纳米尺寸的手性[Mn6Ln2]簇合物：合成、结构和磁性

手性在化学、生物和材料科学中扮演者着重要的角色。近年来，手性配体已经证明是组装多功能分子材料的理想候选者，特别是组装手性分子基磁体。利用对映异构体的有机配体将手性信息通过配位引入到整个磁性体系，还可能带来有趣的功能，如磁性手性二色性（MChD）效应、二次谐波产生（SHG）和铁电性质。

为了增加磁交换相互作用和减小磁化量子遂穿效应，人们在研究3d-4f单分子磁体方面付出了相当的努力。选择合适的螯合配体是构建3d-4f单分子磁体的关键因素之一。含邻香草醛的多齿席夫碱配体对3d和4f离子配位存在差异，是构建3d-4f异核簇合物的良好选择。通常情况下，其内侧配位点偏好3d金属离子，而外侧配位点偏好亲氧的4f金属离子。然而，此类手性席夫碱配体却很少引入到3d-4f体系中以获得既具有磁性又具有手性的双功能配合物。

基于以上考虑，华中科技大学的团队利用此类手性配体合成了两对手性3d-4f簇合物：[Mn₆Ln₂(μ₃-OH)₄(μ₄-O)(R-L)₆(Ac)₄(H₂O)₂]•NO₃•OH(Ln=Dy (1R), Gd (2R))、[Mn₆Ln₂(μ₃-OH)₄(μ₄-O)(S-L)₆(Ac)₄(H₂O)₂]•NO₃•OH(Ln=Dy (1S), Gd (2S))。晶体结构表明，八核金属核心[Mn₆Ln₂]为少见的夹心构型；分子的空间填充模式表明，该簇合物分子为纳米尺寸。圆二色谱测试进一步证明它们为对映异构体，具有手性光学活性。磁性研究表明，相邻的金属离子间主要存在反铁磁相互作用，并通过计算模拟证实。[Mn₆Dy₂]簇合物在零场下表现出慢磁弛豫现象，属于单分子磁体。[Mn₆Gd₂]配合物在宽温度范围内表现出有趣的磁热效应。该研究可能为合成手性3d-4f单分子磁体以及纳米尺寸的双功能分子材料提供可行的策略。

这一成果近期发表在Inorganic Chemistry上，文章的第一作者是华中科技大学的博士研究生胡鹏，华中科技大学的李宝副教授和张天乐教授、浙江工业大学的庄桂林副教授为共同通讯作者。

该论文作者为：Peng Hu, Xiao-ning Wang, Cheng-gang Jiang, Fan Yu, Bao Li, Gui-lin Zhuang, and Tianle Zhang

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Nanosized Chiral [Mn₆Ln₂] Clusters Modeled by Enantiomeric Schiff Base Derivatives: Synthesis, Crystal Structures, and Magnetic Properties

Inorg. Chem., 2018, 57, 8639, DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b01423

导师介绍

李宝

http://www.x-mol.com/university/faculty/10714

张天乐

http://www.x-mol.com/university/faculty/10735

庄桂林

http://www.x-mol.com/university/faculty/18855