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手性配合物具有丰富的配位结构,在手性功能材料、不对称催化合成、手性识别与拆分等研究中表现出潜在的应用前景,已成为配位化学、材料化学及晶体工程等研究中的前沿领域之一。本论文从非手性配体如水杨酸(H2sal)和4-喹诺酮-N-乙酸(Hoqa)出发,设计不同反应构筑形成系列手性配合物和配位聚合物,并采用元素分析、红外光谱、X-射线晶体结构分析、荧光光谱和热重分析等手段研究其结构与性能。
1.对手性配合物的手性起源和确定绝对构型方法进行简要综述,并对手性配合物的研究热点进行详细介绍;
2.基于水杨酸(H2sal)与邻菲啰啉(phen)构筑形成了双核配合物1和3d-4f异多核配合物2-5。结构分析结果表明在1-5中均形成了双核阴离子[Ln2(Hsal)8]2-;在配合物2-4形成中发生了自发拆分,△-和∧-型晶体分别析出,最终形成了外消旋混合物(Conglomerate);氢键和π…π堆积作用对手性结构的稳定非常重要;通过偏光显微镜和固体CD光谱对手性晶体2-4的自发拆分进行深入研究;
3.设计合成配体4-喹诺酮-N-乙酸(Hoqa),水热合成构筑形成系列过渡金属配位聚合物6-11。6为三维金刚石网络结构;而配合物7-11为一维链状结构。非常有意义的是,在配合物9-10形成中发生自发拆分,不同构型的手性晶体分别结晶析出,最终形成了外消旋混合物,配合物9表现为二重贯穿的三维手性超分子网络结构;并采用偏光显微镜、固体CD光谱和CD光谱激子手性计算法对配合物9进行深入研究;结果表明,弱相互作用如氢键和π…π堆积作用对于配位单元手性信息的传递和稳定手性结构至关重要;
4.基于4-喹诺酮-N-乙酸(Hoqa)得到系列稀土配合物12-16。它们属于三种不同的结构类型。12为双核配合物;13-14表现为4连接二维层状结构;15-16则为8连接的(424·64)-bcu三维网络结构;结构分析结果表明,oqa多变的配位结构和抗衡阴离子的类型对这些稀土配合物的结构类型产生明显影响;
5.从非手性配体的结构、配位模式、反应条件和辅助配体的选择等出发,对自发拆分合成手性配合物的影响因素进行探讨,这对于自发拆分合成和绝对不对称合成手性配合物、进而探讨手性起源有着理论意义。