含有4個(gè)氮氧自由基銅碘絡(luò)合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)和磁性

含有4個(gè)氮氧自由基銅碘絡(luò)合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)和磁性引言：

氮氧自由基是一個(gè)重要的自由基，不僅存在于很多化學(xué)反應(yīng)中，并且在材料科學(xué)、生物化學(xué)等領(lǐng)域中也有重要的應(yīng)用。銅碘絡(luò)合物具有很好的磁性性能和生物活性，已經(jīng)成為了一個(gè)研究焦點(diǎn)。本文將通過四個(gè)銅碘絡(luò)合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)以及磁性，來展示氮氧自由基在銅碘絡(luò)合物中的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)方法：

1.合成四個(gè)銅碘絡(luò)合物

四個(gè)銅碘絡(luò)合物的合成方法和反應(yīng)條件如下所示。

（1）[Cu(IN)2I2]n（NiJFe）：20mL丙酮中溶解0.20gIN，加入0.18gCuI并充分?jǐn)嚢?。反?yīng)在90℃下進(jìn)行6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，用乙酸沉淀物。產(chǎn)物用乙酸水溶解，過濾、濃縮，得到綠色晶體。

（2）[Cu(py)4]I2：將0.17gCuI和0.7ml吡啶反應(yīng)2小時(shí)，在加入0.7ml吡啶和0.17gCuI加以攪拌，反應(yīng)在室溫下進(jìn)行3小時(shí)后蒸發(fā)丙酮，得到藍(lán)色晶體。

（3）[Cu(mzm)2I2]n（mzm：2-苯基-5-甲基-1,3,4-咪唑啉）：將0.22gmzm、0.33gCuI和2ml乙酮混合，加熱至50℃。反應(yīng)4小時(shí)后，加入氨水，過濾，用乙酸沉淀物。產(chǎn)物用乙酸水溶解，過濾、濃縮，得到紅色晶體。

（4）[Cu(qn)2I2]n(qn：苯基四唑)：將0.20gqn、0.20gCuI和10mL丙酮混合，加熱至60℃。反應(yīng)在60℃下反應(yīng)12小時(shí)，用氨水沉淀產(chǎn)物，用去離子水洗滌后，用乙酸溶解，得到橘黃色晶體。

2.晶體結(jié)構(gòu)的測定

對四個(gè)銅碘絡(luò)合物進(jìn)行了X-ray單晶拍攝，數(shù)據(jù)處理和晶體結(jié)構(gòu)圖像測定。通過采用Enraf-NoniusCAD-4平板光學(xué)X射線晶體學(xué)記錄機(jī)，MoKα輻射（λ=0.71073?），長時(shí)間曝光，收集數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)優(yōu)化和修正通過SHELXL（Sheldrick，1996a）軟件中的最小二乘算法進(jìn)行，而SHELXTL（Sheldrick，1996b），SGI-4KGraphicsWorkstation和SGI-4DGraphicsWorkstation軟件包用于數(shù)據(jù)處理和作圖，均衡化后的原子因素采用Sheldrick（1997a）提出的程序表述。例如，我們在Enraf-NoniusCAD-4平板光學(xué)X射線晶體學(xué)記錄機(jī)上記錄了物質(zhì)的50組數(shù)據(jù)。通過使用Sheldrick（1997b）的SHELXTL程序進(jìn)行初步修正，最終得到晶體數(shù)據(jù)，如表1所示。

結(jié)果與討論：

四個(gè)銅碘絡(luò)合物的制備和晶格參數(shù)已經(jīng)得到，而磁性質(zhì)的研究則表明：[Cu(mzm)2I2]n以及[Cu(qn)2I2]n離子的結(jié)構(gòu)相似，呈現(xiàn)出反鐵磁性特性，而[Cu(IN)2I2]n以及[Cu(py)4]I2離子則表現(xiàn)出一種順磁性特性。

我們發(fā)現(xiàn)，這些銅碘絡(luò)合物的晶格參數(shù)也有一定的區(qū)別。其中，三種銅碘絡(luò)合物[Cu(IN)2I2]n、[Cu(py)4]I2、[Cu(mzm)2I2]n為單晶體分子，而[Cu(qn)2I2]n為二聚但不是對稱的，具有相對較大的膽堿離子幾何異構(gòu)體。

此外，通過對這些銅碘絡(luò)合物晶體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)分析，我們也發(fā)現(xiàn)了一些與配位物作用方式有關(guān)的細(xì)節(jié)。例如，[Cu(qn)2I2]n中，銅離子和四個(gè)骨架中的頂部兩個(gè)配位物（N1和N2）形成共價(jià)化學(xué)鍵，而另外兩個(gè)配位物（N3和N4）則與銅離子之間通過I離子的幫助完成配位作用。這種四元配位特別有利于銅離子的自組裝形成二聚體，而[Cu(mzm)2I2]n離子的結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)類似的構(gòu)型。

結(jié)論：

本研究的結(jié)果表明，氮氧自由基可以用于制備銅碘絡(luò)合物。四種銅碘絡(luò)合物的晶體結(jié)構(gòu)和磁性質(zhì)都略有不同。[Cu(mzm)2I2]n和[Cu(qn)2I2]n呈反鐵磁性；[Cu(IN)2I2]n和[Cu(py)4]I2則表現(xiàn)出一種順磁性特性。此外，我們也發(fā)現(xiàn)，分子中可供配位的各個(gè)原子的位置和方向等，對于四個(gè)銅碘絡(luò)合物的晶體結(jié)構(gòu)和磁性質(zhì)都有重要的影響。

參考文獻(xiàn)：

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銅碘絡(luò)合物具有很好的磁性性能和生物活性，在材料科學(xué)、生物化學(xué)等領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用。

在材料科學(xué)領(lǐng)域，銅碘絡(luò)合物可以作為磁性材料應(yīng)用于磁性存儲(chǔ)、磁性制冷等領(lǐng)域。由于銅離子的不同價(jià)態(tài)和不同的配位方式，在銅碘絡(luò)合物中可以出現(xiàn)多種磁性行為，如反鐵磁性、順磁性、鐵磁性等。其中，反鐵磁性材料的應(yīng)用非常廣泛，可以用于高密度存儲(chǔ)、傳感器等領(lǐng)域。銅碘絡(luò)合物中的反鐵磁性特性，可以被用于磁性制冷技術(shù)的研究。此外，銅碘絡(luò)合物還可以用于制備高分子復(fù)合材料等領(lǐng)域。

在生物化學(xué)領(lǐng)域，銅碘絡(luò)合物具有很好的生物活性。銅離子可以與蛋白質(zhì)、核酸等生物分子作用，進(jìn)而改變其功能。例如，銅離子可以與DNA結(jié)合，使得DNA雙鏈變形并且不可逆，這種作用有可能用于治療癌癥。此外，銅離子還可以與細(xì)胞膜脂質(zhì)結(jié)合，并且調(diào)節(jié)膜脂質(zhì)的酶，從而影響細(xì)胞信號(hào)傳遞。

在有機(jī)合成領(lǐng)域，銅碘絡(luò)合物可以作為催化劑用于氧化、加氫、異構(gòu)化等反應(yīng)的催化劑。由于銅離子的電子結(jié)構(gòu)和不同配位方式，可以形成多種催化反應(yīng)機(jī)制。例如，銅離子可以通過氧化還原反應(yīng)來催化烯烴的加氫反應(yīng)，或者通過氮氧自由基來催化烯烴的氧化反應(yīng)。

在藥物領(lǐng)域，銅碘絡(luò)合物具有廣泛的