การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างกับสมบัติทางแม่เหล็กของสารเชิงซ้อนพอลินิวเคลียร์

การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างกับสมบัติทางแม่เหล็กของสารเชิงซ้อนพอลินิวเคลียร์ คอปเปอร์(II) ที่มีลิแกนด์สะพานเอไซด์ ร่วมกับ ได-2-พิริดิลามีนและคาร์บอกซิเลต: การสังเคราะห์ โครงสร้างผลึก และสมบัติแม่เหล็ก Magneto-structural correlation in azido-bridged polynuclear Cu(II) complexes with di-2-pyridylamine and carboxylate as co-ligands: Synthesis, X-ray structures and magnetism Thidarat Chotkhun (ธิดารัตน์ โชติขันธ์)* Dr. Sujittra Youngme (ดร.สุจิตรา ยังมี)** Dr. Somying Leelasubcharoen (ดร.สมหญิง ลีลาทรัพย์เจริญ)*** Dr. Narongsak Chaichit (ดร.ณรงค์ศักดิ์ ชัยชิต)**** Dr. Chaveng Pakawatchai (ดร.เชวง ภควัตชัย)***** บทคัดย่อ งานวิจัยนี้ได้สังเคราะห์ ศึกษาโครงสร้างผลึก สมบัติทางสเปกโทรสโกปี สมบัติทางแม่เหล็ก และความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างกับสมบัติทางแม่เหล็กของสารเชิงซ้อนพอลินิวเคลียร์คอปเปอร์(II) ที่มีเอไซด์เป็นลิแกนด์สะพาน [Cu2 (dpyam)2(μ1,1-N3)2(O2CH)2] (1), [Cu2(dpyam)2 (μ1,1-N3)2(O2CCH3)2] (2), [Cu2(dpyam)2(μ1,1-N3)2(O2CCH2CH3)2] (3) และ [Cu3(dpyam)2(μ1,1-N3)2(μ-OCOCH3)2(μ-OOCCH3)2].2H2O (4) (dpyam = di-2-pyridylamine)จากการศึกษาโครงสร้างผลึกด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์แบบผลึกเดี่ยว พบว่าสาร 1-3 เป็นสารเชิงซ้อนไดนิวเคลียร์ ซึ่งมีลิแกนด์เอไซด์ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างคอปเปอร์(II) ทั้งสองแบบ end-on ทำให้คอปเปอร์(II) แต่ละไอออนมีโครงสร้างแบบสแควร์พิรามิดัลที่บิดเบี้ยว ในขณะที่สาร 4 เป็นสารเชิงซ้อนไตรนิวเคลียร์ ที่มีลิแกนด์สะพานสามลิแกนด์ (เอไซด์เป็นสะพานแบบ end-on และลิแกนด์อะซิเตตอีกสองสะพาน) และกรณีของสาร 4 นั้น ไอออนคอปเปอร์(II) มีสิ่งแวดล้อมหรือโครงสร้างร่วมกัน 2 แบบ คือ สแควร์พิรามิดัลที่บิดเบี้ยว และออกตระฮีดรอนที่บิดเบี้ยว จากการศึกษาสมบัติทางแม่เหล็ก พบว่าสาร 1-3 มีอันตรกิริยาแบบเฟอร์โรแมกเนติก ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างไอออนคอปเปอร์(II) ทั้งสองและมีค่า singlet-triplet splitting (J) เท่ากับ + 63.3, + 63.8 และ + 5.1 cm-1 ตามลำดับ ส่วนสาร 4 มีอันตรกิริยาแบบแอนติเฟอร์โรแมกเนติกและมีค่า J เท่ากับ - 10.2 cm-1 คำสำคัญ : คอปเปอร์(II) โครงสร้างผลึก สะพานเอไซด์ ได-2-พิริดิลามีน สมบัติทางแม่เหล็ก Key words : Cu(II), Crystal structure, Azido bridge, Di-2-pyridylamine, Magnetism * Master student, Master of Science in Chemistry, Department of Chemistry, Faculty of Science, Khon Kean University ** Associate Professor, Department of Chemistry, Faculty of Science, Khon Kean University *** Assistant Professor, Department of Chemistry, Faculty of Science, Khon Kean University **** Associate Professor, Department of Physics, Faculty of Science and Technology, Thammasat University ***** Assistant Professor, Department of Chemistry, Faculty of Science, Prince of Songkla University Rangsit

ABSTRACT The polynuclear Cu(II) complexes [Cu2(dpyam)2(μ1,1-N3)2(O2CH)2] (1), [Cu2(dpyam)2(μ1,1-N3)2(O2CCH3)2] (2), [Cu2(dpyam)2(μ1,1-N3)2(O2CCH2CH3)2] (3) and [Cu3(dpyam)2(μ1,1-N3)2(μ-OCOCH3)2(μ-OOCCH3)2].2H2O (4) weresynthesized and characterized by spectroscopic and crystallographic methods. Complexes 1-3 consist of a dinuclear unit in which both Cu(II) ions are connected through two end-on azido bridges providing a distorted square pyramidal geometrywith a CuN4O chromophore, whereas 4 is a trinuclear unit, both Cu(II) ions are triply-bridged by double acetato and single azido bridges. In case of 4, the coordination geometry around each of the terminal Cu(II) ions is distorted squarepyramidal, while the central Cu(II) ion is elongated octahedral. The magnetic properties were measured in the range from 5 to 300 K and correlate with the molecular structures. Three dinuclear complexes show a weak to medium ferromagnetic exchange interactions between the Cu(II) ions dominated by the bridging azido ligands, with a singlet-triplet splitting (J) of + 63.3, + 63.8 and + 5.1 cm-1, for complexes 1, 2 and 3, respectively. However, complex 4 reveals a weak antiferromagnetic coupling with a J value of - 10.2 cm-1.

จากการประชุมทางวิชาการ เสนอผลงานวิจัย ระดับบัณฑิตศึกษา ครั้งที่ 9
วันศุกร์ที่ 19 มกราคม 2550 ณ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
The 9^th Symposium on Graduate Research, KKU. 19 January 2007