目标配合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：反应在250C的条件下进行。4.根据权利耍求2所述的制备方法，其特征在于：反应在100-15OOC的条件下进行。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：用三乙胺调节溶液的PH值。6.权利要求1所述的以1,10-菲啰咻-2,9-二蔑酸为配体的单核镐配合物在制备磁性材料中的应用。7.权利耍求1所述的以1,10-菲啰咻-2,9-二拨酸为配体的单核镐配合物在制备敏化剂中的应用。说明书-以1,10-菲啰咻-2,9-二9酸为配体的单核铺配合物及其制备
5、方法和应用技术领域本发明涉及一种以1,10-菲啰咻-2,9-二裁酸为配体的单核镐配合物及其制备方法和应用，属于磁性材料技术领域。背景技术如何将两种功能结合到一个简单配合物中形成双功能分子基材料是近年来配位化学家研究的热点，而将两个特征结合到一个分子实体中是提供双功能分子基材料的一种有效方法。澜系元素在单分子磁体(SingIe-MOleCUIeMagnetS,SMMs)领域的研究中展现出优异的分子磁性和光学性能，并且在高密度数据存储，量子计算，发光二极管,生物荧光标记中具有巨大的应用潜力。因此箱系元素作为构建发光单分子磁体的优选载体。由于魏系离子强的自旋轨道耦合效应和显著的磁各向异性，学家们己经
6、报道了许多含铺系元素的SMMs,包括3d-4f和纯的4f基的多核SMMs,并且显示出优异的有效能垒(Ueff)和阻塞温度(TB).值得注意的是，Dy(III)离子因为它具有Kramers基态(6H15/2)和大的磁矩，并且具有大的ISing型磁各向异性，Dy(III)离子已经被广泛用于设计合成许多具有单核，多核和多维结构的SMMso其中单核单分子磁体也叫单离子磁体(SingIeTOnMagnetS,SIMs),因为其具有简单的分子结构，便于与理论计算研究相结合，有助于研究单轴磁各向异性和空间构型之间的构效效应，所以成为大家关注的热点。给晶体材料一定的压力作用可以达到破坏分子间作用力的目的，从而
7、引起发光颜色的变化，而且某些条件下部分材料能实现分子结构的恢复，从而实现可逆的压力变色发光。无独有偶，单离子磁体的磁弛豫行为对自旋金属中心的配位环境非常灵敏，外部条件的作用必然导致慢弛豫行为的改变。有机电致发光(OLED)是新一代的成像技术，目前在手机、电视等领域已经得到了广泛的应用。作为其核心的发光材料，目前商用的绿光和红光材料都是钵配合物。但是铢配合物的合成条件比较苛刻，需要在IO(TC以上长时间加热，然后进行纯化，真空升华率也受到限制。如果能够实现配合物的室温快速和高效合成，并提高其升华率，将大大降低材料和器件的生产成本，促进其产业化进程。近期，左景林课题组把硫原子引入到配体中，由于硫原
8、子的半径和变形性较大，和过渡金属的结合比较容易，实现了钵配合物的室温快速合成和超高真空升华率，并显示了很好的OLED器件性能(X.D.Huang,M.Kurmoo,S.S.Bao,K.Fan,Y.Xu,Z.B.Hua,L.M.Zheng.Couplingphoto-,mechano-andthermochromismandSingIe-ion-magnetismoftwomononucleardysprosium-anthracene-phosphonatecomplexesJ.Chem.Commun.,2018,54,32783281.)o光存储和磁存储作为信息存储的两大主要存储技术，在信息
9、大爆炸的今天依然是发展存储技术的主流方向，同时整合两者以实现功能互补的存储技术非常必要。压致发光变色材料和单离子磁体在信息存储方面具有潜在的应用前景，引起人们广泛的关注，然而同时兼顾两者的研究鲜有报道。目前尚未见有以1,10-菲啰琳-2,9-二翔酸为配体与镰系元素镐合成得到的单核配合物同时具有场诱导SIM行为和良好发光性能的相关报道.发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种结构新颖的以L10-菲啰嘛-2,9-二蔑酸为配体的单核镐配合物及其制备方法和应用。本发明所述的以1,10-菲啰咻-2,9-二翔酸为配体的单核镐配合物，其化学式为：py(L)(H2L)4CH3OH,其中，L为1,10-菲啰琳-
