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金属-有机配合物是由分子构建基块通过配位键连接而成的有序网络超分子组装体。通过配位驱动的自组装可以实现用相对简单的组分来构建目标功能型化合物的目的。本论文中,我们利用一种新型的咪唑修饰的间苯二酚杯[4]芳烃配体(TIC4R)与金属离子在溶剂热条件下组装了系列具有新颖结构和功能的金属-有机配合物。利用单晶X-射线衍射确定了这些化合物的晶体结构,通过元素分析、红外光谱(IR)、热重分析(TGA)、粉末X-射线衍射(PXRD)等对化合物进行了基本表征,同时也根据化合物的结构特点研究了其结构与性能之间的构效关系。首先,根据组装的二聚体配合物的结构特点,利用化合物框架上未配位的路易斯碱(-NH2)来负载和稳定Pd纳米粒子,并深入探究了该Pd基催化剂催化硝基芳烃加氢的性能;通过改变反应物的组分合成了系列结构相关的二维化合物,研究了其催化Knoevenagel缩合反应的能力;通过调控合成了三种含有六聚间苯二酚杯[4]芳烃纳米胶囊的阳离子型金属-有机框架化合物,探究了其从水溶液中捕获Tc O4-/ReO4-的性能。1.以TIC4R为构筑块,利用调节辅助配体的合成策略组装了具有特定结构和功能的金属-有机超分子配合物。通过调控具有不同官能团和尺寸的对苯二羧酸类似物,在溶剂热条件下精确合成了一系列尺寸可调的超分子二聚体化合物:[Zn4(TIC4R)2·(L~1)2·(OH)2]·2HCOO·4DMF(1),[Zn4(TIC4R)2·(L~2)2·(OH)2]·2HCOO·4DMF(2),[Zn4(TIC4R)2·(L~3)2·(OH)2]·2HCOO·3H2O(3),[Zn4(TIC4R)2·(L~4)2·(OH)2]·2HCOO·H2O(4),[Zn4(TIC4R)2·(L~5)2·(OH)2]·2HCOO(5),[Zn4(TIC4R)2·(L~6)2·(OH)2]·2HCOO·6DMF(6),[Zn4(TIC4R)2·(L~7)2·(OH)2]·2HCOO·4DMF·8H2O(7)和[Zn4(TIC4R)2·(L~8)2·(OH)2]·2HCOO·6DMF·4H2O(8)(H2L~1=2-氨基对苯二甲酸,H2L~2=对苯二甲酸,H2L~3=2,6-萘二甲酸,H2L~4=4,4’-联苯二甲酸,H2L~5=2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸,H2L~6=4,4’-二苯乙烯二羧酸,H2L~7=偶氮苯-4,4’-二羧酸,H2L~8=三联苯二羧酸和DMF=N,N-二甲基甲酰胺)。在化合物1-8中,一对二羧酸辅助配体通过Zn(II)离子连接两个TIC4R配体形成新颖的金属-有机超分子二聚体。以化合物2为代表研究了其化学稳定性和热稳定性,考虑到化合物2中含有丰富的未配位的氨基,我们利用配位辅助策略合成了负载Pd纳米粒子的复合材料Pd@2,并探究了Pd@2催化剂在室温下的水相中催化硝基芳烃加氢反应。研究结果表明,该催化剂具有优异的催化性能和高的催化选择性。2.在溶剂热条件下,通过加入三种不同的小分子有机酸来调节反应物的组分,合成了三种结构相关的层状化合物:[Zn(TIC4R)(HCOO)]·HCOO·0.5DMF·1.5H2O(9),[Zn(TIC4R)(CN)]·HCOO·DMF·2.5H2O(10)和[Zn(TIC4R)(H2O)]·2HCOO·2H2O(11)。在化合物9中TIC4R配体的空腔以面对面的方式排列形成含有矩形窗口的双层结构,而10和11则呈现单层结构。相比于化合物9,10和11的层沿a轴滑移了不同的距离,且层的滑移导致了二者具有不同的孔道尺寸。考虑到化合物9-11中存在的Zn(II)路易斯酸位点,同时也为了探究不同的孔道尺寸对催化效果的影响,我们将化合物9-11用作Knoevenagel缩合反应的非均相催化剂。实验结果表明它们具有优异的催化性能和可回收性且其催化性能受不同孔道尺寸的影响。3.在溶剂热条件下,调控TIC4R与金属离子的组装,合成了三种含有六聚间苯二酚杯[4]芳烃金属-有机纳米胶囊的三维多孔阳离子金属-有机框架,分别为[Zn(TIC4R)]·0.33HCOO·1.67NO3·4DMF·12H2O(12),[Cd(TIC4R)]·0.33HCOO·1.67NO3·5DMF·12H2O(13)和[Co(TIC4R)]·0.33HCOO·1.67NO3·5DMF·12.5H2O(14)。单晶结构解析表明,化合物12-14是同构的,这些化合物结构中不仅保留了间苯二酚杯[4]芳烃固有的空腔,而且形成了具有更大内部空间的纳米胶囊型结构单元。以化合物12为例探究了其在不同p H下的稳定性。考虑到化合物是基于金属-有机纳米胶囊的多孔阳离子框架,我们探究了其从水溶液中捕获Tc O4-/ReO4-的性能。实验表明,该系列阳离子框架化合物在离子交换中表现出快速的交换动力学、良好的吸附能力和高的选择性。经过三次离子交换循环使用后,化合物12依然能够保持良好的ReO4-去除率。