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设计与合成具有特定结构和性质的配位聚合物,已成为当今配位化学及材料科学领域的研究热点之一。然而配位聚合物的结构受诸多因素影响,对配位聚合物结构还难以进行准确的预测,与之相关的研究才更具有挑战性和意义。四唑的多样化配位模式越来越受到人们的关注,然而羧基取代修饰的四唑类配体和四唑与羧酸的混配研究很少。因此,为研究此类配体的配位化学行为,本论文设计合成或者选择了8个四唑类配体,得到了26个配合物并解析了其晶体结构。研究了部分配合物的固态荧光、磁性等性质。具体内容如下:
一、设计使用了5个结构相关的5.苯基-1H-四氮唑配体,构筑了6个过渡金属配合物。通过对配体进行修饰,引入非配位基团或者可以参与配位的羧基,进行配合物结构的调控,系统地研究了配体对配合物结构的影响。结构分析表明四唑可采用(μ1-2;μ2-1,2;μ2-1,4)模式与金属离子配位,羧基的引入增加了配体的配位点数,相对于非配位基团取代配体易于形成高维度的配位聚合物。
二、设计使用了3个四唑类配体,利用其与羧酸混配来进行以核簇为次级结构单元的高连接拓扑结构的构筑。四唑类配体可以有多种配位模式(μ2-2,3;μ3-1,2,3;μ3-1,2,4)与金属离子配位,通过混合配体羧酸类配体的引入,以多核簇为次级结构单元,构筑了首例10连接bct拓扑结构;两例8连接拓扑结构。通过拓扑分析提出可以通过连接36层进行高连接拓扑结构的合成策略。
三、利用四唑和羧酸混合配位进行棒状次级结构单元的构建,进而合成结构新颖的配位聚合物。四唑类配体可以有多种配位模式(μ2-2,3;μ3-1,2,3;μ3-1,2,4;μ4)与金属离子配位,通过共配体羧酸的引入,构建了多例棒状次级结构单元,系统研究了不同种类羧酸的引入对配位聚合物结构的影响,为进一步基于链亚结构的功能配位聚合物构筑奠定了基础。其中,由[M3(μ3-OH)(N-N)3]三角簇构建的Δ-chain棒状次级结构单元,为构筑新的阻挫或竞争体系提供了新的选择。