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配合物作为配位化学的主要研究对象,因具有新颖的结构、广泛的应用而赢得青睐。虽然配位化学研究进展迅速,但通过改变配体或金属离子来定向合成具有某种功能性的配合物仍然是个具有挑战性的难题。目前,构成配合物的金属离子一般选用过渡金属和稀土金属,而广泛用于合成配合物的配体则是含氮杂环或含羧基配体,所合成的配合物可用于离子/分子识别、吸附、催化、磁材料等。其中含两性离子的配体可以提供良好的带电环境,加强与客体分子的作用力,为配合物后续性质的测定提供条件。基于以上分析,本论文设计并合成了两种不同的两性离子双羧酸配体1-羧甲基吡啶-4-羧酸(CMPC)和1,3-双(4-羧苯基)-咪唑[H2(IMS1)CI],使其与过渡和稀土金属反应,成功合成出了 18种配合物,其中结构不同的有11种,并对它们的结构和性质进行了分析研究,以下是本论文的具体工作内容:1、利用含吡啶双羧酸的主配体1-羧甲基吡啶-4-羧酸(CMPC)和辅助配体(2,2-联吡啶、1,10-邻菲罗啉和4,4-联吡啶)分别与过渡金属盐Cd(NO3)2·4H2O反应,合成出三种结构不同的配合物[Cd(CMPC)2(H2O)4]n(1)、{[Cd(CMPC)2(1,10-phen)]·7.54H2O}n(2)和[Cd(CMPC)2(H2O)]·2H2O}n(3)。晶体结构解析发现,只有配合物2中的辅助配体1,10-邻菲罗啉参与了配位,但三种配合物的结构完全不同。配合物1呈现出一种三维氢键超分子结构;配合物2通过π-π堆积作用形成二维层状结构;配合物3则是具有{65·8)拓扑结构的三维框架化合物。值得注意的是,虽然2,2-联吡啶和4,4联吡啶没有参与配位,但结构的不同说明辅助配体对配合物的结构是有影响的。之后我们对配合物2进行了荧光性质的测定。2、我们设计并合成了第二种配体1,3-双(4-羧苯基)-咪唑[H2(IMSI)Cl],,使其与过渡金属(Cd、Cu、Zn、Pb、Hg)以及镧系稀土金属(Ln=La、Pr、Eu、Tb、Ho、Er、Yb)配位,成功合成出十五种配合物:{[Cd2(IMS1)]Cl·2H2O}n(4)、{[Cd(IMS1)2]·2.46H20}n(5)、{[Cu(IMS1)H2O]NO3.H2O}n(6)、{[Zn(IMS1)2]·10H2O}n(7)、{[Pb(IMS1)]·1.29H2O}n(8)、{[Hg(IMS1)N3]·0.5MeOH}n(9)、{[Tb(IMS)(SO4)]·2H2O·CH3CN}n(10)和{[Ln(IMS1)2]Cl·4H2O}n(11-18)(Ln=La、Pr、Eu、Tb、Ho、Er、Yb)。晶体软件解析发现,配合物4通过两层α-Po型立方结构互穿呈现三维二重互穿结构;配合物5则是通过六条单层链状结构两两互穿呈现出三维六重互穿结构;配合物6通过形成的双核金属簇连接形成单层网状结构,经过多层互穿最终呈现出三维二重互穿结构;配合物7同样是通过几层向四周无限延伸的链状结构堆积呈现出三维二重互穿结构;配合物8在ac面上形成了螺旋管状结构,四条管状结构两两互穿形成三维四重互穿结构;配合物9通过分子内和分子间氢键连接,形成三维二重互穿结构;配合物10通过分子间氢键作用,形成三维网状结构;配合物11-18的结构相同,均以La2(C02)8金属簇作为四联节点,呈现出三层互穿三维网络结构。之后分别对配合物4-11进行了红外及热稳定性质的测定,同时,配合物{[Eu(IMSl)2]Cl·4H2O}n(11)具有很好的发光性能,我们对其进行了离子识别性质的研究,最终得出配合物11对Fe3+有良好识别作用的结论。