钌-锰混合金属簇的制备与光-磁性质表征

模拟光合作用光解水中心是近年来新兴的研究方向，是涉及到光化学，磁化学，有机合成化学，无机合成化学和光物理的交叉研究方向。钌-锰混合金属簇因具有该方向的潜在优势而受到关注；同时，可能具有特殊的光学-磁学性质，在信息储存、量子计算方面具有巨大应用前景。本课题拟采用配合物配体分步合成的策略，制备Ru n-Mn 4混合金属簇，构筑模型化合物考察光解水的电子转移过程以及锰的四电子循环过程。簇合物中光致的锰价态改变将有可能得到光开关的单分子磁体材料。本课题对相关金属簇的磁性研究将得到更多RuIII-MnIII/II磁交换常数-晶体结构的信息及规律。

在单分子磁体的研究中，找寻能保持较大基态自旋值的体系具有重要意义。1,3-丙二醇螯合配位的线性[Mn3]体系能达到最大化的基态自旋值，且包含大量的“自由”配位位点，因而是一个很好的研究体系。通过对配体进行功能修饰引入不同的弱相互作用，我们得到了不同自组装结构的[Mn3]分子聚集体；通过结构导向配体同桥联配体的合理组合，我们将[Mn3]结构单元连接为高维结构，并对其生成机理，结构－磁性相互关系进行了详细的讨论；首次应用经典的卷曲机制制备出同石墨和碳纳米管具有相似构型的配位聚合物，并对其磁性进行了细致的研究，此合成策略极有可能推广到所有柔性不对称二维配合物体系；合成了一系列基于二醇的衍生物并考察其于锰的配位化学，通过引入空阻，电荷以及弱相互作用基团，制备了一系列基于[Mn3], [Mn10]的配位化合物，并对其生成机制做了详细研究。 . 项目负责人作为通讯联系人，在Inorganic Chemistry上发表标注本项目研究论文1篇，另有7篇论文正在准备中。