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近年来,配位超分子因其结构丰富多样并可进行调控和修饰,受到广泛关注。正是基于结构的可调控和修饰性,配位超分子在吸附/存储和分离,离子交换/识别,异相催化、光学材料等方面展示出了广阔的应用前景,受到化学家的重视。目前相关的研究正在蓬勃发展。配位超分子主要由金属离子/簇和配体构成。二者的选择对配位超分子最终的结构和性能起着至关重要的作用。当前制备配位超分子的有机配体主要有含氮杂环和羧酸两类。羧酸类有机配体因其自身带有负电荷可作为抗衡离子,羧酸根的配位能力较强和配位方式多样等优点,在配位超分子的构筑中被广泛使用。羧基咪唑盐配体和羧基吡啶盐配体,本质上是咪唑或吡啶类配体的功能化产物,是两性离子配体。基于这两类两性配体制备的配位超分子,因其有机骨架永久带电,从而具有良好的主客体相互作用,在分子/离子识别、质子传导等方面有潜在的应用。另一方面,带电的有机配体又可视为有机Lewis酸,这又使得配位超分子在有机催化方面具有潜在应用。本文设计、合成了两个半刚性双羧基咪唑盐配体1,3-双(4-羧基苄基)-2-甲基咪唑盐(BBMI)和1,3-双(4-羧基苄基)-2-乙基咪唑盐(BBEI)与一个半刚性双羧基吡啶盐配体3-羧基-1-(4-羧基苄基)吡啶盐(CCBP),使用三种配体与Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和 Pb(Ⅱ)金属盐反应成功制备了 10 种配合物,探讨了反应条件对配合物结构的影响,并对配合物的结构和性能进行了研究。下面是本论文的具体内容:1、使用1,3-双(4-羧基苄基)-2-甲基咪唑盐(BBMI)配体和辅助配体丙二酸分别与d10电子构型的Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)过渡金属盐反应,通过溶剂热法合成了配合物[Zn(BBMI)2]·11H2O(1)和[Cd(BBMI)2]·6H2O(2);使用 BBMI 配体与Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)金属盐反应制备了 3种配合物:[Cd(BBMI)2]·10.61H2O(3)、[Cu2(BBMI)(CH3CN)(OH)2]·(ClO4)·0.31H2O(4)和[Pb2(BBMI)4]·15H2O(5)。晶体结构分析表明配合物1和2中没有存在丙二酸,丙二酸可能起到精确调节pH的作用。配合物1和2中Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)离子是采取四面体构型的四连节点,而BBMI是采取顺反构型的二连配体,二者通过配位作用形成了金刚石(dia)网络。为了避免大空隙的存在,最终1和2形成了六重互穿的金刚石(dia)网络。与2相比,配合物3呈现一维锁链状结构。该锁链采取平行排列堆积形成三维结构。4是由[Cu2(OH)2]2+无机层与采取顺顺构型的桥联BBMI配体构成的三明治形二维无机有机杂化层状结构,其中高氯酸根位于层和层之间。与配合物1-4的聚合结构不同,配合物5是一个M2L4型的金属环超分子。此外,配合物1有较强的荧光,其对Fe3+、Al3+和丙酮小分子有识别作用。使用1,3-双(4-羧基苄基)-2-乙基咪唑盐(BBEI)配体与过渡金属盐(Zn、Cd、Mn)在DMF与H2O混合溶剂条件下,挥发得到了 3种配合物[Zn(BBEI)2]·DMF·7H2O(6)、[Cd(BBEI)2]·DMF-7H2O(7)和[Mn(BBEI)(COOH)1.5(H2O)]·C1·2.5H2O(8)。结构分析揭示配合物 6 和 7 具有相同的空间群Pbca和金刚石网络结构,与1和2的结构相同。上述结果表明咪唑环上取代基对配合物的结构没有影响。配合物8与配合物3一样,也是一维链状结构,但是不同的是,8是环与链形链,其中连接M2L2型金属环的是原位生成的甲酸根。上述一维链最终通过…ABAB…平行排列的方式形成三维结构。2、使用配体3-羧基-1-(4-羧基苄基)吡啶盐(CCBP)分别与Co(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)金属盐反应,分别采用水热和扩散法合成了两个配位超分子[Co(CCBP)2(H20)4]·2H2O(9)和[Cd(CCBP)2(H2O)]·3H2O(10),并测定了它们的晶体结构。晶体结构分析表明,9是一个单核配合物。其先通过三种典型的分子间O·H…O氢键形成由一维孔道并排组成的二维层结构,然后通过π-π作用力以互插的的方式形成了由一维孔道组成的配位超分子。配合物10呈一维之字形链结构。该一维链先通过悬挂的CCBP之间存在的π-π作用力形成一维梯形链,然后进一步通过π-π作用力形成二维波浪状的层结构。最终二维层以互穿方式形成了2D→3D的框架结构。从一维链的角度来看,配合物10的密堆积模式可描述为一维链的枕木式排列。此外还研究了配合物10在室温下的荧光性质。实验结果表明在近紫外处配合物有强的荧光发射,通过对比配体的荧光,该荧光可归属为MLCT机理。该结果为MLCT机理的荧光材料的构建提供了一种思路。