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随着有机化学和无机化学的快速发展,配位化学成为了合成新型固态材料的一个焦点。研究者合成了越来越多的新的配位聚合物,剑桥晶体数据库CCDC也收录了越来越多的晶体结构。同时,随着超分子结构研究的深入,含金属的超分子配位聚合物得到了快速发展。新型超分子结构不仅仅具有迷人的规整结构,更重要的是,其在光、电、磁等方面具有潜在应用价值。超分子配位聚合物的性质主要依赖与晶体结构,每个晶体结构具有其独特的性质。因此,控制超分子配位聚合物的结构和维度是非常重要的。然而,对控制配位超分子结构仍然缺乏一个非常有效的方法。在本篇论文中,我们选择了苯并咪唑-(4,5,f)-并-(1,10)-邻菲罗啉(PTCP)作为多氮配体。这个配体包含五个芳香环,四个氮原子,其中两个来自邻菲罗啉的配位给体N,另外两个来自咪唑部分。配体PTCP可以与大多数的金属离子进行配位,同时,配体中的咪唑单元既是氢给体,也是氢受体,所以是一个构建配位超分子结构的优良配体。同时,我们选择芳香多羧酸配体作为桥联配体。芳香羧酸配体上的氧原子能够给电子,可以和大多数金属原子进行配位。我们利用水热方法合成并通过红外光谱、元素分析、热重分析、X-射线单晶衍射和固态光致发光光谱来表征了19个新的配位聚合物和超分子配位聚合物：[Eu2(BDC)3(H2O)].(H2BDC=邻苯二甲酸)(1);[Pb3(BTC)2(H2O)]n(BTC=均苯三甲酸)(2);[Pb3(BTC)2(H2O)2]n·n(H2O)3.5(3);[Ni2(PTCP)4(SO4)(H2O)3][(SO4)(H2O)4.5] (4);[Fe(PTCP)3][(SO4)(H2O)7](5);[Co2(PTCP)2(3,5-NSYS)2(H2O)2](3,5-H2NSYS=3,5-二硝基水杨酸)(6);[Zn(PTCP)2(5-SSYS)(H2O)](5-H2SSYS=5-磺基水杨酸)(7)；[Pb2(PTCP)2(BTC)2] (8)；[Ln2(PTCP)2(m-BDC)3]n·0.5n(H2O) (Ln=Ce,Pr,Nd,Sm, Eu,Tb,Dy,Tm)(9-16)；[Co(PTCP(LBSS)(H2O)2]n·n(H2O)(H4LBSS=3,3’,4,4’-联苯四甲酸)(17);[Pb(PTCP)(PYDC)]n·0.5n(H2O)(H2PYDC=吡啶-2,5-二甲酸)(18)；[Cu(PTCP)(PTA)]n(H2PTA=对苯二甲酸)(19)。配合物1～3是新的通过芳香羧酸和金属离子构筑的2D或者3D的无机有机聚合物结构。超分子配位聚合物4和5是通过单个PTCP配体和无机盐形成的OD结构,并形成了3D的配位超分子结构。超分子配位聚合物6-19是通过PTCP和芳香羧酸作为混合配体构建的。所以这些配合物是从0D或者1D形成的2D或者3D的超分子结构。在本篇论文中,我们初步实现利用PTCP配体和芳香多羧酸来控制配位超分子维度的目标：(1)由于多芳香羧酸配体的可延展性,所以,当利用单个的芳香多羧酸作为有机配体,可以形成高维的结构(2D或者3D)；(2) PTCP具有单个配位点,并且具有良好的氢键位点,所以,当利用PTCP和其类似的配体作为单配体,一般可以形成0D的结构。同时由于PTCP具有氢键位点,所以可以通过氢键增长成高维(2D或者3D)结构；(3)由于PTCP的巨大的空间位阻作用和多芳香羧酸的扩展作用,当选用PTCP和多芳香羧酸配体作为混合配体时,一般形成0D或者1D多核结构,并且自组装成3D的超分子结构。在大多数情况下,多芳香羧酸配体作为桥联配体与金属相连,而PTCP作为位阻配体,是构建氢键网络的关键之处。最终超分子结构是1D还是2D,决定于芳香羧酸的空间位阻和延展性。(a)当选用单羧酸作为芳香羧酸配体(例如水杨酸)和空间位阻大的配体PTCP混合可以构建OD结构,并通过氢键和芳香堆积作用形成3D超分子结构。(b)当选用空间位阻较大的多羧酸配体(例如间苯二甲酸,吡啶-2,5-二甲酸,均苯三甲酸等)与具有大空间位阻和多氢键位点的单配位点的配体PTCP可以构建1D链状的配位聚合物并通过氢键形成3D超分子结构。(c)当选用延展性很好的多羧酸配体(例如对苯二甲酸)和具有大空间位阻和多氢键位点的单配位点的配体PTCP可以构建2D平面的配位聚合物,并通过芳香作用或者氢键形成3D结构。