Введение 4
1 Обзор литературы 6
1.1. Молекулярные магнетики 7
1.2. Металлокомплексы азометинов и их магнитные свойства
2 Экспериментальная часть 17
2.1. Синтез лиганда 17
2.2. Синтез металлохелатов 18
2.3. Методы физико-химического исследования 20
2.3.1. Метод ИК-спектроскопии 20
2.3.2. Метод ЯМР-спектроскопии 24
2.3.3. Метод магнитных моментов 25
2.3.4. Метод EXAFS и XANES спектроскопии 29
3 Обсуждение результатов 36
Выводы 45
Список использованных источников
В настоящее время комплексные соединения на основе тридентатных азометинов рассматриваются как потенциальные магнитоактивные материалы. Особый интерес вызывают металлохелаты тридентатных и полидентатных азометиновых лигандов производных 2-гидрокси-, 2-тозиламинобензальдегидов и их замещенных [6-8].
Актуальность исследований в этой области обусловлена тем, что металлохелаты азометинов играют огромную роль в развитии современной магнетохимии, так как являются перспективными материалами для создания молекулярных магнетиков [9]. Молекулярные магнетики представляют особый интерес не только для фундаментальной науки, но и для современного материаловедения [4, 5]. Эти соединения могут найти применение в различных областях техники: магнитная защита от низкочастотных полей, трансформаторы и генераторы, имеющие малый вес, научное приборостроение, криогенная техника, информационные технологии, медицина, энергетика. Синтез и исследование молекулярных магнетиков представляет большой интерес и для фундаментальной науки. На протяжении длительного времени одной из главных проблем магнетохимии является построение теории механизмов обменных взаимодействий, которые позволяют выявить, исследовать и объяснить причины магнитного упорядочивания в кристаллах [10]. Проведение экспериментальных работ создает научную базу для таких исследований. Использование синтетических подходов позволяет создавать конкретные объекты для исследования. Особое место занимают би- и полиядерные координационные соединения азометинов с переходными металлами [11]. В этих металлокомплексах в зависимости от природы лиганда могут реализоваться би- и полиядерные структуры с антиферромагнитным или ферромагнитным обменным взаимодействиями между атомами металлов.
Целью данной работы является синтез, исследование строения и магнитных свойств биядерных комплексов Cu(II), Co(II) и Pd(II) c тридентатным азометиновым лигандом 2-(К-тозиламино)бензаль-2'-(гидроксиметил)анилином.
1. Синтезирована и описана лигандная система: 2-(N- тозиламино) бензаль-2'-(гидроксиметил)анилин.
2. Получены новые комплексные соединения с переходными металлами - кобальтом(П), медью(П)и палладием (II).
3. Строение и свойства азометина и металлохелатов на его основе изучены методами элементного анализа, ИК-, ЯМР - спектроскопии, магнетохимии, EXAFS и XANES рентгеновских спектров поглощения.
Установлено, что металлокомплексы Co(II), Cu(II) - биядерные и с антиферромагнитным обменным взаимодействием между атомами металлов. Комплекс Pd(II) по своей природе диамагнитен, однако, ЯМР-спектральные исследования свидетельствуют об образовании димерных структур.
4. Наличие гидроксиметильной группы вместо гидроксигруппы в аминной части лиганда в полученных биядерных комплексах приводит к реализации структур с двумя шестичленными металлоциклами (в отличие от пяти- и шестичленного) с мостиковыми атомами кислорода и увеличению силы обменного взаимодействия между парамагнитными центрами.
1 Алдошин, С.М. На пути к фотопереключаемым магнитам / С.М. Алдошин // Изв. АН Сер. Хим. - 2008. -№ 4. - С. 673-703.
2 Бучаченко, А. Л. От химической экзотики - к молекулярным магнетикам и спиновому компьютенгу / А.Л. Бучаченко // Вестник Уральского отделения РАН. - 2009. - №1. - С. 41 - 44.
3 Луков, В.В. Молекулярные магнетики: экспериментально¬теоретические основы дизайна магнитных материалов будущего / В.В. Луков,
B. А.Коган, И.Н.Щербаков, Л.Д. Попов, С.И. Левченков. // Вестник Южного Научного Центра РАН. - 2011. -№1. - С. 24 - 41.
4 Минкин, В. И. Бистабильные органические, металлоорганические и координационные соединения для молекулярной электроники и спинтроники // Изв. АН. Сер.хим. - 2008. - № 4. - С. 673-703.
