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超分子化学拓展了化学领域的研究范围,它是化学与生命科学、材料科学等学科相互联系的纽带。超分子识别和自组装是超分子化学研究的两个重要的方面,而超分子作用(包括氢键、π-π堆积作用、C-H…π作用、静电作用、疏水作用和范德华力等)是分子识别和组装的核心。研究化合物分子间的超分子作用,对理解其结构和性质具有重要的意义。此外,茂钛/锆化合物在催化烯烃聚合、氢化异构化、有机合成、抗癌活性及潜在的超强酸催化性能等方面均表现出了重要的应用前景;芳香酸衍生物又在生命活动中扮演着重要角色,因此,研究其与茂钛/锆的反应、化学组成及超分子结构将为芳香酸茂钛/锆配合物的生理活性及催化等性能的研究提供必要的数据及理论基础。基于以上思想,本研究在含水体系中简便合成了16种芳香酸茂钛/锆配合物,其中9种未见报道,用单晶X-射线测定了14个芳香酸茂钛/锆配合物的单晶,并对其结构及超分子作用进行了细致的研究,分述如下: 1.以β-环糊精聚合物(β-CDP)为催化剂合成了4种取代水杨酸二茂钛配合物:它们分别是:硫代水杨酸二茂钛(1)、3,5-二氯水杨酸二茂钛(2)、3,5-二硝基水杨酸二茂钛(3)和3,5-二溴水杨酸二茂钛(4)。利用元素分析、IR及~1H NMR等手段对配合物进行了结构表征,并通过单晶X-射线衍射仪测得了这四种二茂钛配合物的晶体结构。结果表明:四种配合物均为单核四配位二茂钛配合物,相邻基本单元通过分子间弱作用力,特别是氢键和芳香氢键构筑成空间三维框架结构,配体上取代基的变化不仅影响了配合物的分子结构,也影响了其空间堆积。配合物1的晶胞堆积图是一个具有一维平行四边形空间隧道的三维多孔结构,容纳其中的溶剂苯分子通过芳香氢键固定在该通道中;而配合物2、3和4是依靠氢键、芳香氢键和F-型π-π堆积作用组装成的三维阶梯式层状结构,在配合物2和4的超分子结构里,还存在特征的X…X范德华作用力。同时,通过对硫代水杨酸二茂钛晶体结构(1和1′)的研究,我们探讨了溶剂对超分子结构的影响。 2.以乙酰丙酮为过渡性配体,以5-硝基水杨酸为配体,二氯二茂钛为前驱体,通过对反应的时间、溶液的pH值、底物的配比等因素的调控,得到了两种不同的配合物,即配体以双齿形式与钛配位的配合物5和以单齿形式与钛配位的配合物6。用元素分析、IR及~1H NMR等手段对配合物进行了结构表征,通过单晶X-射线衍射仪测定了其晶体结构。对比结果表明:5和6均为单核四配位配合物,钛均处于假四面体的配位环境中,但其配位原子不同。在两种配合物中均存在分子间弱作用力氢键、芳香氢键和π-π堆积,配合物基本单元通过这些弱作用力构筑成不同的