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配位聚合物凭借其独特的结构可剪裁性、多样的拓扑结构及在吸附、分离、离子交换、分子识别、催化以及光学和磁学等领域的潜在应用前景成为化学、材料学等领域的研究热点。本文一方面从调控配位聚合物的结构出发,旨在研究有机配体结构和金属离子种类等因素对化合物结构的影响;另一方面在于研究配位聚合物的性质,开发其功能和应用前景。本文中,通过改变有机配体结构及金属中心种类,共得到了二十五个结构新颖的配位聚合物,分析了它们的晶体结构并且研究了它们的性质。主要取得以下成果: 1.我们以三种芳香二元羧酸作为阴离子配体,1,4-bis(imidazol-l-yl-methyl)benzene作为中性配体,共合成了九个三元配位聚合物,{[Zn(p-bdc)(bix)](DMF)2}n(1),{[Co(p-bdc)(bix)l(DMF)2}n(2),{[Cd(p-bdc)(bix)](DMF)2}n(3),{[Zn(bpdc)(bix)](DMF)3}n(4),[Co(bpdc)(bix)](DMF)3}n(5),{[Cd(m-bdc)(bix)(H2O)](DMF)}n(6),{[Zn(m-bdc)(bix)](solv)x}n(7),{[Zn2(m-bdc)2(bix)2](solv)x}n(8)和[Zn(m-bdc)(bix)](solv)x}n(9)。化合物1,2和7具有三重互穿的三维dia拓扑网络结构,化合物3,6和9,化合物4和5都具有非互穿二维层状结构,拓扑类型分别是sql类型和hcb类型,在化合物8中,两个相互独立(4,82)的二维网络以平行方式相互穿插。结构多样性表明金属离子种类、配体结构及反应条件影响着配位聚合物的最终结构。荧光性质研究表明有机配体和中心金属离子协同地影响着目标配位聚合物的发光性能。 2.我们以两种不同的芳香三元羧酸5-(4-carboxyphenoxy)isophthalic acid(H3cpia)和biphenyl-3,3,5-tricarboxylic acid(H3L)作为阴离子配体,不同结构的咪唑类及吡啶类分子作为中性配体,共合成了八个三元配位聚合物,{[Co1.5(cpia)(o-bix)](H2O)1.5}n(10),[Co2(cpia)(μ-OH)(m-bix)]H2O}n(11),{[Co1.5(cpia)(m-bix)]}n(12),{[Co1.5(cpia)(p-bix)0.5(H2O)]H2O}n(13),{[Co2.5(cpia)(Hcpia)(4,4-bpy)2.5](H2O)3}n(14),{[Co3(cpia)2(bpp)2]H2O}n(15),[(Zn2L(μ-OH)(4,4-bpy)0.5]H2O}n(16)和{[(Cd2L(μ-OH)(4,4-bpy)]H2O}n(17)。这些化合物中存在分立的单核及双核,三核-,四核-,罕见的八核核簇次级结构单元,并且以此构筑了不同拓扑类型的网络,包括二维(3,4,6)-连接,二维(3,8)-连接,三维(3,8)-连接,三维(3,16)-连接的网络结构。我们详细分析了核簇次级结构单元的结构,化合物的拓扑结构、相应的磁学及光学性质。 3.我们以一种双功能的吡啶多羧酸4,4-(4,4-bipyridine-2,6-diyl) dibenzoicacid(bpydbH2)作为单一的有机配体,与不同的过渡金属离子反应,得到了六个新的过渡金属配位聚合物,{ Mn(bpydb)(bpyHdbH)}n(18),[Co2(bpydb)2](H2O)0.5}n(19),{[Ni0.5(bpydbH)(H2O)](DMF)2}n(20),{[Cu2(bpydb)2](H2O)0.5}n(21),{Zn(bpyHdb)2}n(22)和{[Cd0.5(bpydb)0.5(DMF)](H2O)}n(23)。化合物18具有四重互穿的hms型网络结构,化合物19和21是同构的,具有基于轮桨次级结构单元的两重互穿的alb型网络结构,化合物20和22展现了二维(4,4)-层状结构,其中包含了丰富的氢键作用,而在化合物23中,非互穿的蜂窝状二维网络堆积形成了一维孔道。我们对化合物19的磁学性质,化合物22和23的荧光性质做了研究。 4.我们用上述的吡啶多羧酸配体bpydbH2,与稀土Eu3+离子在溶剂热条件下反应,成功地合成了一个新的多孔的稀土铕-有机配位聚合物,[Eu3(bpydb)3(HCOO)(μ3-OH)2(DMF)]·(DMF)3(H2O)2(24),其端基配位DMF分子以单晶到单晶转变方式被水分子取代后形成了另一个化合物[Eu3(bpydb)3(HCOO)(μ3-OH)2(H2O)]·xsolvent(25),它具有与化合物24相同的三维框架结构。这两个化合物中,存在着柱状的次级结构单元,且吡啶基团未参与配位。活化样品25a是一例具有多响应荧光性质的传感器,具有以下性质:(1)选择性地检测有机小分子丙酮和无机Cu2+和F-离子;(2)可以区分脂肪醇同系物和同分异构体;(3)检测水溶液中或气态下的高爆炸性物质三硝基苯酚(TNP)。