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作为分子磁性材料的前沿领域,由于在温度传感器、光开关、显示材料和高密度存储等方面的潜在应用,近年来自旋转换配合物引起化学、物理学和材料学家的大量关注,设计合成多功能自旋转换配合物,以及对其性质的研究都具有非常重要的理论和现实意义。本文旨在设计合成多种新型咪唑席夫碱手性配体,通过配体场强度的改变实现对配合物自旋转换性能的调控。本文主要分为以下三个部分:(1)设计合成了两对新型纯手性自旋转换对映体配合物fac-Λ-[Fe(R-L1)3](ClO4)2·MeCN (1)、 fac-Δ-[Fe(S-L1)3](ClO4)2·2MeCN (2)、fac-Λ-[Fe(R-L1)3](BF4)2·MeCN(3)和fac-Δ-[Fe(S-L1)3](BF4)2·MeCN(4)(L1=1-苯基-N-(1-甲基-1H-咪唑-2-亚甲基)乙胺),结合元素分析、1H NMR、红外、紫外和圆二色谱(CD)对配体和配合物进行了详细表征。X-射线单晶衍射结果显示,两对配合物结晶于手性空间群P21,Fe(II)金属中心与三个配体提供的6个N原子配位形成变形八面体fac构型。磁性研究结果发现,温度升高四个配合物在350K处发生了明显的低自旋态到高自旋态转换。去除乙腈分子,自旋转换温度降至220K,同时伴随有一个宽度为3K的磁滞回线(T1/2=222K,T1/2=219K)。配合物3和消旋乳腈(LN)和甲基戊二腈(MGN)共结晶得到了结晶于手性空间群P212121的新配合物5(3·1/3(R)-LN)和6(3·1/3(S)-MGN),实现了对消旋分子的手性识别。变温磁化率研究结果显示配合物5(3·1/3(R)-LN)和6(3·1/3(S)-MGN)的自旋转换转变温度变为365K和333K,乳腈和甲基戊二腈的引入和乙腈分子的去除改变了配合物3的自旋转换性能。(2)以1-(1-萘基)-N-(1H-咪唑-4-亚甲基)乙胺(L2)和1-(2-萘基)-N-(1-甲基-1H-咪唑-2-亚甲基)乙胺(L3)为配体,合成和表征了四对纯手性配合物:fac-Λ-[Fe(R-L2)3](ClO4)2(7)和fac-Δ-[Fe(S-L2)3](ClO4)2H2O (8)、 fac-Λ-[Fe(R-L2)3](BF4)2(9)和fac-Δ-[Fe(S-L2)3](BF4)2(10)、 fac-Λ-[Fe(R-L3)3](ClO4)2H2O (11)和fac-Δ-[Fe(S-L3)3](ClO4)2H2O (12)、 fac-Λ-[Fe(R-L3)3](BF4)2H2O (13)和fac-Δ-[Fe(S-L3)3](BF4)2H2O(14)。X-射线单晶衍射结果表明七个配合物(未测得10)都结晶于手性空间群P213,R和S构型配体分别诱导配合物呈现出单一的fac-Λ和fac-Δ构型。变温磁性研究表明,配合物7-10在300-2K范围内一直处于高自旋态(S=2),配合物11-14因配体场略强,在此范围内体现出缓慢的自旋转换性能。(3)将不同长度碳链的1-溴烷烃做为烷基化试剂,完成了对咪唑-2-甲醛的烷基化,将其与(R or S)-(±)-甲基苄胺缩合,再与FeX26H2O配位后得到了系列金属配合物fac-Λ-[Fe(R-Cn-L)3]X2和fac-Δ-[Fe(S-Cn-L)3]X2(Cn-L=1-苯基-N-(1-烷基-1H-咪唑-2-亚甲基)乙胺;n=4、5、6、7、8、10、12、14、16、18、20和22;X=ClO4-和BF4-)。对部分配合物的X-射线单晶衍射和变温磁性研究结果表明,不同长度碳链导致配合物结晶于多种手性空间群,形成了不同的空间堆积结构,同时表现出多样的自旋转换性能。DSC热分析结果证明,当n=14-22时,咪唑-2-甲醛的烷基化为配合物引入新的液晶性能。