光致磁性变色－顺磁金属配合物合成及光磁开关性能研究

通过共轭连接方式将具有光致磁性变色特性的母体联茚满烯二酮与多种具有强配位能力的小分子配体相连接，再与适当的金属离子进行配位，得到一系列光致磁性变色－顺磁金属配合物；通过共轭连接方式将联茚满烯二酮聚合成共轭大分子体系，得到有序排列的光致磁性变色材料。研究上述两个系列功能材料光照前后磁性能的变化，以及金属离子对磁性能的影响及规律，寻找光照前后磁性能变化比较大的金属配合物或联茚满烯二酮聚合物，进一步开展光磁开关性能方面的研究。

在众多类型的光致变色化合物中，联茚满烯二酮衍生物是一类独特的固态光致磁性变色化合物。其特征是在晶体状态下,经光照就可以变色,同时产生稳定的自由基。本项目设计合成了一系列在芳环上带有可衍生基团甲基的联茚满烯二酮化合物，代表性化合物还研究了其单晶结构。通过UV，荧光，ESR等各种光谱手段测试了其光控磁性变色性能，讨论了取代基不同对化合物性能的影响。选择其中性能良好的双乙基取代联茚满烯二酮化合物进行进一步衍生化，通过非共轭和共轭方式分别与顺磁金属配合物相连，得到光致磁性变色－顺磁金属配合物，对其进行了充分的结构表征，并通过各种光谱手段研究了其光照前后的磁性能变化，探索了其应用于光磁开关，光磁调控研究的可能性。通过亲核取代反应，醛基和氨基生成亚胺的反应，以及Wittig反应等途径，研究将联茚满烯二酮单体通过聚合反应制备光致磁性变色聚合物材料。在课题研究过程中，还原创性地探索了对联茚满烯二酮母体进行结构修饰的新途径，通过扩大母体刚性共轭体系，以期得到光照前后磁性能变化更大的新型光控磁性变色材料体系。对联茚满烯二酮修饰反应过程中意外得到的新型自由基体系进行了详细研究，研究了新自由基的产生机理，研究了光照前后新自由基体系磁信号的变化，为有机磁体的设计和研究提供了理论依据和实验支持。