10、2,9-二酸酸脱去羟基氯原子，带一个单位负电荷：H2L为IjO-菲啰咻-2,9-二竣酸；该配合物属于属于斜方晶系，CCCe空间群，晶胞参数为=90.00。,B=90.00,=90.00。本发明还提供上述配合物的制备方法，具体为：取Dy（NO3）36H20和1,10-菲啰咻-2,9-二按酸置于甲醇中，溶解后调节体系的pH=7.9-8.5,于加热条件下反应，反应物冷却，有晶体析出，收集晶体，即为目标配合物。本发明所述制备方法中，所述Dy（NO3）36H20和1,10-菲啰琳-2,9-二蔑酸的摩尔比为化学计量比，在实际操作过程中，Dy（NO3）36H20的量可相对过量一些。甲醇作为溶剂，其用量可根据
11、需要确定，通常以能溶解参加反应的原料为宜，具体地，以Ilnmol的1,10-菲啰咻-2,9-二拨酸为基准计算，全部原料所用混合溶剂的总用量一般为2T0mLo本发明所述制备方法中，反应通常在25（C的条件下进行，优选在80C以上条件下进行，更优选是在IOoT50C的条件下进行。当反应在IOoT50。C的条件下进行时，反应时间通常控制在30-48h。通常是将调节PH值后所得的混合液置于容器中，密封后再置于加热条件下反应。所述的容器具体可以是一端封闭的厚壁硬质玻璃管或水热反应釜。本发明所述制备方法中，可以采用现有常用的碱性物质（如碳酸钠、哦咤或叔丁醇钠等）来调节溶液的pH值，优选是采用三乙胺调节溶液
12、的pH值。本发明所述技术方案中，优选调节溶液的pH=8.0-8.3。申请人研究发现，本发明所述的以1,10-菲啰琳-2,9-二按酸为配体的单核镐配合物的磁学性质表现为慢弛豫磁行为，而且其在DMF溶液中具有光致发光性质。因此，本发明还包括上述以1,10-菲啰咻-2,9-二蔑酸为配体的单核镐配合物在制备磁性材料中的应用，以及其在制备敏化剂中的应用。与现有技术相比，本发明提供了一例结构新颖的以1,10-菲啰咻-2,9-二段酸为配体的单核镐配合物及其制备方法，申请人发现该配合物表现出明显的场诱导单离了磁体行为，且其在DMF溶液中具有优异的光致发光性质，因而能够用于制备磁性材料和敏化剂。附图说明图1为本
13、发明所述单核镐配合物的结构表征图，其中（a）为单核镐配合物的晶体结构图，（b）为单核俑配合物分子簇间的盐分子相互作用图，（C）为单核俑配合物拓朴结构图。图2为本发明所述单核镐配合物的TG-DTG曲线。图3为本发明所述单核镐配合物的XmT的温度依赖性曲线和不同温度下M-H曲线，其中（a）为单核镐配合物的XmT的温度依赖性曲线，（b）为单核镐配合物在不同温度下M-H曲线。图4为本发明所述单核镐配合物在0和20000e直流场中不同频率的实部（x）和虚部（x”）交流磁化率曲线，其中（a）为单核镐配合物在Ooe直流场中不同频率的实部（x）和虚部（x）交流磁化率曲线，（b）为单核铀配合物在20000e直流
14、场中不同频率的实部（x）和虚部（X”）交流磁化率曲线。图5为本发明所述单核镐配合物在不同温度下的变频交流磁化率曲线和来自交流磁化率的Cole-Cole曲线，其中，（a）和（b）为单核镐配合物在Hde=20000e场条件下在不同温度下的频率依赖的交流磁化率曲线，（C）为单核镐配合物在加20000e场下从交流磁化率中得出的cole-cole曲线，（d）为从交流磁化率Cole-Cole提取的温度依赖弛豫时间产生的Arrhenius拟合曲线。图6为配体H2L和本发明所述单核镐配合物的紫外-可见吸收光谱。图7为配体H2L的荧光激发光谱和发射峰以及CIE色彩图，其中（a）为配体H2L的荧光激发光谱和发射峰
15、，（b）为配体H2L的CIE色彩图。图8为本发明所述单核俑配合物的荧光激发和发射峰及其ClE色彩图，其中（a）为镐配合物的荧光激发和发射峰，（b）为镐配合物的CIE色彩图。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述，以更好地理解本发明的内容，但本发明并不限于以下实施例。实施例1：配合物Dy(L)(H2L)4CH3011(以下也简称为配合物1)的制备称取InimOI1,10-菲啰咻-2,9-二寂酸(以下也简称为配体H2L或H2L配体)(0.160Og)和0.5mmolDy(NO3)36H20(0.2285g)置于带20mL容积聚四氨乙烯内衬管的反应釜中，再加入IOmL甲醇，搅拌溶解，之
