{Ln2Co6}异金属配合物的合成及性质

孙同明 张梦珂 时旭 徐润生 陈正奕 齐星原 王金 朱金丽 王敏敏

引用本文: 孙同明, 张梦珂, 时旭, 徐润生, 陈正奕, 齐星原, 王金, 朱金丽, 王敏敏. {Ln2Co6}异金属配合物的合成及性质[J]. 无机化学学报, 2021, 37(7): 1177-1183. doi: 10.11862/CJIC.2021.154 shu
Citation:  Tong-Ming SUN, Meng-Ke ZHANG, Xu SHI, Run-Sheng XU, Zheng-Yi CHENG, Xing-Yuan QI, Jin WANG, Jin-Li ZHU, Min-Min WANG. Synthesis and Properties of {Ln2Co6} Heterometallic Complexes[J]. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2021, 37(7): 1177-1183. doi: 10.11862/CJIC.2021.154 shu

{Ln2Co6}异金属配合物的合成及性质

    通讯作者: 王金, E-mail: wangjin110@ntu.edu.cn; 朱金丽, E-mail: jinlizhu@ntu.edu.cn; 王敏, E-mail: mmwang0528@ntu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 22075152

    江苏省自然科学基金 BK20190918

    江苏省高校自然科学研究基金 19KJB430030

    南通市科技项目 JC2020130

    南通市科技项目 JC2020133

    南通市科技项目 JC2020134

摘要: 以6-氯-2-羟基吡啶(Hcp)为配体,特戊酸(Hpiv)为辅助配体,设计合成了5例八核{Ln2Co6}(Ln=Sm(1)、Eu(2)、Tb(3)、Er(4)、Tm(5))异金属配合物。单晶结构表明配合物1~5为同构物,属于三斜晶系,空间群为P1。磁性测试表明,在配合物1~5中,反铁磁相互作用占主导作用。在抑菌性测试中,采用培养基扩散法测试配合物1~5及其同构物{Ln2Co6}(Ln=Dy(6)、Ho(7)、Gd(8)、Y(9))的抑菌作用。研究表明配合物1~9对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)都有一定的抑制作用。其中,配合物5E.coli的抑菌效果最好,而配合物9S.aureus的抑菌效果最好。

English

  • 由于稀土配合物具有迷人的拓扑结构、特殊的磁学行为以及生物抑菌活性,其在材料学与医药学上具有广泛的应用而备受关注。自首例单分子磁体{Mn12}发现以来[1-2],人们陆续发现许多含Mn [3-5]、Fe [6-7]、Co [8-9]和Ni [10-11]的配合物都表现出单分子磁体的行为。但是由于这些单分子磁体的阻塞温度TB(blocking temperature)很低,其实际应用受到很大限制。要提高单分子磁体的TB温度,分子必须具有更高的自旋基态和更大的负零场分裂。稀土离子通常具有较大的自旋基态和磁各向异性(Gd离子除外),故在单分子磁体的设计与合成中占有非常重要的地位[12-19]。然而,稀土离子内层的f 电子使自旋载体间的磁交换作用非常弱。因此,随着单分子磁体的发展,稀土-过渡异金属单分子磁体受到人们的重视[20-24]。目前,报道的稀土-过渡异金属单分子磁体中,其能垒和阻塞温度可达625 cm-1和6 K[13]

    20世纪60年代的研究发现稀土配合物具有特殊的药效作用,而且相对于有机合成药物,稀土配合物的毒副作用较低,且不在体内积累[25]。因此,如何有效地利用稀土配合物,尽可能避免或减轻其毒副作用已经成为人们研究的主要目标。目前,稀土配合物的研究重点在于如何使具有特定生理活性的配体与稀土离子结合,因此,配体的选择显得尤为重要。据文献报道,咪唑、嘧啶和吡啶及其衍生物具有一定的生物活性[26-28]。6-氯-2-羟基吡啶(Hcp) 作为一种吡啶类配体,主要有以下特征:(1) 羟基官能团不仅倾向于与Ln离子结合,而且形成的氧桥较短,可增强离子间的磁相互作用;(2) 具有生物活性的刚性吡啶环倾向于与过渡金属离子结合,可以得到更加稳定且具有生物活性的配合物[29]

    因此我们以Hcp为主配体,特戊酸(Hpiv)为辅助配体,合成了5个八核的4f-3d 配合物{Ln2Co6}(Ln= Sm (1)、Eu (2)、Tb (3)、Er (4)、Tm (5)),利用单晶X射线衍射进行了结构解析并对其磁性进行了研究。为了对比研究,选取其同构物{Ln2Co6}(Ln=Dy (6)、Ho (7)、Gd (8)、Y (9))[29]并对配合物1~9 的抑菌性进行了详细研究。

    6-氯-2-羟基吡啶、特戊酸、稀土盐等购自济南恒化科技有限公司。乙腈为色谱纯,购自百灵威科技有限公司。二氯甲烷、三乙胺、NN-二甲基甲酰胺(DMF)、氯化钴、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、胰蛋白胨、酵母浸出粉等购自雅安瑞进特试剂公司。

