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自由基是具有未成对电子的化合物,通常性质不稳定,易于发生聚合、偶联、歧化等反应。随着稳定自由基的方法越来越多,越来越多的自由基被分离出来并在固体催化剂、锂离子电池、导电材料、高密度信息存储、分子识别以及生物影像等诸多领域表现出巨大的潜力。本篇论文围绕含氮自由基,研究了2-2’联嘧啶和联萘三芳胺两个体系,结合量子化学理论计算对得到的自由基做了一系列的表征与性质研究。本论文的主要工作列举如下:一、利用低价过渡金属LMⅠ（tol）（L=CH（MeC=NDipp）2,Dipp=2,6-iPr2C6H3,tol=toluene,M=Co and Fe）在配位过程中易发生电子转移的特点与联嘧啶分子配位,得到了由负二价抗磁性联嘧啶阴离子桥连的双核过渡金属CoⅡ配合物1和FeⅡ配合物3。该配合物易于氧化,采用[Cp2Fe][BPh4]对其进行一倍氧化后将作桥联基团的负二价抗磁性联嘧啶阴离子转变为负一价顺磁性联嘧啶自由基阴离子,得到氧化后的配合物2和4。自由基配体与金属离子间产生强的磁交换耦合,迫使金属离子的自旋方向与自由基自旋相反排列,从而最终使金属离子之间的自旋平行排列,使钴的配合物2产生单分子磁体性质,而配合物1没有单分子磁体性质。将配合物2还原回1就可使配合物的单分子磁体磁性转变为“关”的状态,从而使其成为可通过氧化还原调控磁性开关的单分子磁体。二、通过引入手性的联萘基团作骨架合成了非常低对称性的手性四芳基联萘二胺5,采用银离子对5进行了一倍与两倍氧化来研究其生成的自由基性质。在使用AgSbF6单倍氧化得到的混合价态单自由基6中,自旋不再通过共轭而是通过π-π作用离域到两个三芳胺上,并且在磁性测试中观察到了分子间通过π-π作用引起的较弱电子耦合。在使用Ag{Al[OC（CF3）3]4}二倍氧化的产物7中,并未得到所预期的双自由基产物,而是得到了发生碳碳偶联后的单自由基螺环化合物,自旋只分布在其中一个三芳胺上,而另一个则形成了胺阳离子。圆二色谱表明6和7都是具有手性的自由基。