16、后加入3滴三乙筱(搅拌均匀后体系的PH值为8.2),密封后将反应釜置于120C下反应48h,取出，冷却，可观察到内村管中有无色透明块状晶体析出，收集晶体，干燥。产率为72%(基于Dy(No3)36H20)0对本实施例所得产物进行表征：1)元素分析()理论值为：C46.69,H3.43,N6.81。实测值：C46.51,H3.41,N6.72,2)X-射线衍射分析：选取尺寸合适且表面结构完好的无色透明块状晶体进行X-射线衍射分析以确定其晶体结构。在中和3扫描模式下，在BrUkerSMARTCCD衍射仪(MOKa辐射和)上收集该晶体的衍射数据。通过直接法解析结构，然后使用SHELXL在F2上通过全
17、矩阵最小二乘技术进行精修。所有其他非氢原子进行各向异性精修。对氢原子进行各向同性精修。由于严重的无序问题，游离的CH3OH分子并非全部定位。PLATON/SQUEEZE考虑了未定位的CH3OH分子对散射因子的贡献。通过元素分析和TGA分析进一步证实了游离CH3OH分子的数量(图2)。因此，证实本实施例所得产物的化学式为Dy(L)(H2L)4CH30H,其中，L为1,IO-菲啰咻-2,9-二痰酸脱去羟基氢原子，带一个单位负电荷；H2L为1,10-菲啰咻-2,9-二侵酸，即配合物1。该产物的X射线晶体学数据和精修细节如下述表1所示，部分键长键角数据如下述表2所示，晶体结构如图1(a)所示。表1：配
18、合物1的晶体学数据aR1=IFOI-FcFo,bwR2=w(Fo2-Fc2)2/W(Fo2)21/2表2：配合物1的部分键长和角度(。)X-射线单晶衍射分析表明配合物1的空间群为CCCe,其中八配位Dy(IlD核心被来自两个配体H2L中(图1(a)的四个氮原子和四个氧原子包围。通过使用SHAPE计算，结果表明八配位DyIII的几何结构可以被视为SnubdiphenoidJ84(JSD-8)(表3)。这两个平面配体位于两个相互垂直的平面中。Dy(III)离子与配体氮原子之间的平均键长为Dy(IID离子与配体氧原子之间的平均键长为配合物1分子簇间的超分子弱作用仅含有C-H-0,键距为上述超分子弱作
19、用距离都在一个合理的范围内(图1(b),铺离子中心之间的距离为进一步的分析发现形成一个十四连接的feu拓扑结构(图1(c).在流动的N2中，和35至800C的温度范围内以5。C/min的加热速率研究配合物的热稳定性。图2为配合物1的TG-DTG曲线。在300C之前存在15.4%的重量损失，通过分析可确定为四个游离CH3OH分子的失去(计算值15.6%)。在接近50(TC的温度下，则可能是由于配合物1的结构分解发生了明显的变化。800C以前失重58%,归因于配体分子的热分解(计算值54%).表3：SHAPE分析Dy(IlI)离子对称性对比例1-1重复实施例1,不同的是，将溶剂改为乙醇、乙脑、二氯
20、中烷、氯仿、DMF或DMSO等其他有机溶剂，期待得到这些有机溶剂取代游离甲醇分子的配合物晶体。结果没有晶体或其它形状(如粉末)产物生成。对比例1-2重复实施例1,不同的是，不同的是，用四水合醋酸镐、六水合高氯酸俑或六水氯化镐代替六水合硝酸镐，期望得到本发明所述结构的口标配合物，但均未得到晶体，说明用其它镐盐无法达到形成本发明所述目标配合物和结晶的热力学条件。实施例2：配合物1的制备重复实施例1,不同的是，调节体系的pH=8.5。结果得到无色透明块状晶体。产率61%(基于Dy(NO3)36H20)。对本实施例所得产物经X-射线衍射分析，确定所得无色透明块状晶体为配合物1。实施例3：配合物1的制备
21、重复实施例1，不同的是，调节体系的pH=7.9,将反应改在50C条件下进行，反应的时间为72h。结果得到无色透明块状晶体。产率69%(基于Dy(NO3)36H20)。对本实施例所得产物经X-射线衍射分析，确定所得无色透明块状晶体为配合物1。实施例4：配合物1的制备重复实施例1,不同的是，调节体系的pH=8.3,将反应改在150C条件下进行，反应的时间为24h。结果得到无色透明块状晶体。产率63%(基于Dy(No3)36H20)对本实施例所得产物经X-射线衍射分析，确定所得无色透明块状晶体为配合物1。实施例5：配合物1的磁学性质在100OOe外加直流场下，温度从300K降到2K,配合物1随温度变