    所用仪器有Perkin-Elemer 240型元素分析仪、Nicolet PerkinElmer型红外光谱仪、SQUID MPMS XL -7型磁强计、PPMS-9 ACMS型磁强计、Oxford Super- Nova型单晶衍射仪、SuperNova型衍射仪和Xcalibur型衍射仪、NETZSCH TG 209F3型热重分析仪、D/ Max-RA DX-2600型X射线衍射仪(工作电压:40 kV,电流:40 mA,辐射源:Cu Kα,波长:0.154 056 nm、扫描范围:5° < 2θ < 60°)、GHP-9050型隔水式恒温培养箱、DDZH-300型多用途台式恒温振荡器、HZQ- F100型振荡培养箱和LQ-CTS1型振荡培养箱。

    这些配合物的合成条件和比例完全相同,使用不同的稀土盐和氯化钴得到了一系列的{Ln2Co6} 配合物(1~5)。

    {[Sm2Co6(OH)4(cp)6(piv)8(CH3CN)2]·CH2Cl2} (1):将Hcp(0.3 mmol,0.039 g) 和CoCl2·6H2O(0.2 mmol,0.025 g)置于30 mL CH3CN和CH2Cl2的混合溶液(1∶ 1,V/V)中搅拌,逐滴加入0.2 mL三乙胺,继续搅拌1 h后,加入Sm(NO3)3·6H2O(0.1 mmol,0.038 g)和Hpiv (0.5 mmol,0.051 g),继续搅拌1 h,接着加热搅拌15 min,得到紫色溶液。将该紫色溶液冷却、过滤,滤液置于烧杯中,并用保鲜膜封好,静置数天后出现紫色晶体。所得产物用CH3CN和CH2Cl2(6 mL)洗涤。产率约51%(42 mg)。元素分析按Sm2Co6C75H102N8O26Cl8计算的理论值(%):C,36.48;H,4.16;N,4.54。实验值(%):C,36.76;H,4.20;N,4.62。红外光谱(KBr,cm-1):3 462(b),2 957(s),1 592(vs),1 560(vs),1 485(vs),1 442(vs),1 419(vs),1 375(s),1 227(s),1 168(s),1 008(m),794(s),603(m)。

    [Eu2Co6(OH)4(cp)6(piv)8(CH3CN)2] (2):将Sm(NO3)3 ·6H2O换成Eu(NO3)3·6H2O(0.1 mmol,0.044 g),合成方法与配合物1 相同。产率约54%(43 mg)。元素分析按Eu2Co6C75H102N8O26Cl8计算的理论值(%):C,36.43;H,4.16;N,4.53。实验值(%):C,36.45;H,4.07;N,4.61。红外光谱(KBr,cm-1):3 463(b),2 960 (s),1 592(vs),1 560(vs),1 485(vs),1 439(vs),1 420 (vs),1 373(s),1 224(s),1 169(s),1 006(m),794(s),601(m)。

    {[Tb2Co6(OH)4(cp)6(piv)8(CH3CN)2]·CH3CN} (3):将Sm(NO3)3·6H2O换成Tb(NO3)3·6H2O(0.1 mmol,0.045g),合成方法与配合物1 相同。产率约65%(53 mg)。元素分析按Tb2Co6C76H103N9O26Cl6计算的理论值(%):C,37.37;H,4.25;N,5.16。实验值(%):C,37.42;H,4.17;N, 5.05。红外光谱(KBr, cm-1):3 461(b), 2 958(s),1 590(vs),1 564(vs),1 483(vs),1 442(vs),1 425(vs),1 374(s),1 227(s),1 169(s),1 005(m),792(s),605(m)。

    {[Er2Co6(OH)4(cp)6(piv)8(CH3CN)2]·CH2Cl2} (4):将Sm(NO3)3·6H2O换成Er(NO3)3·6H2O(0.1 mmol,0.046 g),合成方法与配合物1 相同。产率约52%(43 mg)。元素分析按Er2Co6C75H102N8O26Cl8计算的理论值(%):C,35.98;H,4.11;N,4.48。实验值(%):C,35.98;H,4.28;N,4.75。红外光谱(KBr,cm-1):3 460(b),2 959 (s),1 592(vs),1 560(vs),1 483(vs),1 441(vs),1 420(vs), 1 375(s),1 227(s),1 168(s),1 005(m),793(s),603(m)。

    {[Tm2Co6(OH)4(cp)6(piv)8(CH3CN)2]·CH2Cl2} (5):将Sm(NO3)3·6H2O换成Tm(NO3)3·6H2O(0.1 mmol,0.048 g),合成方法与配合物1 相同。产率约50%(42 mg)。元素分析按Tm2Co6C75H102N8O26Cl8计算的理论值(%):C,35.93;H,4.10;N,4.47。实验值(%):C,36.30;H,4.25;N,4.81。红外光谱(KBr,cm-1):3 459(b),2 957 (s),1 591(vs),1 556(vs),1 485(vs),1 442(vs),1 417(vs), 1 373(s),1 226(s),1 169(s),1 008(m),790(s),605(m)。