5 Молекулярные магнетики - перспективные материалы будущего: методическое пособие. - Казань: Изд-во ФГБУН ИОФХ, 2013. - 25 с.
6 Богомяков, А.С. Рентгеноспектральные, магнето- и квантохимические исследования строения и свойств биядерных комплексов меди(11) / А.С.Богомяков,
A. С. Бурлов, И.С.Васильченко, В.Г. Власенко, Д.А.Гарновский, Я.В.Зубавичус,
C. И. Левченков, С.А.Николаевский,А. Г.Стариков, А. И. Ураев // Журнал общей химии. - 2012. - № 11. - С. 1778-1784
7 Бурлов, А.С. Синтез и магнитные свойства новых биядерных комплексов меди(11) с тридентатными азометиновыми лигандами / А.С. Бурлов,
B. Н.Икорский, А.И. Ураев,Ю.В. Кощиенко, И.С. Васильченко, Д.А.Гарновский, Г.С.Бородкин, С.А. Николаевский, А.Д. Гарновский //Журнал общей химии. -
2006. - №8. - С. 1337-1342.
8 Бурлов, А.С. Синтез, строение, магнитные свойства биядерных металлохелатов 2-(К-тозиламино)бензаль-2'(гидроксиметил)анилина / А.С. Бурлов, В. Г. Власенко, Ю. В. Кощиенко, С. И. Левченков, И. В. Панков, Я. В.
Зубавичус, А. Л. Тригуб, Г. С. Бородкин, Т. А. Мазепина, Д. А. Гарновский, А. И. Ураев. // Координационная химия. - 2016. - №4. - С. 237-244.
9 Луков, В.В. Современные исследования в области молекулярных магнетиков: состояние, проблемы, перспективы / В.В. Луков, В.А. Коган, С.И. Левченков, И.Н. Щербаков, Л.Д. Попов // Координационная химия.- 2015. - Т. 41.- № 1. - С. 3-18.
10 Коган, В.А. Особенности магнитного обмена в би- и полиядерных комплексах переходных металлов с гидразонами и азометинами /В.А. Коган,
В.В.Луков, И.Н. Щербаков. //Координационная химия.- 2010. -№ 6. - С. 403-432.
11 Гарновский, А.Д. Молекулярный дизайн координационных соединений азометинов /А. Д.Гарновский,А. С. Бурлов, И. С. Васильченко, Д. А. Гарновский,А. И. Ураев, Е. В. Сенникова// Координационная химия. - 2010. - Т.
36. - №2. - С. 83 - 98.
12 Молекулярные магнетики - от теоретических знаний к практическому применению. Методическое пособие / Л.Р. Шакирова, И.А. Безкишко. - Казань: Изд-во ФГБУН ИОФХ, 2013. - 34 с.
13 Келлерман, Д. Г. Магнетохимия: учеб. - метод. пособие / Д.Г. Келлерман. - Екатеринбург: Из-во Уральского Государственного ун-та, 2008. - 156 с.
14 Калинников, В.Т. Введение в магнетохимию. Метод статистической магнитной восприимчивости: учеб. для вузов / В.Т. Калинников, Ю.В. Ракитин. - М.: Наука. - 1984. - 240 с.
15 Гарновский, А.Д. Современные аспекты синтеза металлокомплексов /
А.Д. Гарновский, И.С. Васильченко, Д.А.Гарновский. - Ростов н/Д: ЛаПО, 2000. - 355 с.
16 Скопенко В.В. Координационная химия: учеб. пособие / В.В. Скопенко, А.Ю.Цивадзе, Л.И.Савранский, А.Д. Гарновский- М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. - 487 с.
17 Коган, В.А. Некоторые проблемы магнетохимии биядерных комплексов переходных металлов с гидразонами / В.А. Коган, В.В. Луков // Координационная химия. - 1997. - Т. 23, № 1. - С.18 - 30.
18 Коган, В.А., Луков В. В. Стереохимия обменного фрагмента М2О2 и магнитные свойства биядерных комплексов на основе гидразонов / В.А. Коган,
В.В. Луков // Координационная химия. - 1993. - Т. 19, №6. - С. 476-486.
19 Коган, В.А. Магнетохимия гомо- и гетеробиядерных комплексов с бис- гидразонами 2,6- диформил - 4 - R - фенолов / В.А.Коган, В.В. Луков // Координационная химия. - 2004. - Т. 30. - № 3. - С.219 - 227.
