金属有机配位聚合物由于具有奇特多变的结构以及在光学、磁性、吸附分离、分子识别和催化等领域具有诱人的应用前景,成为化学和材料交叉学科领域的研究前沿和热点。利用晶体工程的方法,选用具有特殊功能的有机配体和金属离子进行有目的、可控性地组装结构新颖和性能良好的配位聚合物是本工作的研究重点。氮杂环类配体及其衍生物因具有较强的配位能力和灵活多变的配位模式,以及其配合物所表现出的良好性能而深受化学家的关注。本论文主要以设计合成5-取代四氮唑羧酸配体的金属配合物为目标,采用水热合成方法,构筑了系列结构新颖的过渡和稀土金属的配位聚合物,并对所得化合物的晶体结构、光致发光、磁性和热稳定性等进行了深入的探讨,取得了一些创新性的成果。本论文的主要内容如下:　　 第一章,首先介绍了本论文的相关研究背景,然后系统地介绍了四氮哗羧酸类配体的配位类型及其配位聚合物的合成方法等,并简要概括了该类配位聚合物在水(溶剂)热条件下的原位反应,进而总结了相关领域的研究进展及主要成果,最后阐述了本论文的选题依据、目的和意义。　　 第二章,简要介绍了本课题研究过程中用到的相关实验试剂和实验仪器等。　　 第三章,讨论了含3-(5取代四氮唑)苯甲酸配体(3-H2tzba)和各种辅助配体的IIB过渡金属配位聚合物的合成、结构及荧光性能。通过引入不同的螯合辅助配体2,2-联吡啶(2,2-bipy)和1,10-邻啡哕磷(phen),我们利用水热反应成功合成了5个IIB过渡金属配位聚合物:[Zn2(3-tzba)(N3)(OH)(2,2-bipy)]1,[Zn(3-tzba)(2,2-bipy)(H2O)]·3H2O2,[Zn2(3-tzba)2(phen)2]·H2O3,[Cd4(3-tzba)2(N3)4(2,2-bipy)3]·H2O4和[Cd(N3)2(phen)]5。其中,3-H2tzba配体是通过氰基苯甲酸和叠氮在Zn(Ⅱ)/Cd(Ⅱ)作为路易斯酸催化剂条件下利用原位[2+3]环加成反应得到,有趣的是,它在每个化合物中所表现的配位方式各不相同,特别是在2和3中展现出两种从未报道的新颖配位方式。这些化合物虽然是在相同的反应条件下得到,但却具有不同的空间结构:化合物1-3和5具有不同类型的1-D链状结构,而化合物4具有2-D层状结构,其中具有类似化合物1的梯状一维链结构的四氮唑羧酸聚合物目前还比较少见。这些化合物表现出的低维数空间结构表明了螯合辅助配体的加入不利于高维数配位聚合物的形成。荧光测试表明,化合物1-5在室温时可发出不同波长(颜色)的荧光,为制备具有特殊性能的发光材料提供实验依据。　　 第四章,讨论了稀土金属离子和3-H2tzba的自组装反应,研究了所得配位聚合物的晶体结构、光致发光和磁性。通过水热反应,首次获得了10个稀土金属5-取代四氮唑羧酸配合物,包括[La2(3-tzba)4(OH)2(H2O)6]·4H2O6、2个同构的[Ln2(3-tzba)4(OH)2(H2O)8]·4H2O(Ln=Pr(7),Nd(8))和7个同构的[Ln2(3-tzba)4(OH)2(H2O)6]·4H2O(Ln=Sm(9),Eu(10),Gd(11),Dy(12),Er(13),Yb(14),Y(15))。化合物6-15具有孤立双核结构。3-tzba2-配体表现出少见的四氮唑未配位而羧基参与桥连和螯合的两种配位模式。光致发光研究表明:3-tzba2-配体可做为稀土金属离子一种较好的发光敏化剂:调节化合物9和12的激发波长可得到一系列从红/黄光到深蓝光较宽范围的荧光发射。变温磁性研究表明,稀土金属离子间存在复杂的磁相互作用。　　 第五章,讨论了3-H2tzba的异核过渡金属配位聚合物的结构和磁性。通过原位水热反应,合成了1个具有手性螺旋链的3-D Cd-Co异核3-H2tzba配位聚合物,[Cd(μ5-3-tzba)(μ2-3-cba)(μ3-OH)Co(H2O)]·2H2O16(3-Hcba=3-cyanobenzoic acid)。该化合物是第二例异核的金属四氮唑类配合物,而且其3-tzba2-配体的配位模式也是首次发现的。原料3-cba-被发现参与了金属配位,表现出一种少见的CN-和COO-双功能基团都参与配位的模式。变温磁性测试表明,一维无机金属氧链[Cd(μ3-OH)Co]中的Co(Ⅱ)离子之间存在强的反铁磁相互作用。　　 第六章是对本论文工作的总结和对未来工作的展望。　　 附录收集了本论文晶体的原子坐标、温度因子和主要的键长键角表,以及在攻读硕士学位期间发表论文情况。　　 本论文借助有机氰基和叠氮的[2+3]成环反应方法设计合成了一个5-取代四氮唑羧酸有机配体,并利用这个配体成功合成了一系列配位聚合物,进而探讨了它们的结构与性能关系,为寻找新型的光致发光和磁性材料提供理论依据和实验指导。