    配合物1~5 的晶体结构测定利用Oxford Super- Nova型单晶衍射仪进行,采用经石墨单色器单色化的Mo Kα 射线(λ=0.071 073 nm)作辐射源,以ω-φ 扫描方式收集衍射点。非氢原子用直接法解出,并对其坐标及各向异性热参数用全矩阵最小二乘法修正。氢原子的位置由理论加氢或寻找傅里叶峰得到,并使用固定的各向同性热参数加入结构精修。所有计算使用SHELXTL程序包和Olex2进行[30-32]。所有非氢原子均进行了各向异性精修,并且利用PLATON中SQUEEZE命令将无序的溶剂分子去除[33]。在一个晶胞里,配合物1~5 的溶剂体积和剩余电子数分别为0.322 nm3和64e、0.300 nm3和16e、0.040 nm3和1e、0.048 nm3和3e、0.031 nm3和5e,与元素分析及热重(图S1,Supporting information)结果一致。Hpiv配体上的一些C原子无序,利用EADP指令将其指定相同的位移参数。有关衍射分析的实验条件和晶体学数据列于表 1中,相关的键长和键角的数据在表S1中列出。

    表 1

    表 1  配合物1~5的晶体学数据
    Table 1.  Crystallographic data for complexes 1~5
    下载: 导出CSV
    Complex 1 2 3 4 5
    Formula Sm2Co6C75H102N8O26Cl8 Eu2Co6C75H102N8O26Cl8 Tb2Co6C76H103N9O26Cl6 Er2Co6C75H102N8O26Cl8 Tm2Co6C75H102N8O26Cl8
    Formula weight 2 469.53 2 472.74 2 442.79 2 503.35 2 506.69
    T/K 122.6(3) 122.9(2) 129.75(10) 122.70(14) 121.5(3)
    Crystal system Triclinic Triclinic Triclinic Triclinic Triclinic
    Space group P1 P1 P1 P1 P1
    a/nm 1.414 78(3) 1.416 07(4) 1.414 23(4) 1.407 67(6) 1.409 11(6)
    b/nm 1.444 35(4) 1.432 07(5) 1.449 57(5) 1.455 35(8) 1.457 83(7)
    c/nm 1.556 98(5) 1.556 64(4) 1.555 68(5) 1.549 56(8) 1.556 52(7)
    α/(°) 112.438(3) 112.127(3) 112.637(3) 112.512(5) 112.663(4)
    β/(°) 101.001(2) 100.106(2) 100.669(3) 101.585(4) 101.781(4)
    γ/(°) 110.371(3) 111.871(3) 110.764(3) 109.916(4) 110.425(4)
    V/nm3 2.557 23(13) 2.524 09(13) 2.554 07(13) 2.548 8(2) 2.544 2(2)
    Z 1 1 1 1 1
    Dc/(g·cm-3) 1.604 1.627 1.588 1.631 1.636
    μ/mm-1 2.355 2.465 2.541 2.857 2.956
    F(000) 1 238 1 240 1 224 1 250 1 252
    Reflection collected, unique 20 424, 9 002 19 498, 8 872 18 990, 8 989 20 672, 8 973 19 608, 8 966
    Rint 0.021 5 0.019 8 0.032 3 0.024 3 0.031 7
    GOF on F2 1.035 1.051 1.048 1.041 1.055
    R1, wR2 [I > 2σ(I)] 0.023 7, 0.059 8 0.030 1, 0.072 1 0.034 8, 0.088 7 0.034 9, 0.091 5 0.040 4, 0.106 1
    R1, wR2 (all data) 0.025 6, 0.061 0 0.033 8, 0.075 0 0.040 1, 0.092 9 0.038 8, 0.094 2 0.045 3, 0.109 7

    CCDC:2022664,1;2022665,2;2022666,3;2022667,4;2022668,5

    采用培养基扩散法测试稀土-钴异金属配合物(1~9)的抑菌作用。

    1.4.1   培养基的配制

    细菌培养采用牛肉膏蛋白胨固体培养基和LB (Luria-Bertanin)液体培养基。牛肉膏蛋白胨固体培养基:牛肉膏3.0 g、蛋白胨10.0 g、氯化钠5.0 g、琼脂15.0~20.0 g、蒸馏水1 000 mL,用1 mol·L-1的NaOH或HCl调pH=7.4~7.6。LB液体培养基:胰蛋白胨10.0 g、酵母浸出粉5.0 g、氯化钠10.0 g、蒸馏水1 L,用1 mol·L-1的NaOH或HCl调pH=7.0。