20 Коган, В.А., Луков В. В. Стереохимия обменного фрагмента М2О2 и магнитные свойства биядерных комплексов на основе гидразонов / В.А. Коган, В.В. Луков// Координационная химия. - 1993. - Т. 19. - № 6. - С. 476-486.
21 Драго, Р. Физические методы в химии: учеб. для вузов / Р. Драго. - М.: Мир, 1981. - Т. 1. - 423 с.; Т. 2. - 455 с.
22 Власенко, В.Г. Использование EXAFS спектроскопии для установления строения комплексных соединений: учеб. - метод, пособие / В.Г. Власенко. - Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального ун-та, 2007. -34 с.
23 Кочубей, Д. M.liXAFS и XANES спектроскопия: учеб. - метод. пособие /Д. И. Кочубей,В. В. Канажевский. - М.: ИК СО РАН им. Борескова, 2009. - 30 с.
24 Korchagin, Denis V. Halogen atom effect on the magnetic anisotropy of pseudotetrahedral Co(II) complexes with a quinoline ligand / Denis V. Korchagin, Gennadii V. Shilov, Sergey M. Aldoshin, Roman B. Morgunov, Artem D. Talantsev, Elena A. Yureva / Polyhedron 102 (2015) 147-151/DOI: 10.1016/j.poly.2015.09.044
25 Vallejo, Julia. Guest-Dependent Single-Ion Magnet Behaviourin a Cobalt(II) Metal-Organic Framework / Julia Vallejo, Francisco R. Fortea-Perez,Emilio Pardo,Samia Benmansour,Isabel Castro,J. Krzystek,Donatella Armentano,and Joan Cano / Chem. Sci., 2016,7, 2286-2293 / DOI: 10.1039/C5SC04461H
26 Гарновский, Д.А. Электрохимический синтез, свойства и строение комплексов меди, никеля и кобальта тридентатного тозиламинофункционализированного меркаптопиразолсодержащего основания
Шиффа / Д.А. Гарновский, С.И. Левченков, Г.Г. Александров, В.Г. Власенко, Я.В.
49
Зубавичус, А.И. Ураев, А.С. Бурлов // Координационная химия. - 2017. - Т. 43. - №
3. - С. 147-155.
27 Щербаков, И.Н. Биядерный комплекс меди (II) с бис- азометином на основе 1,3-диаминопропанола-2 и 4-гидрокси-3- формилкумарина: кристаллическая структура и магнитные свойства / И.Н. Щербаков, С.И. Левченков, Л.Д. Попов, Г.Г. Александров, Л.Н. Этметченко, В.А. Коган // Координационная химия.- - 2015. - Т. 41.- № 2. - С. 67-74.
28 Левченков, С.И. Влияние мостиковой координации ДМСО на характер обменного взаимодействия в биядерном комплексе меди (II) с несимметричным обменным фрагментом / С.И. Левченков, И.Н. Щербаков, Л.Д. Попов, В.Г. Власенко, К.Ю. Супоницкий, А.А. Цатурян, В.В. Луков, В.А. Коган // Координационная химия. - 2014. - Т. 40. - № 8. - С. 451-459.
29 Левченков, С.И. Влияние природы немостиковых донорных атомов на структуру и магнитные свойства биядерных комплексов меди (II) с гетероциклическими азометиновыми лигандами //Журнал структурной химии. -
2015. - Т. 56. - № 1. - С. 113-120.
30 Burlov, Anatolii S./ Synthesis, XAFS and X-ray structural studies of mono- and binuclear metal-chtlates of N,O,O (N,O,S) tridentate Schiff base pyrazole derived ligands / Anatolii S. Burlov, Ali I. Uraev, Dmituii A. Garnovskii, Konstantin A. Lyssenko. Valery G/ Vlasenko, Sergey I. Levchenkov, Igor S/ Vasilchenko, Vladimir I. Minkin //J// of Molelular Structur. - 2014. - V. 1064. - P. 111 - 121.
31 Пестов, А. В. Хелатные комплексы меди и никеля с полидентатными N, O-лигандами: строение и магнитные свойства многоядерных комплексов /А. В. Пестов, П. А. Слепухин, В. Н. Чарушин // Успехи химии - 2015. - Т. 84. - № 3. - С. 310-333.