1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1 分子磁学 　

1.1 概述

分子磁学是一个以开壳层分子(含有未成对电子的分子)及开壳层分子聚集体的磁性质为研究对象的交叉学科。近年来，在材料科学以及生命科学的推动下，分子磁学快速发展，已经成为一个跨越物理、化学、材料科学和生命科学等诸多学科的最为活跃的前沿研究领域之一[1,2]。分子磁学是一个处于物理磁学跟化学之间的交叉领域,研究的开壳层分子中至少含有一种自旋载体(含未成对电子的顺磁金属离子或自由基) ,如大多数的有机自由基化合物、过渡金属配合物。

1.2 单分子磁体

单分子磁体是指在磁场下能够被磁化，当磁场去除后仍能保持磁性的单个分子。随着信息技术的飞速发展，要求开发具有更高存储密度及更快响应速度的信息存储材料。单分子磁体是由分立的、磁学意义上没有相互作用的单个分子构成并不是由一个三维扩展晶格( 如金属、金属氧化物等) 构成的，并在阻塞温度(blocking temperature, TB) 以下呈现磁滞行为，在量子计算和超密存储等领域展现出广阔的应用前景。因此对于单分子磁体的研究，渐渐成为融合物理、化学和材料等诸多学科的前沿研究领域之一。

单分子磁体通常为金属离子的配位簇合物。与传统的金属、金属氧化物或金属合金组成的纳米级的磁性粒子相比，单分子磁体具有许多重要的优点:(1)单分子磁体由相对独立的分子单元构成，因而具有固定的结构和单一的尺寸［3］。(2)单分子磁体的磁性质可通过金属离子和有机配体的选择及合成方法的改进而得到完善。(3) 单分子磁体一般能溶于有机溶剂，这使得以往需要在特殊条件下才能获得的磁性材料有可能在普通条件下的化学溶液中获得。

1.2.1 3d-4f单分子磁体

在广大单分子磁体中含有镧系金属离子和过渡金属离子的3d-4f单分子磁体更是引发许多研究人员的兴趣[4]。

自1993 年，Sessoli 研究小组［5,6］发现第一个单分子磁体Mn12-AC以来，经过十几年的努力，人们已对过渡金属离子单分子磁体做了较深入的研究，得到了Fe、Mn、Ni和V等多种多核单分子磁体。通过对过渡金属单分子磁体的研究，证明具有高自旋基态(S)和明显的负各向异性(D) 是单分子磁体必须具备的2个要素，二者结合能够产生自旋翻转的能垒。为获得高能垒的单分子磁体，多年来，人们一直致力于对大各向异性以及高自旋分子的设计。然而Ruiz等，于2008年对Mn6体系磁各向异性与磁相互作用的理论研究揭示了，大单轴各向异性与高自旋基态是不可兼得的。证明提高分子的自旋基态往往是以降低体系的磁各向异性为代价的，也就是说单分子磁体自旋翻转的能垒主要取决于旋轨耦合的强度，无法靠分别优化S和D来实现。因此，在过渡金属簇合物中引入具有强旋轨耦合作用、单电子数多的稀土离子来合成3d-4f单分子磁体，成为新的研究思路之一。

将镧系金属离子和过渡金属离子结合到同一配合物中，形成的3d-4f单分子磁体，具有以下几大优点:(1) 在15种镧系离子中，除了LaⅢ、LuⅢ和GdⅢ之外，其他12种镧系离子均具有磁各向异性。因此，在3d-4f配合物中，镧系离子可以作为提供各向异性的重要组成部分。它解决了单一过渡金属配合物很难同时获得大的基态自旋和大的负各向异性的难题。(2) 许多镧系离子本身具有很大的基态自旋性，并且在3d-4f配合物中，3d金属离子和4f金属离子之间通常存在较强的铁磁交换作用，这有利于使目标产物产生较大基态自旋，利于单分子磁体的生成。(3) 过渡金属配合物往往需要形成4核以上的高核簇才可能成为单分子磁体，而当3d-4f 配合物分子中含有较少的金属离子时，就有可能成为单分子磁体。如: 双核簇［CuTb］［7］、［FeDy］［8］、三核簇［CuDy2］［9］、［NiDy2］［10］等都为3d-4f单分子磁体。(4) 镧系元素经常具有独特的光、电性质，因此非常有利于新型多功能材料的合成。(5) 因为镧系离子一般具有较高的配位数和较好的空间配位能力，所以非常利于形成原子簇以及单分子磁体的合成。

1.2.1.1 3d-4f单分子磁体的的合成

由于镧系金属和过渡金属具有不同的配位特性，对于同一种配体还经常存在着竞争配位。因此，合成3d-4f异核配合物远非想象中的那么容易。简单地将几种反应物混合在一起，往往得不到所预期的3d-4f异核配合物，而经常得到的是单一的镧系金属配合物或过渡金属配合物，所以研究者一般需要设计特定的途径来合成3d-4f单分子磁体。常见的途径有两种，一种是分隔配体法，另一种是共配体辅助自组装法。

2 咪唑

咪唑，中文别称：甘恶啉；间二氮茂；1,3-二氨杂环戊二烯；1，3-二氮杂茂；1，3-二氮杂-2，4-环戊二烯。英文名称：Imidazole。英文别名 Glyoxaline；Imidazole Glyoxaline；Imidazole, ULTROL Grade；1,3-diazole；IMZ 。