    1.4.2   抑菌剂的配制及灭菌

    将稀土金属硝酸盐、过渡金属氯化盐、Hcp、Hpiv及配合物1~9 用DMF配制成浓度为10-1、10-2、10-3、10-4、10-5 mol·L-1的溶液,待用。采用高压蒸汽灭菌:将LB液体培养基分装在150 mL的广口锥形瓶中,连同培养皿、滤纸片、枪头、镊子等放入灭菌锅内,在121 ℃下高温灭菌25 min,取出,放在无菌干燥箱内干燥。

    1.4.3   菌悬液与抑菌片的制备

    将1 mL的LB培养基加入1.5 mL含有大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)的离心管中,放入振荡器里振摇4~5 h,然后将菌种移入装有LB液体培养基(100 mL)的锥形瓶中,放入振荡器里振摇12 h,制成菌悬液。将菌悬液用生理盐水配制成10-3 mol·L-1的浓度。

    1.4.4   抑菌活性的测定

    在无菌操作台上,先用移液枪移取50 μL菌悬液于牛肉膏蛋白胨平板中,用涂布器涂抹均匀,然后用无菌镊子取直径为6 mm的无菌滤纸片,用移液枪分别滴加稀土硝酸盐、Hcp、Hpiv及配合物1~9 溶液20 μL,贴于染菌平板表面,再置于37 ℃恒温培养24 h。平行试验3次,用游标卡尺多次测量抑菌圈直径取其平均值,即为该菌种抑菌圈的大小。

    单晶结构解析表明配合物1~5 是同构的,属于三斜晶系,空间群为P1。仅以配合物5 为例来详细阐述这个系列配合物的结构特点。在配合物5 中,Tm和Co离子由氧桥联形成Tm-Tm共边的双三角双锥构型(图S2)。该分子的重复单元中包含晶体学独立的1个Tm离子(Tb1)、3个Co离子(Co1、Co2、Co3)、2个μ3-OH、3个cp阴离子、4个piv阴离子、1个配位CH3CN分子和0.5个CH2Cl2溶剂分子(图 1a)。Tm1、Co2和Co3离子位于赤道平面,Tm1A和Co1在轴向位置,形成[Tm2Co3]的三角双锥构型,通过对称操作,共用Tm1-Tm1A,得到[Tm2Co6]的双三角双锥构型(图 1b)。Tm…Co的距离为0.342 5~0.392 7 nm,Co…Co的距离为0.310 8~0.387 6 nm。金属核[Tm2Co6O8]的外围由6个cp配体、8个piv配体和2个CH3CN分子构成。6个cp配体都采用μ3η2η1的配位模式,或者可认为4个采用μ3η3η1的配位模式(包含弱的配位键),2个采用μ3η2η1的配位模式。所有的piv配体都采用syn-syn 的桥联模式。

    图 1

    图 1.  (a) 配合物5 的分子结构(碳上的氢被省略); (b) 配合物5 的[Tm2Co6]骨架结构
    Figure 1.  (a) Molecular structure of 5, highlighting the [Tm2Co6O8] core, and H atoms of C atoms are omitted for clarity; (b) Partially labeled [Tm2Co6] skeleton of complex 5

    Tm, purple; Co, green; O, pink; N, blue; Cl, yellow; Symmetry code: A: -x, -y, 1-z

    Tm1的配位构型为八配位的变形十二面体(图S3)。Tm—O的平均键长为0.233 2 nm,与所报道的Tm—O键长一致[34-37]。根据bond-valence sum(BVS) 计算和电荷守恒得知所有的Co为+2价(表S2)。其中,Co1的配位环境由5个氧原子和1个氮原子组成,形成变形的八面体构型(图S4a)。Co2和Co3的配位构型为变形的四方锥,分别由O4N和O3N2构成(图S4b、S4c)。Co1—O、Co2—O和Co3—O的平均键长分别为0.209 0、0.205 6和0.209 7 nm,而Co—N分别为0.210 4、0.209 2、0.215 1和0.212 5 nm,与报道的Co—O和Co—N键长范围一致[38-42]。此外,Co2和Co3与相邻的cp配体的O原子(O5和O4)有弱的配位作用,键长分别为0.229 4(5)和0.258 2(7) nm,大于一般的Co—O键长。因此,Co2和Co3的配位构型也可以看作准八面体。

    对配合物1~5 进行了粉末X射线衍射(PXRD)测试,结果如图S5所示。由单晶X射线衍射数据模拟得到的PXRD图和实验图基本吻合,证明了测试样品的纯度。

    在1 000 Oe磁场下,测定了配合物1~5 的变温磁化率(图 2)。其室温χmT 分别为11.43、11.25、34.89、34.21和25.55 cm3·mol-1·K,高于2个孤立的Ln离子和6个Co离子的理论值(表 2),可能是八面体场中Co离子的轨道角动量所致。在25 K以上,配合物1~5χmT 变化趋势相似(稍微下降),可能是稀土离子Stark亚能级热布居的减少或基态Co(4T1g) 的自旋轨道耦合引起。在25 K以下,随着温度的下降,配合物1~5χmT 急剧下降,在2 K时达到最低值,可能是Ln和/或Co离子的单离子行为或旋轨耦合所致。在0~80 kOe范围内,测定了配合物1~5 在低温下的M-H 曲线(图 3),其磁化强度值见表 2。在低场下随着磁场强度的增加,配合物1~5 的磁化强度逐渐上升。在高场下,所有配合物的磁化强度都没有达到饱和,可能存在较高的磁各向异性。交流磁化率测试表明在零外场下配合物1~5 没有表现出频率依赖的实部和虚部磁化率信号(图S6)。

