Биядерное координационное соединение лантанида c 3-метил-1-фенил-4-формилпиразол-5-оном
Владельцы патента RU 2541460:
Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского (RU)
Изобретение относится к области координационных соединений металлов, в частности координационных соединений лантанидов, которые имеют магнитные свойства и могут быть использованы при конструировании новых магнитных материалов и устройств.
Биядерное координационное соединение лантанида с 3-метил-1-фенил-4-формилпиразол-5-оном общей формулы:
,
где Ln=La, Ce, Pr, Nd.
Техническое решение относится к области координационных соединений металлов, в частности координационных соединений лантанидов, имеющих парамагнитные свойства и может быть использовано при конструировании новых магнитных материалов и устройств.
Среди соединений этого типа известны комплексы лантанидов с ацилпиразолонами. (F. Marchetti, С. Pettinari, R. Pettinari // Coord. Chem. Rev. - 2005. Vol. 249: - P. 2909 - 2945).
Недостатком аналогов является мономерное строение комплексов, в результате которого они являются простыми парамагнетиками, возможности которых при конструировании новых магнитных материалов несколько ограничены.
В качестве прототипа выбрано координационные соединение лантанидов с 4-ацил-З-метил-1-фенилпиразол-5-онами, имеющее исключительно моноядерное строение (С. Pettinari, F. Marchetti, R. Pettinari, A. Drozdov, S. Troyanov, АЛ. Voloshin, N.M. Shavaleev // J. Chem. Soc. Dalton Trans. - 2002. - P. 1409 - 1415).
Недостатком прототипа является простой парамагнетизм и ограниченность при конструировании новых магнитных материалов.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать биядерное координационное соединение лантанида с 3-метил-1-фенил-4-формилпиразол-5-оном путем изменения их молекулярной структуры.
Поставленная задача решается тем, что предлагается биядерное координационное соединение лантанида с 3-метил- 1-фенил-4-формилпиразол-5-оном общей формулы
где Ln = La, Ce, Pr, Nd
Соединение имеет биядерное строение, чем создает более распространенные возможности при конструировании новых магнитных материалов и устройств.
Координационное соединение синтезировано следующим образом. К суспензии 0,12 г (0,003 моль) гидроксида натрия в 25 мл 96 %-ного этанола добавляли 0,606 г (0,003 моль) 3-метил-1-фенил-4-формилпиразол-5-она (HL). Полученную смесь перемешивали на магнитной мешалке до полного растворения вещества (20-30 минут). К полученному раствору добавляли раствор 0,001 моль хлорида соответствующего лантанида, перемешивали полчаса и оставляли для кристаллизации. Образовавшееся кристаллическое вещество, отфильтровали, промыли на фильтре небольшим количеством этанола и высушили на воздухе. Выход продукта составляет 85 % от теоретически возможного.
Монокристаллы комплекса лантана получены перекристаллизацией из смеси вода -метанол.
Формула:
[Ln2(μ-L)3(L)3(Н2O)3] (Ln = La, Ce, Pr, Nd)
Структура:
По данным рентгеноструктурного исследования монокристалла комплекса лантана соединение имеет биядерное строение. Катионы лантана расположены на расстоянии 4,222 Å друг от друга и связаны тремя мостиковыми атомами кислорода. Ацилпиразолонатные лиганды являются структурно неэквивалентными. Один лиганд, связанный с атомом La(l), и два лиганда, связанные с атомом La(2), занимают терминальное положение. Остальные выполняют бидентатно-мостиковую функцию и связывают центральные атомы альдегидным атомом кислорода.
Атом La(l) дополнительно координирует две, а атом La(2) - одну молекулу воды, что приводит к повышению их координационного числа до девяти. Образующаяся геометрия координационных полиэдров, соответствует искаженным одношапочным квадратным антипризмам.
Расчет дифрактограммы поликристаллического образца комплекса, выполненый с помощью программы Mercury 1.4.2, позволяет выделить паттерн, характерный для биядерного координационного полиэдра. Аналогичный паттерн наблюдается на дифрактограммах поликристаллических образцов комплексов церия, празеодима и неодима, что свидетельствует о биядерности их структуры.
Биядерность структуры исследованных комплексов способствует проявлению эффектов кооперативного магнетизма, чем создает новые возможности при конструировании магнитных материалов.
Биядерное координационное соединение лантанида с 3-метил-1-фенил-4-формилпиразол-5-оном общей формулы
где Ln=La, Ce, Pr, Nd.
