功能性的半夹心结构铱、铑、钌金属有机框架化合物的设计、合成及其性能研究

Organometallic compounds has become a hot spot of modern chemical research with wide application in the field of molecular recognition, selective catalysis, host-guest chemistry etc..This subject to half-sandwich iridium/rhodium/ruthenium functiaonalized as platform, design and synthesis of a variety of dipyrrole ligand as bridges including crown ether and hydroxyl groups ligands, construct organometallic cycles and cages with different size and function on the principle of coordination chemistry and supramolecular chemistry.Research on their cavitation and related adsorption properties; exploring the properties of the compounds as the drug carrier, molecules of different sizes selected as templates for the performance of the compounds reversible adsorption and release of small molecules; realize the control of channel structure and self-assembly more fine via modification and post-modification, to reveals the main influence of their host-guest properties in microenvironment, and obtain the properties of host-guest enhanced organometallic compounds. Study of the organometallic compounds preparation method, relationship between the components structure, crystal structure and host-guest chemistry properties, and lay the foundation for further guid to synthesize the organometallic compounds of good application prospect.

有机金属框架化合物由于在分子识别、选择性催化、主客体化学等领域有着广阔的应用而成为了现代化学研究的前沿。本项目以功能性的半夹心结构的铱、铑、钌为研究中心，设计合成具有冠醚、羟基等官能团的多配位齿数和功能性的双吡咯配体，基于配位化学与超分子原理，构筑具有不同结构和功能的金属有机框架大环和笼状化合物。研究它们的空穴性质及相关的吸附等物理性质；选定不同的分子为模板考察此类化合物空穴的可逆性吸附与释放小分子的性能，深入探索它们作为药物运输载体的主客体性能；通过修饰与后修饰实现对化合物孔道以及自组装的孔道结构材料更精细的调控，揭示微环境对此类化合物主客体化学性能的主要影响，进而获得主客体性能增强型的金属有机框架化合物。研究总结此类金属有机框架化合物的制备方法、各组分结构、晶体结构和主客体性能之间的关系，为进一步指导合成新型具有良好应用前景的晶态金属有机框架化合物奠定基础。

金属有机框架化合物由于在催化、超分子化学、主客体化学方面的优异性能，成为了当今化学界研究的热点之一。由于原来设计的课题主要内容已被韩国的Ki-Whan Chi教授报道在Chem. Commun.,所以我们课题组着重于基于金属有机框架化合物的水氧化催化剂的研究上。利用偶氮基团的出色的给电子性能以及半夹心铱、铑、钌在催化水氧化的潜在的性能，设计、合成出了一系列的单核水氧化催化剂；并进行了系统的电化学性能、紫外-可见光谱以及催化水氧化并释放出氧气等性能的研究，得到了优秀的催化性能的水氧化催化剂。另外，基于2-羟基萘酚-3-吡啶与半夹心的铱、铑和钌构筑了四核大环金属有机化合物，并研究了其在催化水氧化方面的性能；同时，利用8-羟基喹啉-吡啶配体构筑了多核的大环化合物并研究了其在电化学、光学等方面的性能。