    图 2

    图 2.  配合物1~5 的变温磁化率图
    Figure 2.  Temperature dependence of χmT for 1~5

    表 2

    表 2  配合物1~5的磁性数据
    Table 2.  Magnetic data of complexes 1~5
    下载: 导出CSV
    Complex Curie constant for each Ln ion[43] at 300 K/(cm3·mol-1·K) χmT predicted at 300 K*/(cm3·mol-1·K) χmT measured at 300 K/(cm3·mol-1·K) χmT measured at 2.0 K/(cm3·mol-1·K) Magnetization observed under 8 T at 2 K/()
    [Sm2Co6] (1) 0.09 11.43 17.07 5.39 17.91
    [Eu2Co6] (2) 11.25 19.03 4.88 16.33
    [Tb2Co6] (3) 11.82 34.89 39.23 18.98 29.23
    [Er2Co6] (4) 11.48 34.21 37.12 26.61 27.58
    [Tm2Co6] (5) 7.15 25.55 29.85 16.14 24.51

    图 3

    图 3.  配合物1~5 在2 K下的M-H图(0~80 kOe)
    Figure 3.  M-H plots for 1~5 at 2 K in a field range of 0~80 kOe

    为了研究配合物的生物活性,我们对Hcp、Hpiv、金属盐、配合物1~5 以及报道过的同构物6~ 9 [29]的抑菌活性圈进行测定[26-28, 44]。当配合物浓度为10-2 mol·L-1,菌悬液的浓度为10-3 mol·L-1时,其抑菌结果见图 4。在抗菌性测试中,CoCl2·6H2O对2种菌均无抑制作用,稀土硝酸盐和配体Hcp、Hpiv的抑菌圈小于6.5 mm,可认为基本无抗菌活性,而配合物1 ~9E. coliS. aureus 都有一定的抑制作用。配合物5E. coli 的抑菌效果最好,而配合物9S. aureus 的抑菌效果最好。

    图 4

    图 4.  配体Hcp、Hpiv、CoCl3、稀土硝酸盐和配合物1~9 的抑菌活性圈
    Figure 4.  Diameters of growth inhibition areas of ligand Hcp, Hpiv, CoCl2, rare earth nitrate and complexes 1~9

    分析可见,配合物59 分别对E. coliS. aureus具有较强的抑菌活性,因此通过调节配合物的浓度进行抑菌试验(图 5)。随着配合物5 的浓度升高,其对E. coli 的抑菌活性有所升高;当浓度下降时,抑菌性能显著减弱。配合物9 与配合物5 表现出了类似的趋势。

    图 5

    图 5.  配合物5E. coli9S. aureus的抑菌活性圈
    Figure 5.  Diameter of growth inhibition area of complex 5 for E. coli and 9 for S. aureus

    在抗菌测试中,配合物1~9 的抑菌性较强,根据2002年《消毒技术规范》中对抑菌作用的判断[28],属于中等抑菌效果。通过试验判断,配合物的抑菌性并非来源于配体与金属盐,可能是由于配体与金属离子发生反应生成配合物后,产生了协同作用,导致抑菌效果大大增强。与同类稀土基配合物相比,这一系列配合物的抑菌效果较强,可能是由于引入过渡离子后,配合物的空间结构发生了变化,使其抑菌效果增强。上述试验研究发现,除配合物4 外,所有配合物对E. coli 的抑制作用都强于S. aureus,这是由于革兰氏阴性菌的细胞壁含有肽聚糖,只占细胞壁干重的10%~20%,而革兰氏阳性菌占50%~ 80%,且细胞壁是由肽聚糖组成的三维网状结构,并有磷壁酸相连[44-45]。所以革兰氏阳性菌细胞壁的坚韧性要明显高于革兰氏阴性菌,导致配合物1~35 ~9E. coli 的抑制作用明显强于对S. aureus 的抑制作用。

    以Hcp作为主配体,Hpiv为辅助配体,合成了5个八核的{Ln2Co6}金属簇合物(1~5)。磁性研究发现在配合物1~5 里存在反铁磁相互作用。此外,对配合物1~5 及其同构物6~9 进行抗菌性试验,结果表明配合物1~9E. coliS. aureus 都有一定的抑制作用。本论文为稀土配合物的应用及抗菌药物的开发提供了研究基础。后续将通过控制配位几何和修饰有机配体,进一步探寻具有磁性和抗菌活性的多功能高性能配合物。

