TCNQ衍生物稀土配合物的合成与磁性研究

TCNQ and its derivative metal complexes have attracted chemical workers' considerable attention, because of their good molecular magnetic properties. In this project, we shall synthesize and structurally characterize several series of TCNQ derivative lanthanide complexes by adjusting the types (from electron-donating groups to electron-drawing groups) and numbers (1, 2 and 4) of substitution groups and changing the reaction solvents, as well as study their molecular magnetic properties. Further, we shall investigate the effects of substitution groups, reaction solvents and lanthanide salts on the molecular structures and magnetic properties of TCNQ derivative lanthanide complexes, explore the structure-property relationship, and try to explain the magnetic mechanism between TCNQ devivative radical anions and lanthanide ions. The results of this project shall provide theoretical basis for the design and synthesis of TCNQ derivative lanthanide complexes with the expected structures and excellent magnetic properties, possessing important scientific significance, and maybe provide the potential molecular magnetic materials.

由于具有优良的分子磁学性质，TCNQ及其衍生物金属配合物受到了化学工作者的广泛关注。本项目拟通过调整取代基的种类（从供电子基到吸电子基）、个数（1，2和4）和改变反应溶剂等合成并结构表征多个系列TCNQ衍生物稀土配合物，研究其分子磁性，进而研究取代基、反应溶剂及稀土盐等对该类配合物的分子结构和分子磁性的影响，探索该类配合物的分子结构与分子磁性间的构效关系，尝试解释TCNQ衍生物自由基负离子与稀土离子间的磁相互作用机制。该项目的研究结果将为设计合成期望结构和优异磁性的TCNQ衍生物稀土配合物提供理论依据，具有重要的科学意义，同时可能提供具有潜在应用价值的分子磁性材料。

首先，本项目选择带有不同抗衡离子的稀土盐与含有不同取代基的TCNQ及其衍生物在不同的溶剂中通过溶液扩散反应获得了一系列TCNQ基稀土配合物，确定了配合物的结构，研究了配合物的电化学和磁学性质，探讨了抗衡离子、取代基和反应溶剂对目标配合物的结构和性能的影响。其次，选择双苯并咪唑基化合物与有机羧酸组成混配体，在水热条件下构筑了一系列过渡金属配合物，确定了配合物的结构，研究了配合物的光致发光、电化学和磁学性质，讨论了双苯并咪唑基配体的柔韧性和不同的羧酸配体对目标配合物的结构和性能的影响。最后，通过调控反应时间和有机配体的原位分解，利用含氮羧酸配体与过渡金属盐和稀土盐在水热条件下反应合成了一系列3d-4f异金属配合物，确定了其结构，研究了其光致发光和磁学性质，同时研究了反应时间和有机配体的原位分解对目标配合物的形成和性能的影响。通过上述三方面工作，我们尝试探索了目标配合物结构与性能间的构效关系，总结了部分配合物的合成规律。尤其是，我们首次提出并证实了通过调控反应时间来构筑3d-4f异金属配合物的新方法。本项目的研究成果为功能配合物材料的设计合成以及潜在应用提供了实验和理论依据，具有重要的科学意义。