有机-金属配位超分子是当今化学领域的研究热点之一。由于其在生物医药、纳米科学、材料科学以及信息存储等领域都具有广阔的应用前景，近年来引起了化学家们越来越多的关注。在前人的研究工作以及本实验室前期工作的基础上，作了以下几个方面的工作：　　 一、设计并合成了一系列以蒽为端基的不同碳链连接的二胺配体，荧光光谱研究表明，以二碳或四碳连接的配体能够在含水的中性缓冲液中选择性地识别锌离子，而不受其它重金属共存的干扰，也不受生理环境中血红蛋白等的影响，有望在生理条件下作为锌离子检测的荧光探针。有趣的是，以三碳连接的配体却对水异常敏感，仅痕量的水存在即能显著地猝灭其锌离子配合物的蓝色荧光，而在更大量水存在(浓度大于11％)时，又产生了一种新的绿色荧光。我们通过溶液条件下的光物理测试以及核磁共振研究，推断这种新的发光物种来源于蒽-蒽间‘T-型’的C-H…π-环中心相互作用所导致的激基缔合物(excimer)。随后，通过单晶X-射线结构分析，证实了在含水媒介中结晶出的晶体中这种‘T-型’聚集体的存在，而其固态的绿色发光也与溶液中的情况一致。这项工作首次直接发现了蒽-蒽间T-型聚集体的结构及其光物理特征，为开发新型的光功能材料奠定了基础。此外，还利用二碳连接的配体与银或钯离子自组装，分别得到了双核或单核的超分子。X-射线晶体结构分析证实了它们的固态结构。而通过稳态吸收、发光光谱、荧光寿命以及瞬态吸收光谱等光物理测量，发现了这两种重金属离子的引入所导致的配位增强的荧光猝灭效应(CHEQ effect)。　　 二、利用溶液或水热自组装的方法合成了一系列有机-金属配位超分子网络。首先，用无碳链连接的双吡咯席夫碱与水或乙酸铜进行自组装，得到了一种二维的氢键网络和双核的双股螺旋超分子。而当用两种不同链长的碳链连接的双吡咯席夫碱与硝酸银组装，能得到四种不同的具有金属大环或配位聚合物结构的有机.金属超分子。研究发现，通过简单的改变了吡咯席夫碱间隔体的长度，就能显著的调节配合物的超分子结构；而通过改变金属-配体反应的投料比，就可以得到具有不同堆积方式的二维或三维氢键网络。随后，我们以柠檬酸为基础利用溶液或水热合成法与不同过渡金属离子组装，得到了五种不同维度、不同空间结构的有机-金属网络，包括镉或锌的二维层状、二维格子网络、铜的三维微孔网络、以及钴的一维螺旋链。通过单晶X-射线衍射分析了它们的配位模式和空间结构，阐明了不同过渡金属及不同反应条件对于超分子网络结构的影响。进而通过热分析和粉末衍射分析，对这些材料进行了表征。结果发现三维开孔框架结构的材料具有优良的水吸附.脱附能力，有望在小分子或气体存储、催化、磁学等领域有潜在的应用价值。　　 三、设计合成了一种新型的含噻唑基的偶氮配体，以及研究了它与金属离子的自组装结构，并探索了其光谱性质。首先利用单晶X-射线衍射测定了噻唑基偶氮配体的晶体结构。它是以手性的正交空间群P212121结晶，整个分子具有非常好的共平面性，苯环和噻唑环之间的二面角只有4度。随后通过乙酸锌和偶氮配体在溶液中反应得到了一种稳定的三核锌簇合物。紫外吸收光谱和核磁共振滴定实验表明，在溶液中，这种簇合物的形成是相当高效的，也是均一稳定的。热分析表明这种簇合物在达到220℃以上才分解，具有很高的热稳定性。利用单晶X-射线衍射分析证实了其固态结构。发现该簇合物分子是中心对称的，三个锌中心通过乙酸根桥连，其中两个锌离子是五配位，一个是锌离子是六配位的环境。这种基于偶氮配体的多核锌化合物的合成尚属首次，也为合成新型实用的偶氮金属光功能材料奠定了基础。　　 四、以简单的有机配体和金属盐为原料，方便、高效地制备了一种具有两种晶体多相的离子对型有机-金属配合物，并讨论了各种超分子相互作用如卤-氢氢键和π…π堆积作用对于两种多相固态网络构成的调节作用。利用各种光谱学和热分析方法，如红外、紫外吸收、荧光、X-射线光电子能谱以及差热分析等对配合物进行了表征。单晶X-射线衍射分析详细探讨了这种2-氨基吡啶-钴(II)配合物的两种多相的晶体结构。实验结果表明，对于离子对型的有机.金属超分子通常具有复杂的分子间弱相互作用，这些相互作用形式容易通过环境的改变而发生变化，从而形成具有不同堆积模式的晶体结构。采用盐诱导结晶的方法可以成为获得其它稳定的多相结构的有效途径。这项研究对于相关领域的发展具有推动作用。