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1、氮氧自由基类有机铁磁体的合成进展Vo1.34No.8?8?化工新型材料NEWCHEMICALMATERIALS第34卷第8期2006年8月氮氧自由基类有机铁磁体的合成进展张斌张军良郭燕文叶彦春(北京理工大学理学院化学系,北京100081)摘要采用分类综述的方法对氮氧自由基类有机铁磁体的合成现状进行了阐述.关键词氮氧自由基,有机铁磁体,合成ThesynthesisoforganicferromagnetswhichcontainedfreeradicalofnitroxideZhangBinZhangJunliangGuoYanwenYeYanchun(ChemistryDepartme
2、nt,ScienceSchool,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081)AbstractThepaperexpoundedhowtOsynthesizinganorganicferromagnetwhichcontainedfreeradicalofnitroxiderecentdecades.Keywordsfreeradicalofnitroxide,organicferromagnet,synthesis1有机铁磁体简介有机铁磁体是不同于传统铁磁性材料的一类新材料.传统的铁磁性材料是由Fe,Co,Ni等元素组成的无机材料,而有机铁磁
3、体则是以C,H,O,N等有机元素为主组成的有机材料,不含或含有很少金属元素.由于人们对有机铁磁体的研究比较晚,所以一直以来,铁磁材料只是无机铁磁性材料的代名词.近十几年来,人们才开始研究有机铁磁体.然而,有机铁磁体一出现就引起了科学界的极大兴趣.究其原因,主要是有机铁磁体具有多种优点和十分广阔的应用前景.根据有机铁磁体分子中是否含有稳定的氮氧自由基,可以分为氮氧自由基类有机铁磁体和非氮氧自由基类有机铁磁体.其中,氮氧自由基类有机铁磁体是本文讨论的重点.再根据分子中是否含有金属元素,氮氧自由基类有机铁磁体又可以分为纯氮氧自由基类有机铁磁体和含有金属元素的氮氧自由基一金属复合物有机铁磁体.
4、其中纯氮氧自由基类有机铁磁体又是本文讨论的重点.纯氮氧自由基类有机铁磁体的典型代表是1991年日本学者Kinoshita等[1]成功合成出的作者简介:张斌(1981一),男,在读硕士.p-NPNN(化合物1).0lN《由于自由基上未配对电子的铁磁耦合,使其成为一维的有机铁磁材料.该晶体的C相能够用自旋S一1/z的Heisenberg模型很好的描述.由于自由基的链间耦合作用,该晶体的C相在温度T一0.65K时发生铁磁转变.若用各种不同的基团来取代p-NPNN,将会得到与P—NPNN结构类似的衍生物.TakahashiM及TamuraM等制备了这一类的衍生物,并对其铁磁性进行了测量.第1个
5、氮氧自由基一金属复合物有机铁磁体是1988年由Caneschi_2合成出来的[-Mn(hafc)2一NI—TR].居里温度Tc一8.6K.经过近20年的发展,氮氧自由基一金属复合物有机铁磁体已经成为研究最多的有机铁磁体.所谓非氮氧自由基类有机铁磁体只是一个统称,用以区别我们重点讨论的氮氧自由基类有机铁第8期张斌等:氮氧自由基类有机铁磁体的合成进展磁体.所有不含氮氧自由基的有机铁磁体都可以归类其中.例如,2004年,武汉大学的TangHongding等_3]合成的二茂铁基硅烷聚合物(2a,2b,2c),则是一种自由基一金属复合物铁磁体.合成目标分子后,进一步用Iz和TCNE(四氰乙烯)成
6、盐.发现成盐之后,2b和2c两者都具有一定的顺磁特性.后者成盐后的聚合物Tc=20K.3种聚合物分子的合成路线如下:'—CHsS—i(H)C12,I.RDCDCP¨Q一(2a)h)(2()非氮氧自由基类有机铁磁体不是本文讨论的重点,下面我们将重点讨论氮氧自由基类有机铁磁体.2氦氧自由基类有机铁磁体的合成与发展一般来说,设计合成有机铁磁体的思路主要有以下2种:(1)有机方法:引入的顺磁中心为有机自由基.(2)金属一自由基方法:引入的顺磁中心为有机自由基和顺磁金属离子.2.1纯氮氧自由基类有机铁磁体合成思路及发展纯氮氧自由基类有机铁磁体中不含任何金属离子,引入的顺磁中心为纯氮氧自由基.由于
7、它们具有有机材料的特殊力学性能和优良的电磁学特性,因此是具有更广应用前景的一类铁磁性材料.氮氧自由基的典型代表主要有TEMPO和NN两大类,结构式如下.根据R基团的不同,它们又有许多不同的衍生物.1991年,日本学者Kinoshita等_】]成功地合成出了p-NPNN,正如前文所言,它是纯氮氧自由基类有机铁磁体的典型代表,这也是世界上第一个合成出来的纯氮氧自由基类有机铁磁体,以后又有许多学者合成了它的类似物.R一.R7TEMP0NN1993年,