分子式：C3H4N2 ，相对分子量或原子量：68.08 [11]。

结构简式为：

1.1 咪唑的合成

由乙二醛经环合；中和而得。将乙二醛、甲醛、硫酸铵投入反应锅，搅拌加热至85-88℃，保温4h。冷至50-60℃，用石灰水中和至pH为10以上。加热至85-90℃，排氨1h以上，稍冷，过滤，滤饼用热水洗涤，合并洗；滤液，减压浓缩至无水蒸出时，继续减压蒸馏至低沸物全部蒸完，收集105-160℃（0.133-0.267kPa）馏分，得咪唑。收率约45%。

1.2 咪唑的用途

咪唑类主要用作环氧树脂的固化剂[12]，其用量为环氧树脂的0.5%-10%咪唑类化合物可用作抗真菌药、抗霉剂、低血糖治疗药、人造血浆等，还可用作治疗滴虫病及火鸡黑头病的药物。咪唑类抗真菌药双氯苯咪唑、益康唑、酮康唑、克霉唑的生产中，咪唑是主要原料之一。 　　

由咪唑和2,4,ω-三氯苯乙酮为主要原料可制得果实杀菌剂伊迈唑。将2,4,ω-三氯苯乙酮加入无水甲醇中，加热回流，滴加溴素。待溶液颜色逐渐消失后冷却至0℃，加入咪唑，激烈搅拌3h。然后减压蒸去甲醇。剩余液倒入水中，用二氯甲烷萃取，萃取液回收二氯甲烷后加入稀硝酸成盐，用水重结晶后再用氨水处理得到2',4'-二氯-2-咪唑苯乙酮。再进一步用硼氢化钠还原成相应的醇，最后在氢氧化钠和二甲基甲酰胺存在下，用烯丙基氯基化而制得伊迈唑（Enilconazde，也称恩康唑）。伊迈唑与双氯苯咪唑（咪康唑）的结构和生产方法有一些共同之处。双氯苯咪唑是广谱护真菌药物，伊迈唑也是抗真菌药，但它更广泛用作水果的防腐剂（也称Imazalil）。

1.3 苯并咪唑

苯并咪唑是咪唑与一个苯环相结合的产物。又称：间（二）氮茚 ，英文名称为：benzimidazole ，相对分子质量：118.14 。

分子式为： 、 。

苯并咪唑类化合物具有广泛的生物活性, 如抗癌、抗真菌、消炎、治疗低血糖和生理紊乱等, 在药物化学中具有非常重要的意义[13]；并可用于模拟天然超氧化物歧化酶(SOD)的活性部位研究生物活性, 以及环氧树脂新型固化剂、催化剂和某些金属的表面处理剂, 还可作为有机合成反应的中间体等[14]。

1.3.1 以邻苯二胺和醛为原料合成苯并咪唑

1.3.1.1 有氧化剂参与的合成

现在使用邻苯二胺与醛类的反应来制备苯并咪唑化合物的方法较多。其反应包括两个步骤：首先是邻苯二胺与醛羰基缩合形成席夫碱，接着席夫碱发生关环反应，氧化脱氢后即得苯并咪唑类化合物。其中，关键步骤是氧化脱氢。因此，这种方法常用到硝基苯(高沸点氧化剂)，对苯醌，2，3-二氯-5，6- 二氰基对苯醌(DDQ)，四氰乙烯，MnO2，Pb(OAc)4，过硫酸氢钾，NaHSO4，Na2S2O5 等常规的氧化剂[15]。

Konwar 等[16]报道，在I2/KI/K2CO3/H2O体系中，在90 ℃下醛和邻苯二胺反应可以得到苯并咪唑衍生物(Eq. 5)。该反应操作简单，反应条件温和，反应时间较短(45 min)，产率达到75%。用I2/KI/K2CO3/H2O体系取代了有毒的有机溶剂，无污染，因此是一种有效的合成苯并咪唑的绿色方法。

1.3.1.2 催化剂存在下氧气参与的合成

虽然在强氧化剂和强热强酸性条件下能够得到苯并咪唑类化合物,但是这些氧化剂大部分是有毒的,也给分离和提纯产物带来困难,且反应的副产物污染环境。如果能利用空气作氧化剂,则可较好地解决这些问题,因此吸引了不少研究者的目光。例如,Singh等[17]以Fe(III)/Fe(II)为氧化还原的媒介,合成了具有不同取代基的苯并咪唑类化合物(Scheme 3）。

参考文献

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[4] 3d-4f 单分子磁体 张旭红 王淑萍 河北师范大学化学与材料科学学院 石家庄 050016

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[12]环氧树脂潜伏性固化剂研究进展陈连喜　张惠玲　雷家珩 武汉理工大学理学院应用化 学系,武汉 430070

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[14]Hirashima, S.; Suzuki, T.; Ishida, T.; Noji, S.; Yata, S.;Ando, I.; Komatsu, M.; Ikeda, S.; Hashimoto, H. J. Med.Chem. 2006, 49, 4721.

[15]Lin, S.-N.; Yang, L.-H. Tetrahedron Lett. 2005, 46, 4315.

[16]Gogoi, P.; Konwar, D. Tetrahedron Lett. 2006, 47, 79.

[17]Shen, M.-G.; Cai, C. J. Fluorine Chem. 2007, 128, 232.