22、化的磁化率如图3所示。XmT在300K时的值为14.09cm3Kmol-1,略低于一个Dy(IlD离子的预期值14.17cm3Kmol-1(6H15/2.S=52.L=5,g=43),这可归因于Dy(HD离子显著的磁各向异性。随着温度继续下降，XmT值在经过100K到50K时发生略微下降，进一步随着温度降低直至低于50K之后，XrnT值迅速降低至9.52Cm3Kmol-1使用居里-韦斯定律对Xm-1-T分析得到100K以上的数据，居里常数为14.28Cm3Kmol-1,Weiss常数(0)为-4.2OK(图3(a).居里常数是正常的，并且Weiss常数表明了配合物内部存在反铁磁耦合作用。磁感应
23、强度随外加磁场的变化是在26K的温度范围内测量的(图3(b)。磁化的等温场依赖性在低场处显示快速增加，并且在5T的场中在2K处未达到饱和，不同温度下M-H曲线也不重合，表明配合物具有强的磁各向异性。动态磁学表征在如下条件下进行：图4S)作为温度的函数，10-9971也的频率范围,图4(b)作为频率的函数，使用30e的震荡场在零或20000e直流场中。相比之下，在10-997Hz的频率范围，温度为2K的零直流场中的交流磁化率几乎没有虚部信号(图4(a)。这表明2K以上的温度下没有频率依赖。然而，在20000e直流场下，1表现出非线性磁化，即虚部磁化率(x”)在10-997Hz范围内的有频率依赖(
24、图4(b)。图5为在不同温度下的变频交流磁化率(Hde=2000Oe)和来自交流磁化率的Cole-Cole曲线图。由图5可知，Cole-Colc图遵循单一的Dcbye弛豫模型。温度相关的弛豫时间遵循Arrhenius定律(T=TOexp(Ueff/kBT)。在2OOOOe直流场下,能量势垒和弛豫时间为Ueff=12.5K和T0=2.7X10-10s。实施例6：配合物1的荧光性质为了研究配体H2L和配合物1的UV-可见吸收，申请人分别在DMF中溶解H2L和配合物1,并进行UV-可见吸收光谱的测试。结果发现上述配合物1在288nm处具有强吸收峰，在347nm处具有弱吸收峰。配体H2L具有与配合物I
25、相同的紫外吸收峰(图6)。与配合物1相比，H2L表现了更为明显的紫外-可见吸收峰。含有Xe4f0T4价电子的稀土离子的电子具有优异的光致发光性质，因此，在室温下研究了溶液状态下配合物的光致发光性质。通过测试配合物1和配体H2L的荧光激发峰和发射峰，申请人发现当配体H2L的DMF溶液在373nm处被激发时，它显示出强烈的波长为468nm的发射宽峰，和波长为727nm的强发射峰，这归因于有机配体H2L从基态（n）跃迁到的激发态水平（n*）。H2L的CIE色坐标为（0.1992,0.0867）（图7）。配合物1的激发波长为324nm,与配体H2L相比，其发生蓝移。使用324nm激发配合物1的DMF溶
26、液观察到在393nm,661nm和75Onnl处的发射峰。波长为393nm的强发射峰属于Dy3+的配体H2L和4F9/2-6II15/2之间的n-Ji*跃迁。配合物1在66Inm处的发光归因于配体H2L之间的n-Jt*跃迁和Dy3+离子的4F9/2-6H13/2能级跃迁。配合物1在75Onm处的发光被指定是Dy3+离子的4F9/2-6H11/2能级跃迁。配合物1的CIE颜色是图中的坐标（0.1992,0.0867）（图8）。由上述实验可知，本发明所述配合物1为八配位歪曲的十二面体几何构型，通过超分子弱作用连接形成十四连接的feu拓扑结构。其中含镐的配合物具有慢弛豫磁行为，在20000e直流场下的Ueff=12.5K,表现出明显的场诱导单离子磁体行为。光谱分析表明，配合物1具有与配体H2L相似的发光行为。该研究为设计和合成具有双重或多功能特性的分子材料提供了一个生动的实例，为多功能简单配合物的设计和合成打开了一扇大门，为构筑多功能高核配合物的奠定了基础。543a2()=K3m。-101001000Frequency(Hz)55X06sfS
