镧系元素在生物、医学和材料科学方向上潜在的应用价值,吸引了很多科学工作者对镧系元素的研究兴趣。镧系元素具有独特的光学性质如线状发射谱、长的荧光寿命等。但是,由于镧系元素金属离子的f-f跃迁是禁阻的,其吸光系数很低导致发光效率低下。解决这个问题的方法就是利用有机芳香配体强的吸光能力,通过天线效应把能量传递到镧系金属离子上使镧系金属由基态变为激发态,镧系金属激发态在不同能级间的跃迁辐射出强烈的光。本论文设计、合成和鉴定了一系列功能基团修饰的沙恩型席夫碱及其锌、镧系金属配合物,系统测试了锌-镧系双金属配合物的光学物理性质。现将本论文各章的主要内容和结论简述如下：第一章回顾了镧系金属配位化学及其发光的研究历史,对镧系金属配位化合物的合成、性能、研究进展及应用前景进行了综述,重点介绍了有机配体或者有机配体过渡金属配合物作为镧系金属发光敏化剂的研究现状和进展,在此基础上提出了本论文工作的设计思想和研究内容。第二章通过Stille偶联反应或者sonogashira偶联反应,用单键或者三键的方式在邻香草醛的5-位引入呋喃、噻吩、吡啶和咔唑等基团得到新的邻香草醛衍生物2a～2h；2a～2h和乙二胺缩合反应得到沙恩型席夫碱配体H2Lm(m=1～7)；席夫碱配体H2Lm和醋酸锌在甲醇中回流的产物是席夫碱锌配合物ZnLm(m=1～7)；席夫碱锌配合物ZnLm和镧系金属硝酸盐在乙腈中回流溶解,冷却后析出的晶体即席夫碱锌-Ln双金属配合物ZnLnLm(L1～L3：Ln=Nd,Yb,Er,Tb,Eu,Gd；L7：Ln=Nd,Gd)。光谱测试结果表明席夫碱锌(Ⅱ)配合物可以作为镧系金属发光的敏化剂,能够通过天线效应把能量传递到镧系金属离子,从而激发镧系金属可见光发光或者近红外发光；席夫碱上引入发光基团和增强电子或电荷传递的基团,或者增加配体的共轭程度,提高能量传递的效率,有利于提高金属配合物中相应的金属的发光效率。在第三章中,通过严格控制邻苯二胺和邻香草醛及其衍生物5-(4-氰基苯基)邻香草醛的比例和反应条件,首先合成不对称的单席夫碱配体3a和3b；该单席夫碱配体通过两步反应先后与醋酸锌和不同的邻香草醛衍生物反应,得到不对称沙恩席夫碱的锌配位化合物ZnL8,ZnL9和ZnL10；其中锌配位化合物ZnL8和ZnL9再和等量的镧系金属硝酸盐反应,即可得到对应的新型不对称席夫碱锌(Ⅱ)-Ln(Ⅲ)双金属配合物ZnLnL8和ZnLnL9(Ln=La,Nd,Eu,Gd,Tb,Er,Yb)。研究了锌-镧系金属双金属配合物的磷光及其稀土金属离子发出的可见光和近红外光性质,同时,结构对其发光效率的影响也作了研究。结果表明,席夫碱上引入重原子基团有利于配体由激发单线态到三线态转变和近红外量子产率的提高；在席夫碱的配体上引入拉电子基团不利于配体和镧系金属之间能量的传递,会降低金属配合物中相应的金属的近红外发光效率。在第四章中,以席夫碱锌(Ⅱ)-钕(Ⅲ)双金属配合物ZnNdL1为起始原料,与硫氰酸根、氰酸根、4-吡啶甲酸根、对苯二甲酸根和富马酸根等含有两个端基配位点的小分子配体作用,小分子配体的配位原子取代锌轴向位和Ln(Ⅲ)周围的配位负离子或溶发剂分子,合成了一系列以ZnNdL1为基本单元的大分子(Ⅳ-1、Ⅳ-2、Ⅳ-3、Ⅳ-4和Ⅳ-8)或者配位聚合物(Ⅳ-5、Ⅳ-7),研究了新配位化合物的光学物理性质及其结构的变化对光物理性质的影响。结果表明配位化合物结构的改变同时导致化合物的物理性质的改变：小分子配体对与金属直接配位的溶剂分子的取代可以不同程度的增强化合物的近红外发光强度和效率,结构的稳定性的增强有利于配体到镧系金属能量的传递的增强和其近红外发光效率的提高。而在镧系金属周围参与第一配位的水、醇等溶剂分子,会猝灭镧系金属的近红外发光,降低其发光效率。在第五章中,我们用一不对称的席夫碱配体和水杨醛为支撑配体,在甲醇溶液中和空气的条件下,简单系统地合成了一系列多配体九核镧系金属配合物,[Ln9(μ3-O)2(μ2-OH)8(μ1-L11)8(L12)8]·xCH3OH(Ln=Eu,Tb,Er,Gd,Yb),用红外吸收光谱、质谱和X-射线单晶衍射鉴定配合物的结构,用紫外可见、荧光光谱仪和近红外检测器研究了配合物的光学物理性质,对结构和光学物理性质的研究结果进行了讨论。