分子识别是超分子化学研究的重要内容之一，它包括对中性分子、阳离子和阴离子的识别。其中阴离子识别较前者发展相对迟缓，亟待丰富和发展新型识别体系。一般的阴离子传感器主要包括信号报告团(发色团)和识别结合基团，阴离子与活泼氢容易形成氢键，应用氢键识别阴离子是设计阴离子受体的重要方向之一。本文选择钌多吡啶作为阴离子识别剂的发色团，以双功能配体2,2’-联咪哗(H<,2>biim)和2,2’-苯并联咪唑(H<,2>bbim)为刚离子的作用点，合成了六种阴离子的识别剂，它们能够选择性与乙酸根、氟离子作用，并能用“肉眼”加以区别。伞文共分为七章： 第一章简单介绍了阴离子传感器的研究背景以及2,2’-联咪唑和2,2’-苯并联咪唑配合物的氢键组装的现状，并提出该论文选题依据和研究思路。 第二章研究了阴离子识别剂[Ru(bpy)<,2>(H<,2>biim)](PF<,6>)2(Ⅰ)与各种阴离子之间的选择性作用。发现配合物Ⅰ与Cl<->，Br，I<->，NO<,3><->，HSO<,4><->，H<,2>PO<,4><->阴离子之间存在氢键作用。OAc<->阴离子与Ⅰ作用，由于强的氢键作用使H<,2>biim上的一个H转移到OAc<->上，使Ⅰ脱去一个质子，形成{[Ru(bpy)<,2>(H<,2>biim)]·OAc)结合体，溶液颜色由黄色变为橙棕色，量化计算表明质子转移后形成的结合体较稳定。同时还得到了脱去一个质子的化合物[Ru(bpy)<,2>(Hbiim)]·N<,3>·H<,2>O(1a)的晶体结构，它能够通过氢键自组装成二聚结构。由于F<->能形成非常稳定的HF<,2><->，Ⅰ逐步脱去两个质子，溶液颜色由黄色变为紫色。因此，它是一种可以简单用“裸眼”检测识别阴离子的识别剂。最后对Ⅰ、脱去一个质子及脱去两个质子三种状态的配合物做了理论光谱计算，简单阐述了光谱变化的原因。 第三章以[Ru(bpy)<,2>]<2+>为发色团，氢键接受体则选择2,2’-苯并联咪唑(H<,2>bbim)，合成了[Ru(bpy)<,2>(H<,2>bbim)](PF<,6>)<,2>(Ⅱ)，并且研究了它与阴离子之间的选择性作用。和配合物Ⅰ 相比，它有较小的pK<,a>，酸性增强，加入OAc<->和F<->都可以使H<,2>bbim逐步脱去两个质子，溶液颜色由黄色变为橙棕色最后变为紫色，分别对应的是脱去一个及两个质子的颜色变化，这些过程均可用肉眼加以区别，因此Ⅱ可作为阴离子的识别剂。去质子不但和阴离子的碱性有关，和它们之间的氢键强弱也有密切关系。脱去质子后配合物[Ru(bpy)<,2>(bbim)]·CH<,3>OH·H<,2>O(3a)与不同酸强度的羧酸作用，显示不同颜色，可以用作检验HOAc、 CCl<,3>COOH和 CF<,3>COOH 的色度计。另外还得到了[Ru(bpy)<,2>(H<,2>bbim)]<,2>Cl<,2>(OAc)<,2>·(HOAc)·12H<,2>O (2a) [Ru(bpy)<,2>(H<,2>bbim)](CCl<,3>CO<,2>)<,2>·2H<,2>O(4a)和[Ru(bpy)<,2>(H<,2>bbim)](CF<,3>CO<,2>)<,2>·4H<,2>O(5a)的晶体结构，研究了Ⅱ与羧酸根在固体状态下的氢键作用情况。上述研究表明，可通过阴离子的调控——分步脱质子，得到金属-Hbbim或金属-bbim配合物，为构筑以Hbbim<->或bbim<2->桥连的双核或多核的配合物提供新的方法。最后用量化计算方法分析Ⅱ、脱去一个质子及脱去两个质子三种状态的配合物光谱，简单阐述了光谱变化的原因。 第四章以phen为辅助配体，以[Ru(phen)<,2>]<2+>为发色团，合成了[Ru(phen)<,2>(H<,2>biim)](PF<,6>)<,2>(Ⅲ)、[Ru(phen)<,2>(H<,2>bbim)](PF<,6>)<,2>(Ⅳ)两种配合物，通过研究发现这两种化合物也可以作为阴离子传感器，可以“裸眼”观察颜色的变化，尤其对OAc<->和F<->有很好的识别作用。但是由于采用了共轭程度更大的鳌合配体phen，吸电子能力增强，导致它们与阴离子的作用能力有所削弱。但作用情况与化合物Ⅰ和Ⅱ基本相同。 第五章以[Ru(tpa)]<2+>(tpa表示三(2-吡啶甲基)胺)为辅助配体，合成了[Ru(tpa)(H<,2>biim)]·(ClO<,4>)<,2>(Ⅴ)和[Ru(tpa)(H<,2>bbim)]·(ClO<,4>)<,2>(Ⅵ)两种配合物，并且测定了它们的晶体结构，通过理论计算对紫外光谱进行指认，可见区的光谱主要是Ru到tpa和H<,2>biim(H<,2>bbim)的MLCT跃迁。随后研究了配合物Ⅴ和Ⅵ与阴离子之间的选择性作用。OAc<->的加入可以使Ⅴ和Ⅵ脱去一个质子，紫外光谱红移，理论计算表明脱去质子后HOMO轨道逐渐由金属钌移向H<,2>biim(H<,2>bbim)，而LUMO轨道则由H<,2>biim(H<,2>bbim)移向tpa，可见区的光谱跃迁发生变化，为Ru到tpa的MLCT跃迁和配体问的LL跃迁。而F<->的加入可以使Ⅴ和Ⅵ逐步脱去两个质子，可见区的光谱也归属为Ru到tpa的MLCT跃迁和配体问的LL跃迁。它们的理论模拟光谱和实验谱图相吻合。另外还得到了[Ru(tpa)(H<,2>biim)]·(ClO<,4>) (CCl<,3>COO)·H<,2>O (6a) 和[Ru(tpa)(Hbiim)]<,3>·(ClO<,4>)<,3>·5.5H<,2>O·MeOH(7a)的晶体结构，研究了它们在固体状态的氢键作用。 第六章以[Ru<11>(H<,2>biim)<,3>]<2+/3+>和均苯三甲酸为结构基元，通过氢键作用构筑了具有纳米级孔洞的三维配合物[Ru<Ⅲ>(H<,2>biim)<,3>](btc)·DMF·6H<,2>O(8a)以及具有二维结构的配合物[Ru<Ⅱ>(H<,2>biim)<,3>](Hbtc)(9a)。配合物8a以[Ru<Ⅲ>(H<,2>biim)<,3>]<3+>和均苯三甲酸为节点通过氢键作用形成了一个(10，3)-b网三维结构，该配合物存在二重穿插，并具有一维纳米级(1.2 nm)孔洞，水分子填充在一维孔洞的中间形成“水管”结构。配合物9a是由氢键连成的二维结构，其中包括R<2><,2>(9)，R<1><,2>(7)氢键合成子。通过采用合适的氢键构筑单元，利用分子之间的超分子作用可以达到构筑复杂多样多维结构的目的。第七章是对本论文工作的总结和展望。