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随着自旋电子学以及相关材料科学的快速发展,具有协同效应的多功能磁性材料吸引了广大科学家们的兴趣,其中构建集导电与磁性于一体的分子材料是一项最具挑战性的工作。四硫富瓦烯(TTF)及其衍生物具有良好的给电子性质以及氧化还原活性,是研究较为广泛的功能性分子之一。为了合成多功能材料,科学家们发现构筑π延伸的TTF体系是一种十分有效的方法。它们不仅可以通过TTF分子间π…π或者S…S的相互作用产生导电通道,而且可以通过与顺磁性金属中心相连提供有趣的晶体结构以及磁性质,TTF的π电子和顺磁性金属中心的p电子可能通过7π键相互影响,从而构建具有协同效应的磁性导体／磁性半导体。在本论文中,我们设计合成了一系列新型共轭TTF配体及其金属配合物,并对他们的磁、电物理及化学性质进行了系统研究。1.利用锰-TTF席夫碱前体物[Mn(TTF-salphen)] [OAc] (TTF-salphen2-= 2,2’-((2-(4,5-bis(methylthio)-1,3-dithiol-2-ylidene)-1,3-benzodithiole-5,6diyl)bis(nitrilom ethylidyne)bis(phenolate)dianion)与氰基构筑基块[n-Bu4N][(Tp)Fe(CN)3] (Tp-= Tris(pyrazolyl)hydroborate) 、[n-Bu4N][Ru(salen)(CN)2] (salen2-= N,N’-ethylenebis(salicylideneimine) dianion)反应,得到了两个具有氧化还原活性的配合物：双核零维配合物[(Tp)Fe(CN)3Mn(TTF-salphen) · CH3OH] (1)和一维链状配合物[Ru(salen)(CN)2Mn(TTF-salphen)]n (2)。我们对其进行了单晶衍射、固体电化学以及磁性测试。磁性研究表明,化合物1和2金属中心之间通过氰基传递反铁磁交换作用。化合物1具有场诱导的单分子磁体行为,能垒为13.8 K。2. 我们首次将π共轭的四硫富瓦烯环状配体引入到二氰基金属盐中,合成了具有氧化还原活性的铁二氰构筑基块[(n-Bu)4N][Fe(TTFbp)(CN)2] (3) (H2TTFbp= N-(2-(4,5-bis(methylthio)-1,3-dithiol-2-ylidene)-5-(picolinamido)benzo[d][1,3]dithiol6-yl)picolinamide)。基于此构筑基块和手性锰席夫碱配合物,我们合成了一对手性一维链状化合物[Mn((R,R)-salphen)Fe(TTFbp)(CN)2]n (4-(RR)) 和 [Mn((S,S)-salphen)Fe(TTFbp)(CN)2]n (4-(SS)) (Salphen2-= N,N’-1,2-diphenylethylene-bis(salicylideneiminato)dianion)。圆二色谱和振动圆二色谱测试表明化合物4-(RR)和4-(SS)互为对应异构体。结构解析显示化合物是由氰基桥联的螺旋双链构成,由不对称的(-Fe-C≡N-Mn-N=C-)n作为链接单位。磁性测试表明FeⅢ和MnⅡ之间通过氰基传递反铁磁耦合作用,并观察到场诱导的磁相变(TN= 4.8K)。3.首次将草酸根引入到TTF体系当中,得到一个π延伸的TTF配体L2, TTF-Et2H2opba (opba= ortho-phenylenebis-oxamato).并进一步制备了相应的单核铜配合物[(n-Bu)4N]2[Cu(TTF-opba)] (5)。通过配合物作为“金属配体”的方法,草酸基团外围氧原子与金属MnⅡ离子配位得到得到一个有趣的异核一维链状配合物{[Cu(TTF-opba)] [Mn(CH3OH)2]}n (6) 。用X射线单晶衍射确定了配体和配合物的晶体结构,并对配体和配合物进行了电化学方面的测试。磁性测试表明配合物6具有分子间亚铁磁相互作用：g=1.96和J=-22.36cm-1。4.我们将三氮唑配体通过共轭大π键接枝到TTF单元上,合成了π延伸的氧化还原配体L3 (6-(4,5-bis(propylthio)-1,3-dithiol-2-ylidene)-1H-[1,3]dithiolo [4’,5’:4,5]benzo[1,2-d][1,2,3] triazole),通过Cu(tta)2 (tta-= 4,4,4-trifluoro-1-(thiophen-2-yl)butane-1,3-dione)与配体L3反应,制备了一个五核铜簇合物(Cu5(tta)4(TTFN3)6)(7)。通过单晶衍射仪确定了它的结构,并测定了配体L3和配合物7的紫外光谱和电化学性质。磁性测试表明金属离子之间存在反铁磁耦合作用。通过扫描隧道显微镜以及密度泛函理论(DFT)计算,我们探讨了配合物7在高导向热解石墨烯表面的自组装结构及其形成机理。5. 我们设计合成了一种新型具有电化学活性的TTF席夫碱配体L4 (3,3’-(((2-(4,5-bis(methylthio)-1,3-dithiol-2-ylidene)benzo[d][1,3]dithiole-5,6-diyl)bis(azanediyl)) bis(methanylylidene))bis(pentane-2,4-dione)),并将其与荧光基团TPPE (1,1,2,2-tetrakis(4-(pyridin-4-yl)phenyl)-ethene)同时引入到自旋交叉体系当中,通过控制不同的反应时间与温度得到了两种不同结构的化合物：一个二维层状聚合物9 (Fe(L4)(TPPE)0.5)和一个三维聚合物10 (Fe3(L4)3(TPPE)1.5)。我们对其进行了单晶结构分析、磁性以及变温荧光测试。化合物9表现出渐变型的自旋交叉性质,并且表现出随温度以及电压变化的荧光光谱,这说明磁性与荧光以及电化学性质与荧光之间可能具有协同效应。