新型π-自由基及其金属配合物的合成、结构和功能研究

通过合适的有机反应对新型π-自由基进行官能团修饰以合成系列中性自由基衍生物，系统的研究这些自由基的光物理和电化学性质。通过不同的基团调节自由基分子的SOMO能级、自旋密度分布或固态堆积结构，进而获得具有独特光电磁性能的自由基分子材料，并讨论结构-性能关系。在此基础上，设计合成基于阳离子自由基盐的电-磁双功能体系及含硼自由基单组分分子导体，并研究它们的导电性(或超导电性)或磁性能。利用两性离子(中性)自由基及其衍生物为配体与金属组装形成配合物，设计合成低维自由基-金属配合物并研究它们的磁性能。通过水(溶剂)热反应合成系列负离子自由基配位聚合物，合成出具有较高居里温度的分子铁磁体或多功能分子材料。利用自由基作为催化剂拓展其在有机催化方面的应用。本课题在设计合成新颖的功能有机π-自由基体系及相应的功能配合物方面具有较高的研究价值，对于发展新型分子导体/磁体及基于自由基的有机催化也很有意义。

有机自由基功能材料是目前感兴趣的研究课题。通过官能团修饰，设计合成了一系列2,3'-联咪唑[1,2-a]吡啶-2'-酮π-自由基衍生物及3-芳亚甲基-咪唑[1,2-a]吡啶-2-酮类有机化合物；通过负离子交换反应，制备了系列阳离子自由基盐及二氟化硼络合物有机微晶；通过水(溶剂)热反应制备了π-自由基或其衍生物为配体的配位聚合物。通过改变有机分子结构，调节固态堆积状态或超分子相互作用(如负离子-π相互作用等)，开发了系列具有多种发射颜色(包括单组分白光发射)和有特色的纯有机磷光分子材料、近红外吸收材料及刺激响应的环糊精包合物磷光材料。通过负离子等诱导的二氟化硼络合物微晶的形貌变化实现了对有机微晶材料光物理性能的调控。通过改变配位聚合物的金属离子获得了具有不同网络结构和磁性能的配位聚合物材料。作为新型有机自由基，这些π-自由基或其盐不仅具有有趣的光物理性能或有机催化性能，还成为具有独特磁性能(反铁磁性、铁磁到反铁磁性相变、较高温度的铁磁态或刺激响应的磁性开关等)的有机自由基磁性分子材料，或具有刺激响应性能及开关行为的有机功能材料。上述有意义或有应用价值的成果，以及某些创新性的研究成果，使得本项目的研究具有较高的科学价值并开发了有应用前景的有机自由基功能材料。