本文对基于手性及构型手性配体的组装识别与传感进行了研究。 1．联苯配体组装的Ag(Ⅰ)化合物的结构和荧光性质。作为现代超分子化学研究领域的前沿，多功能配位超分子的设计和自组装越来越成为人们研究的热点。共扼配体和含有闭电子壳层d10的金属离子如Ag(Ⅰ)相互作用结合形成的化合物含有弱的金属—金属和金属—配体作用，也通常有有意义的荧光性质。Ag(Ⅰ)是弱酸，容易和弱碱，例如含有硫或氮的配体配位。银和π—共扼的含有氮芳香环的有机杂环配体配位就能得到一些有趣的几何构型和光物理性质。在报道合成的配体中，含咪唑基团和苯并咪唑基团的双齿和多齿刚性或柔性的有机配体被广泛使用，它们能键合一个或者多个金属形成不连续的分子或者无限延伸的配合物结构，在这些结构中拥有潜在形成氢键的位点，有可能利用氢键进一步组装成多维的网状结构。在这里，我们合成了构型多变的联苯配体，利用配体中C—C单键的自由旋转，和金属银配位后得到了一系列新颖的荧光化合物。利用不同的阴离子和制备配合物的方法，我们得到了三个化合物，配体在其中的结构构象各不相同，这有可能导致荧光性质有明显的变化。因此通过发射谱图的测定研究影响这些化合物荧光性质的因素。这三个化合物配体是一样的，金属离子也都是银离子，银离子虽然采用相同的配位模式，但生成结构不同的配合物。进一步比较可以看出化合物1，2和3的键长和键角的差别最大也不超过5％，最大的区别就是和同一个银离子配位的两个咪唑环之间构象的差异。和同一个Ag(Ⅰ)原子配位的两个咪唑基团形成的二面角在化合物1中是89°，在化合物2中是22°。因为化合物的荧光性质和金属离子的配位环境密切相关。因此上面提到的两个和同一个银离子配位的咪唑环形成的二面角也就影响了这两个化合物的荧光性质。另外，化合物1和2的晶体堆积方式也是不同的，这也可能在某种程度上影响它们的荧光性质。聚合物3中Ag(1)和Ag(2)通过配位作用连接的两个咪唑环处于共面的模式，增加了以银离子为中心的π共轭程度，最终导致一个咪唑环的激发态被另外一个咪唑环淬灭。 2．含潜在异构手性双臂配体的螺旋组装和手性聚集。螺旋一词，helicate，是由Lehn在1987年用来描述多金属双股螺旋配合物引入的。由于螺旋体特殊的拓扑结构及其在生物模拟、不对称催化、非线性光学材料方面潜在的应用，设计合成具有螺旋结构的配合物成为人们研究的热点。螺旋结构配合物的设计和组装需要配体和金属离子实现非共价键分子间作用在能量和立体化学上的适当匹配。一直以来，我们都利用配体配位后形成的扭转手性桥联作用制备螺旋体，再利用分子内弱的非共价键作用形成更高维的单一手性化合物。近年来，非手性配体通过扭转构象形成的双螺旋体在溶液中自组装实现了单一对映体的富集。因此具有潜在构象手性的配体在控制手性配合物的组装过程中起着重要的作用，基于此和金属螺旋体形成的机制，我们利用2，2—联苯的具有两条臂的分子钳型衍生物中芳香环之间单键可以转动，而苯环上的取代基团的空间位阻使其具有一定刚性的特点，配体在溶液中由于快速转动而没有体现手性，但在固体中却存在构型手性，同样为分子内和分子间的手性传递提供了一种机会。通过它与过渡金属离子的自组装构筑得到金属螺旋体。配体与CdI2和Cu(NO3)2反应得到双核单螺旋化合物7和8，在化合物8中，由于C—H…π和π…π的协同相互作用沿ab面形成单一手性的二维平面。双核双螺旋化合物9和10中的金属中心表现相同的绝对构型，说明含异构手性的配体能够把金属中心的手性从一个中心传递到另一个中心。 3．单一手性的席夫碱配体构筑的化合物磁性研究。