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摘 要

信息技术的飞速发展，要求开发具有更高存储密度及更快响应速度的信息存储材料。单分子磁体是由分立的、磁学意义上没有相互作用的单个分子构成而不是由一个三维扩展晶格( 如金属、金属氧化物等) 构成的，并在阻塞温度(blocking temperature, T_B) 以下呈现磁滞行为，因此在超密存储和量子计算等领域展现出广阔的应用前景。近年来，相关研究发展很快，成为融合物理、化学和材料等诸多学科的前沿研究领域之一。

本文研究了2-（1,3-丁二酮）-6（1,3-丁二酮）-吡啶的合成。以（2,6）-二羧酸-吡啶为原料合成具有磁阻塞温度较高的3d-4f单分子磁体。并试图通过核磁共振表征验证了产物。

关键词： 单分子磁体 阻塞温度 3d-4f 核磁表征

The synthesis and characterization of Multidentate pyridine ketone compounds

Abstract

The rapid development of information technology require information storage materials with higher storage density and faster response speed。Single molecule magnets consists of discrete magnetism sense. There is no interactions of individual molecules, and do not give rise to a three-dimensional extend lattice. At a low temperature below the blocking temperature, single molecule magnets show hysteresis behavior。So it show a broad application in some areas such as super dense storage and quantum computation。

This paper studies the synthesis and characterization of 2-（1，3-butyl ketone）-6-（1,3-butyl ketone）-pyridine。

Keyword：single-molecular magnet ，blocking temperature，3d-4f，

Nuclear magnetic characterization

目 录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1单分子磁体的定义

1.2单分子磁体的合成方法

1.2.1分隔配体法

1.2.2辅助自组装反应法

1.3单分子磁体的性能原理

1.4单分子磁体的主要种类

1.4.1 Mn簇单分子磁体

1.4.2 Fe离子簇单分子磁体

1.4.3V、Cr 离子簇单分子磁体

1.5本文研究课题的提出

第二章 实验部分

2.1反应原理

2.2目标产物的合成

2.2.1实验仪器

2.2.2实验药品

2.3试验方法与步骤

2.3.1合成步骤

2.3.2目标产物的提纯

第三章 结果与讨论

3.1核磁共振表征

3.2（2,6）-二甲酸甲酯的核磁谱图

3.3目标产物合成的讨论

第四章 结果与讨论

4.1本次研究工作的主要进展

4.2进一步工作的建议

参考文献

致谢

第一章 绪论

自1993 年发现第一个单分子磁体Mn₁₂-AC以来，经过十几年的努力，已对过渡金属离子单分子磁体做了较深入的研究，得到了Mn、Fe、V 和Ni 等多种多核单分子磁体。对过渡金属单分子磁体的研究证明高自旋基态(S)和显著的负各向异性(D) 是单分子磁体必须具备的2个要素，二者结合产生自旋翻转的能垒。为获得高能垒的单分子磁体，多年来，人们一直致力于高自旋和大各向异性分子的设计。但Ruiz等于2008 年基于对Mn₆体系磁各向异性与磁相互作用的理论研究揭示了高自旋基态与大单轴各向异性是不可兼得的。证明提高分子的自旋基态往往以降低体系的磁各向异性为代价，也就是说单分子磁体自旋翻转的能垒主要取决于旋轨耦合的强度，无法靠分别优化S和D来实现。因此，在过渡金属簇合物中引入单电子数多、具有强旋轨耦合作用的稀土离子来合成3d-4f单分子磁体是研究思路之一。

1.1单分子磁体的定义

一般只指具有较大单轴各向异性和较大自旋基态的簇合物，其在低温下表现出超顺磁行为。以Mn₁₂引领的SMM不仅表现出超顺磁体所具有的慢的磁弛豫现象，而且观察到磁化强度宏观量子隧穿效应。

1.2单分子磁体的合成方法

由于过渡金属和镧系金属具有不同的配位特性，而且对于同一种配体还经常存在着竞争配位。因此，合成3d-4f 异核配合物远非想象中那么容易。简单地将几种反应物混合，往往得不到预期的3d-4f异核配合物，而经常得到的是单一的过渡金属配合物或镧系金属配合物，所以研究者一般需要设计特定的途径来合成3d-4f 单分子磁体。常见的途径有两种，一种是分隔配体法，另一种是共配体辅助自组装法。

1.2.1分隔配体法

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