    Supporting information is available at http://www.wjhxxb.cn


    #共同第一作者。
    1. [1]

      Sessoli R, Tsai H L, Schake A R, Wang S, Vincent J B, Folting K, Gatteschi D, Christou G, Hendrickson D N. J. Am. Chem. Soc., 1993, 115(5): 1804-1816 doi: 10.1021/ja00058a027

    2. [2]

      Sessoli R, Gatteschi D, Caneschi A, Novak M A. Nature, 1993, 365(6442): 141-143 doi: 10.1038/365141a0

    3. [3]

      Ako A M, Hewitt I J, Mereacre V, Clerac R, Wernsdorfer W, Anson C E, Powell A K. Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45(30): 4926-4929 doi: 10.1002/anie.200601467

    4. [4]

      Soler M, Wernsdorfer W, Folting K, Pink M, Christou G. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126(7): 2156-2165 doi: 10.1021/ja0297638

    5. [5]

      Tasiopoulos A J, Vinslava A, Wernsdorfer W, Abboud K A, Christou G. Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43(16): 2117-2121 doi: 10.1002/anie.200353352

    6. [6]

      Zadrozny J M, Atanasov M, Bryan A M, Lin C Y, Rekken B D, Power P P, Neese F, Long J R. Chem. Sci., 2013, 4(1): 125-138 doi: 10.1039/C2SC20801F

    7. [7]

      Freedman D E, Harman W H, Harris T D, Long G J, Chang C J, Long J R. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132(4): 1224-1225 doi: 10.1021/ja909560d

    8. [8]

      Jurca T, Farghal A, Lin P H, Korobkov I, Murugesu M, Richeson D S. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133(40): 15814-15817 doi: 10.1021/ja204562m

    9. [9]

      Zhang Y Z, Wernsdorfer W, Pan F, Wang Z M, Gao S. Chem. Commun., 2006(31): 3302-2006 doi: 10.1039/b605459e

    10. [10]

      Poulten R C, Page M J, Algarra A G, Le Roy J J, López I, Carter E, Llobet A, Macgregor S A, Mahon M F, Murphy D M, Murugesu M, Whittlesey M K. J. Am. Chem. Soc., 2013, 135(37): 13640-13643 doi: 10.1021/ja407004y

    11. [11]

      Venegas-Yazigi D, Ruiz E, Cano J, Alvarez S. Dalton Trans., 2006(22): 2643-2646 doi: 10.1039/b517186e

    12. [12]

      Ren J, Wei X Q, Xu R S, Chen Z Y, Wang J, Wang M, Sun T M, Wang M, Tang Y F. J. Mol. Struct., 2021, 1229: 129783 doi: 10.1016/j.molstruc.2020.129783

    13. [13]

      Wang J, Li Q W, Wu S G, Chen Y C, Wan R C, Huang G Z, Liu Y, Liu J L, Reta D, Giansiracusa M J, Wang Z X, Chilton N F, Tong M L. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60: 5299-5306 doi: 10.1002/anie.202014993

    14. [14]

      Wang M M, Wei X Q, Zhu J L, Wang J, Wang M, Liu L Z, Sun T M, Tang Y F. J. Solid State Chem., 2020, 283: 121172 doi: 10.1016/j.jssc.2020.121172

    15. [15]

      Zhao X Q, Wang J, Zhang F H, Sun M M, Li Y C, Wang M M, Tang Y F. Polyhedron, 2020, 179: 114385 doi: 10.1016/j.poly.2020.114385

    16. [16]

      Goodwin C A P, Ortu F, Reta D, Chilton N F, Mills D P. Nature, 2017, 548: 439-442 doi: 10.1038/nature23447

    17. [17]

      Guo F S, Day B M, Chen Y C, Tong M L, Mansikkamäki A, Layfield R A. Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56(38): 11445-11449 doi: 10.1002/anie.201705426

    18. [18]

      Guo F S, Day B M, Chen Y C, Tong M L, Mansikkamäki A, Layfield R A. Science, 2018, 362(6421): 1400-1403 doi: 10.1126/science.aav0652

    19. [19]

      McClain K R, Gould C A, Chakarawet K, Teat S J, Groshens T J, Long J R, Harvey B G. Chem. Sci., 2018, 9(45): 8492-8503 doi: 10.1039/C8SC03907K

    20. [20]

      Liu J L, Chen Y C, Zheng Y Z, Lin W Q, Ungur L, Wernsdorfer W, Chibotaru L F, Tong M L. Chem. Sci., 2013, 4(8): 3310-3316 doi: 10.1039/c3sc50843a

    21. [21]

      Liu J L, Wu J Y, Chen Y C, Mereacre V, Powell A K, Ungur L, Chibotaru L F, Chen X M, Tong M L. Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53(47): 12966-12970 doi: 10.1002/anie.201407799

