功能自由基研究團(tuán)隊(duì)在自由基合成方法學(xué)和單分子磁體領(lǐng)域取得新進(jìn)展
磷自由基可以作為化學(xué)反應(yīng)中間體和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的載體或標(biāo)記物，但大多數(shù)磷離子自由基僅僅在氣態(tài)或溶液中穩(wěn)定存在。穩(wěn)定的磷自由基的數(shù)量有限，其中大部分的磷陰離子自由基和陽(yáng)離子自由基都是通過堿金屬進(jìn)行單電子還原或銀鹽和一氧化氮陽(yáng)離子等進(jìn)行單電子氧化而合成得到的。最近，我院功能自由基研究團(tuán)隊(duì)（王新平課題組+宋友課題組）在德國(guó)應(yīng)用化學(xué)上在線發(fā)表了利用低價(jià)的過渡金屬前體通過電荷轉(zhuǎn)移的方法來合成含磷的自由基，并對(duì)合成得到的自由基-金屬配合物的磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究（The Charge Transfer Approach to Heavier Main-Group Element Radicals in Transition Metal Complexes, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, DOI: 10.1002/anie.201707501）。論文的第一作者為譚庚文博士和2016級(jí)博士生李晶。
王新平課題組曾利用單電子氧化和單電子還原的方式分別合成了一系列的含磷的陽(yáng)離子自由基（JACS 2013, 135, 3414； JACS 2013, 135, 5561； JACS 2014, 136, 6251；Dalton Trans. 2015, 44, 15099）和陰離子自由基（JACS 2014, 136, 9834；JACS 2016, 138, 6735）。受到含磷陰離子自由基合成方面的啟發(fā)，他們利用富電子的FeI和CoI作為單電子給體和雙氮雜膦碳烯反應(yīng)合成得到了首例含過渡金屬的有機(jī)磷自由基化合物1Co和1Fe（Fig.1）。通過和宋友課題組合作，他們對(duì)化合物1Co和1Fe的磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。通過磁性表征發(fā)現(xiàn)化合物1Co和1Fe都表現(xiàn)出單分子磁體的性質(zhì)（Fig.2），其中1Fe在不加外加磁場(chǎng)的情況下表現(xiàn)出頻率依賴的性質(zhì)。以上研究發(fā)展了元素自由基合成方法學(xué)和開拓了其在磁性材料設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。
本研究通過跟南京師范大學(xué)張義權(quán)教授以及柏林工業(yè)大學(xué)Matthias Driess教授合作完成，得到了教育部、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金和江蘇省自然科學(xué)基金等資金的支持。
Fig. 1 化合物1M 的合成和晶體結(jié)構(gòu)
Fig. 2 化合物1M 的虛部交流磁化率隨頻率依賴圖
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