为了揭示完善磁化学性质，磁性质一结构关系的基础理论科学，分子体系中多核和分子基配位化合物一直以来都是人们研究的兴趣所在。其中多核金属化合物通常有许多重要的性质如催化，包结和分子筛等等，尤其是对于研究新型功能性分子基材料非常有用。而进一步利用已构筑得到的单一手性物种不仅对研究手性催化、手性识别等方面具有重要意义，而且是直接相关生命体系中手性起源的基本问题。近年来，由于手性配位聚合物磁体结合了磁学性质和光学性质，相关的研究成了人们关注的焦点。基于此，本节我们设计合成了多齿的单一手性席夫碱配体(R)-1-((1-羟丁基-2-氨基)甲基)2-萘醇(H2L4)和(R)-1-((1-羟丁基-2-氨基)—甲基)-2-水杨醛(H2L5)，主要讲述与金属铜盐和镍盐的组装和磁性性质。 4．联苯钳状配体对金属阳离子Zn(Ⅱ)的识别。在生物体内，锌作为仅次于铁的第二丰富的过渡金属离子，是人体不可或缺的基本元素，但体内过量的锌同样会导致一些疾病的产生，而当大脑中锌的自我平衡被打乱时，就会给人体带来一些生理上和病理上的变化。所以对锌离子的检测尤为重要，生物体系内神经学上的信号和一些功能的出现迫切需要设计对Zn2+具有特殊响应的分子探针。我们采用双喹啉二甲基联苯-2，2—二酰肼(H2L4)配体作为识别锌离子的荧光探针。该探针合成简便，氨基配体在金属Zn2+存在时去质子化成为带负电荷的钳型分子作为荧光传感器，这种配位过程的去质子化降低了喹啉环上电子密度，增大了π-共轭体系，在光激发诱导下发生分子内肼基向喹啉环的电荷转移过程，使得激发光波长红移至420 nm，最大发射峰的位置也红移了大约90nm，而且和Zn2+鳌合之后荧光增强。 5．联苯钳状配体对二酸阴离子的识别。已经报道的文献中，对阴离子氟，氯，溴，碘，硫酸根，磷酸根和羧酸根的识别研究很多。对于羧酸根，由于含有单个羧酸根的离子(比如CH3COO-，C6ttsCOO-)是Y-型，一些具有刚性构型的主体就可以高选择的识别。对于同时识别含两个羧酸根阴离子(比如邻苯二酸，间苯二酸和对苯二酸)的报道却很少。由于它们结构上的相似性，可以想象当和主体分子键合之后主体构型的微小改变通常会表现在吸收光谱或者发射光谱上有近似的变化。因此这时的主体分子就不仅仅要满足有配位的结合位置和配位过程能量转移的指示单元，而且还需要较大的构型变化空间，当和不同的二酸作用后几何构型有显著的变化，进而影响光输出信号的强弱。本研究设计了双(2-羟基-1-萘醛)亚甲基联苯-2，2-酰肼(H2L7)，这个结构中，上面提出的三个要求完美的结合在一起，通过苯环之间C-C单键的自由旋转配体的构型可以灵活变化。通过紫外光谱和荧光光谱，比较受体对三个二酸盐阴离子的识别可以发现，受体与二酸盐阴离子形成氢键后产生了激发态质子转移(ESPT)的荧光，虽然邻苯，间苯和对苯二甲酸盐阴离子中的两个羧酸根之间位置的不同，但是这种荧光信号的选择性依赖于阴离子的电负性和酸碱度，所以受体无法区分这三个二酸阴离子。 6．氨基葡萄糖基化合物对Cu(Ⅱ)的识别。在我们生活环境中，人们从水中摄取金属离子是将金属离子吸收到体内的主要方式，因此设计(1)水溶性良好的荧光探针极其重要；(2)生物兼容性不好，不能很好用于检测生物体内金属离子含量；(3)合成较为复杂，合成过程就提高了成本；(4)本身具有较大毒性，容易造成环境的二次污染，威胁检测人员的身体健康。因此我们设计的荧光探针除了含有螯合—荧光基团之外，并且引入生物分子—糖，8-羟基喹啉醛—D—氨基葡萄糖(L8)，这个结构中，上面提出的要求结合在一起，使得探针具有好的水溶性和生物兼容性，毒害性也小，对于金属铜离子具有选择性识别。