    22. [22]

      Li Q W, Liu J L, Jia J H, Chen Y C, Liu J, Wang L F, Tong M L. Chem. Commun., 2015, 51(51): 10291-10294 doi: 10.1039/C5CC03389F

    23. [23]

      Kuhne I A, Mereacre V, Anson C E, Powell A K. Chem. Commun., 2016, 52(5): 1021-1024 doi: 10.1039/C5CC08887A

    24. [24]

      Modak R, Sikdar Y, Cosquer G, Chatterjee S, Yamashita M, Goswami S. Inorg. Chem., 2016, 55(2): 691-699 doi: 10.1021/acs.inorgchem.5b02107

    25. [25]

      Fricker S P. Chem. Soc. Rev., 2006, 35(6): 524-533 doi: 10.1039/b509608c

    26. [26]

      Chaudhary A, Bansal N, Gajraj A, Singh R V. J. Inorg. Biochem., 2003, 96(2/3): 393-400

    27. [27]

      Di Y, Cui X, Liu Y, Zhou C, Ren Y, Di Y, Yang X. Polyhedron, 2019, 171: 571-577 doi: 10.1016/j.poly.2019.07.036

    28. [28]

      Shahid M, Siddique A, Ashafaq M, Raizada M, Sama F, Naqi Ahamad M, Mantasha I, Ansari I A, Khan I M, Kumar P, Fatma K, Siddiqi Z A. J. Mol. Struct., 2018, 1173: 918-930 doi: 10.1016/j.molstruc.2018.07.035

    29. [29]

      Zhao X Q, Wang J, Bao D X, Xiang S, Liu Y J, Li Y C. Dalton Trans., 2017, 46(7): 2196-2203 doi: 10.1039/C6DT04375E

    30. [30]

      Sheldrick G M. Acta Crystallogr. Sect. C, 2015, C71: 3-8

    31. [31]

      Sheldrick G M. Acta Crystallogr. Sect. A, 2015, A71: 3-8

    32. [32]

      Dolomanov O V, Bourhis L J, Gildea R J, Howard J A K, Puschmann H. J. Appl. Crystallogr., 2009, 42(2): 339-341 doi: 10.1107/S0021889808042726

    33. [33]

      Spek A L. Acta Crystallogr. Sect. C, 2015, C71: 9-18

    34. [34]

      Harriman K L M, Korobkov I, Murugesu M. Organometallics, 2017, 36(23): 4515-4518 doi: 10.1021/acs.organomet.7b00449

    35. [35]

      Meng Y S, Qiao Y S, Zhang Y Q, Jiang S D, Meng Z S, Wang B W, Wang Z M, Gao S. Chem. Eur. J., 2016, 22(14): 4704-4708 doi: 10.1002/chem.201600023

    36. [36]

      Chen Y C, Liu J L, Wernsdorfer W, Liu D, Chibotaru L F, Chen X M, Tong M L. Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56(18): 4996-5000 doi: 10.1002/anie.201701480

    37. [37]

      Goodwin C A P, Reta D, Ortu F, Chilton N F, Mills D P. J. Am. Chem. Soc., 2017, 139(51): 18714-18724 doi: 10.1021/jacs.7b11535

    38. [38]

      Rechkemmer Y, Breitgoff F D, van der Meer M, Atanasov M, Hakl M, Orlita M, Neugebauer P, Neese F, Sarkar B, van Slageren J. Nat. Commun., 2016, 7: 10467-10474 doi: 10.1038/ncomms10467

    39. [39]

      Huang G Z, Ruan Z Y, Zheng J Y, Wu J Y, Chen Y C, Li Q W, Akhtar M N, Liu J L, Tong M L. Sci. China Chem., 2018, 61(11): 1399-1404 doi: 10.1007/s11426-018-9310-y

    40. [40]

      Liu J L, Wu J Y, Huang G Z, Chen Y C, Jia J H, Ungur L, Chibotaru L F, Chen X M, Tong M L. Sci. Rep., 2015, 5: 16621-16629 doi: 10.1038/srep16621

    41. [41]

      Mondal K C, Sundt A, Lan Y, Kostakis G E, Waldmann O, Ungur L, Chibotaru L F, Anson C E, Powell A K. Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51(30): 7550-7554 doi: 10.1002/anie.201201478

    42. [42]

      Wang M M, Wang C, Wang M, Wang J, Zhu J L, Hu L P, Sun T M, Tang Y F. Inorg. Chim. Acta, 2020, 511: 119804 doi: 10.1016/j.ica.2020.119804

    43. [43]

      Benelli C, Gatteschi D. Chem. Rev., 2002, 102(6): 2369-2388 doi: 10.1021/cr010303r

    44. [44]

      Cota I, Marturano V, Tylkowski B. Coord. Chem. Rev., 2019, 396: 49-71 doi: 10.1016/j.ccr.2019.05.019

    45. [45]

