原文出自 IJMS 期刊：

Orts-Arroyo, M.; Rojas-Dotti, C.; Moliner, N.; Martínez-Lillo, J. Lipoic Acid-Functionalized Hexanuclear Manganese(III) Nanomagnets Suitable for Surface Grafting. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 8645. https://doi.org/10.3390/ijms24108645

栏目简介

“分子材料漫谭”专栏由 Magnetochemistry 期刊编委刘彩明研究员 (中国科学院化学研究所) 主持并撰稿，专注于分子材料前沿知识的介绍或探讨 (如需引用相关文字内容请注明出处)。

专栏编委

刘彩明 研究员

中国科学院化学研究所

刘彩明，中国科学院化学研究所研究员，主要从事分子磁体等功能配合物分子材料的研究。已在 J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed. 等国际主流化学期刊正式发表 SCI 研究论文 230 余篇，他引 6100 余次，H-index 为 45。撰写专著两章，编入《功能材料化学进展》(化学进展丛书之一，朱道本主编) 和《分子科学前沿》(白春礼主编)。现担任 Magnetochemistry 等国际 SCI 期刊编委，被欧洲研究理事会 European Research Council 选为 Synthetic Chemistry and Materials 领域项目评审专家。是中国化学会的高级会员和永久会员。

心得体会

单分子磁体是在分子水平和磁阻塞温度下可以充当纳米磁体的配合物分子，这些化合物是研究潜在技术应用的候选分子材料，主要应用于高密度信息存储和量子计算。此外，单分子磁体因为表现出奇异磁性，也可应用在分子自旋电子学和分子电子学等功能器件中，这时含硫基团官能化的单分子磁体在表面器件和结器件上的自组装中独具优势，这是因为它们容易通过含硫基团嫁接到金、硅或镍的适应性针尖或基板上，为接通电流创造了条件。

自旋电子学因为在巨磁阻效应引发的自旋阀和存储器上有实际应用而引起高度重视，目前已经推进到分子水平。用在分子自旋电子学和分子电子学的单分子磁体主要有两大类：一类是能通过 π-π 堆积相互作用粘附在导电的碳纳米管或石墨烯上的单分子磁体，比如双层酞菁夹心稀土配合物；另一类即是本文提到的含硫基团官能化的单分子磁体，它的优势是分子本身可以连在电极上通电，方便于研究单个分子的自旋电子学。本文以发表在 International Journal of Molecular Sciences (IJMS) 期刊文章中的含硫基团官能化的锰簇单分子磁体为例来介绍它的构筑方法。

图1. DL-α-硫辛酸 (Hlip)。

作者选用外消旋的 DL-α-硫辛酸作配体 (图1，Hlip)，在三乙胺存在下，用它和水杨酰胺肟 (H₂N-saoH₂) 一起在甲醇或乙醇溶剂中与 Mn(II) 盐反应，形成深绿色溶液，然后通过缓慢挥发溶剂分别获得 [Mn₆(μ₃-O)₂(H₂N-sao)₆(lip)₂(MeOH)₆]·10MeOH (1) 和 [Mn₆(μ₃-O)₂(H₂N-sao)₆(lip)₂(EtOH)₆]·EtOH·2H₂O (2) 的单晶。这两个化合物由两个 Mn3 三角形亚结构单元连接而成 (图2)，其 Mn(III) 离子呈现细长的八面体配位构型，它们的轴线与三角形亚结构单元的主平面几乎成 90° 角。这两个化合物在结构上的差别主要表现在其配位溶剂分子的不同 (1 为甲醇分子而 2 为乙醇分子)。值得关注的是，在这两个化合物中，硫辛酸根配体以单齿方式用其羧酸根与边角上的 Mn(III) 离子键合，而其含硫基团则伸展至 Mn6 簇的两端，方便嫁接到金、硅或镍的针尖或基板上。

这两个化合物在零直流场下都表现出单分子磁体性质，它们的基态自旋值 (S) 均为 4；它们的能垒值通过交流磁化率的测量和计算，分别确定为 40.9 K (1) 和 33.0 K (2)。

图2. [Mn₆(μ₃-O)₂(H₂N-sao)₆(lip)₂(MeOH)₆] (1) (a) 和 [Mn₆(μ₃-O)₂(H₂N-sao)₆(lip)₂(EtOH)₆] (₂) (b) 的晶体结构。

综上所述，本文介绍了一种含锚定基团的 Mn₆ 簇单分子磁体的构筑方法，为后续对其进行分子自旋电子学的研究打下了物质基础。最后，我用一首小诗总结全文：

《分子磁电可关联》

分子磁体如过电，

自旋电子势翻天；

锚定电极成妙键，

电磁两性乃关联。

IJMS 期刊介绍

主编：Maurizio Battino, Marche Polytechnic University, Italy

期刊发表生物化学与分子生物学、生物材料、生物物理、生物医学、化学和纳米科学等分子相关领域的研究，目前已被 Scopus、SCIE (Web of Science)、PubMed 等数据库收录，位于中国科学院分区生物学大类二区。

2021 Impact Factor：6.208

2022 CiteScore：7.8

Time to First Decision：16 Days

Time to Publication：35 Days