      Felicio R C, Cavalheiro E T G, Dockal E R. Polyhedron, 2001, 20(3): 261-268

  • 图 1  (a) 配合物5 的分子结构(碳上的氢被省略); (b) 配合物5 的[Tm2Co6]骨架结构

    Figure 1  (a) Molecular structure of 5, highlighting the [Tm2Co6O8] core, and H atoms of C atoms are omitted for clarity; (b) Partially labeled [Tm2Co6] skeleton of complex 5

    Tm, purple; Co, green; O, pink; N, blue; Cl, yellow; Symmetry code: A: -x, -y, 1-z

    图 2  配合物1~5 的变温磁化率图

    Figure 2  Temperature dependence of χmT for 1~5

    图 3  配合物1~5 在2 K下的M-H图(0~80 kOe)

    Figure 3  M-H plots for 1~5 at 2 K in a field range of 0~80 kOe

    图 4  配体Hcp、Hpiv、CoCl3、稀土硝酸盐和配合物1~9 的抑菌活性圈

    Figure 4  Diameters of growth inhibition areas of ligand Hcp, Hpiv, CoCl2, rare earth nitrate and complexes 1~9

    图 5  配合物5E. coli9S. aureus的抑菌活性圈

    Figure 5  Diameter of growth inhibition area of complex 5 for E. coli and 9 for S. aureus

    表 1  配合物1~5的晶体学数据

    Table 1.  Crystallographic data for complexes 1~5

    Complex 1 2 3 4 5
    Formula Sm2Co6C75H102N8O26Cl8 Eu2Co6C75H102N8O26Cl8 Tb2Co6C76H103N9O26Cl6 Er2Co6C75H102N8O26Cl8 Tm2Co6C75H102N8O26Cl8
    Formula weight 2 469.53 2 472.74 2 442.79 2 503.35 2 506.69
    T/K 122.6(3) 122.9(2) 129.75(10) 122.70(14) 121.5(3)
    Crystal system Triclinic Triclinic Triclinic Triclinic Triclinic
    Space group P1 P1 P1 P1 P1
    a/nm 1.414 78(3) 1.416 07(4) 1.414 23(4) 1.407 67(6) 1.409 11(6)
    b/nm 1.444 35(4) 1.432 07(5) 1.449 57(5) 1.455 35(8) 1.457 83(7)
    c/nm 1.556 98(5) 1.556 64(4) 1.555 68(5) 1.549 56(8) 1.556 52(7)
    α/(°) 112.438(3) 112.127(3) 112.637(3) 112.512(5) 112.663(4)
    β/(°) 101.001(2) 100.106(2) 100.669(3) 101.585(4) 101.781(4)
    γ/(°) 110.371(3) 111.871(3) 110.764(3) 109.916(4) 110.425(4)
    V/nm3 2.557 23(13) 2.524 09(13) 2.554 07(13) 2.548 8(2) 2.544 2(2)
    Z 1 1 1 1 1
    Dc/(g·cm-3) 1.604 1.627 1.588 1.631 1.636
    μ/mm-1 2.355 2.465 2.541 2.857 2.956
    F(000) 1 238 1 240 1 224 1 250 1 252
    Reflection collected, unique 20 424, 9 002 19 498, 8 872 18 990, 8 989 20 672, 8 973 19 608, 8 966
    Rint 0.021 5 0.019 8 0.032 3 0.024 3 0.031 7
    GOF on F2 1.035 1.051 1.048 1.041 1.055
    R1, wR2 [I > 2σ(I)] 0.023 7, 0.059 8 0.030 1, 0.072 1 0.034 8, 0.088 7 0.034 9, 0.091 5 0.040 4, 0.106 1
    R1, wR2 (all data) 0.025 6, 0.061 0 0.033 8, 0.075 0 0.040 1, 0.092 9 0.038 8, 0.094 2 0.045 3, 0.109 7
    下载: 导出CSV

    表 2  配合物1~5的磁性数据

    Table 2.  Magnetic data of complexes 1~5

    Complex Curie constant for each Ln ion[43] at 300 K/(cm3·mol-1·K) χmT predicted at 300 K*/(cm3·mol-1·K) χmT measured at 300 K/(cm3·mol-1·K) χmT measured at 2.0 K/(cm3·mol-1·K) Magnetization observed under 8 T at 2 K/()
    [Sm2Co6] (1) 0.09 11.43 17.07 5.39 17.91
    [Eu2Co6] (2) 11.25 19.03 4.88 16.33
    [Tb2Co6] (3) 11.82 34.89 39.23 18.98 29.23
    [Er2Co6] (4) 11.48 34.21 37.12 26.61 27.58
    [Tm2Co6] (5) 7.15 25.55 29.85 16.14 24.51
    下载: 导出CSV
  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  4
  • 文章访问数:  970
  • HTML全文浏览量:  119
文章相关
  • 发布日期:  2021-07-10
  • 收稿日期:  2021-01-13
  • 修回日期:  2021-05-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章