基于羟肟酸配体的新型金属冠醚的设计合成、结构与性质研究

Metallacrowns have wide applications in catalysis, liquid-crystal material, selective separation and recognition of anions, magnetic material, bioactivities. They can be also utilized as building blocks to construct 1D, 2D and 3D coordination polymers. We intend to design and synthesize a series of metallacrowns of Mo,W, Ru,Rh,Ir, Ge Sb, Bi, transition metals and lanthanides with hydroxamic acid ligands which extend the number of metallacrown ring metals in elemental periodic table and study their structures, gas absorptions and magnetic properties to find out their synthetical rules, properties and relationships between structures and Single-Molecule Magnet, gas adsorpion and separation properties. This project can not only provide thoughts for rationally devising metallacrowns but also provide bases and information for practical applications of this domains.

金属冠醚在催化剂、液晶材料、阴离子识别试剂、磁性材料、生物活性等方面具有广泛的潜在应用价值, 而且还可作为"第二构筑单元"构筑一系列一维、二维和三维金属冠醚配位聚合物。本项目以羟肟酸为配体，分别与Mo, W, Ru, Rh, Ir和主族金属Ge、Sb、Bi等及其它过渡金属和稀土的盐在不同溶剂中反应，设计合成系列新型金属冠醚，进一步扩大金属冠醚的环金属在元素周期表中的数量，分别对它们的结构与磁性、气体吸附和分离等性质进行深入研究，得出其合成规律、结构特点、性质及结构-单分子磁体、气体吸附和分离等性质关系。既为该类配合物的合理设计提供思路，也为该领域的实际应用提供依据及信息。

金属冠醚在催化剂、液晶材料、阴离子识别试剂、磁性材料、生物活性等方面具有广泛的潜在应用价值, 而且还可作为“第二构筑单元”构筑一系列一维、二维和三维金属冠醚配位聚合物。本项目以羟肟酸为配体，分别与Mo, W, Ru, Rh, Ir和主族金属Ge、Sb、Bi等及其它过渡金属和稀土的盐在不同溶剂中反应，设计合成系列新型金属冠醚，进一步扩大金属冠醚的环金属在元素周期表中的数量，分别对它们的结构与磁性、气体吸附和分离等性质进行深入研究，得出其合成规律、结构特点、性质及结构-单分子磁体、气体吸附和分离等性质关系。既为该类配合物的合理设计提供思路，也为该领域的实际应用提供依据及信息。.本项目实施以来的主要工作：.合成羟肟酸、肟类等配体40个。各类配体分别与Mn, Fe，Co，Cu, Ni，Mo, W, Ru,稀土及主族金属Sn, Bi等金属盐进行反应，得到具有单晶结构表征的新配合物109个，其中金属冠醚63个(M-N-O型金属冠醚50个、M-N-N型氮杂金属冠醚13个)。在已发表的论文中，首次提出唑类配体配合物氮杂金属冠醚的概念。.M-N-O型金属冠醚的类型为9-MC-3、双顶9-MC-3、9-MC-3二聚体、9-MC-3三聚体，12-MC-4、12-MC-4二聚体；空腔内含有稀土离子的15-MC-5和18-MC-6，其中包括1个为有机锡12-MC-4金属冠醚、1个六个面均为M-N-O型12-MC-4的金属冠醚和1个含Mo的M-N-O型18-MC-6，而且羟肟酸配体形成的M-N-O型18-MC-6为金属冠醚的新类型。M-N-N型氮杂金属冠醚的结构类型为9-MC-3、9-MC-3二聚体；10-MC-4；12-MC-4和22-MC-8。研究了部分配合物的磁性、吸附、电化学性质、荧光、与DNA的相互作用和抗肿瘤活性。磁性研究表明：11个金属冠醚为单分子磁体。.在Chem. Eur. J., Inorg. Chem., Sci. Rep., Dalton Trans., CrystEngComm., Inorg. Chem. Commun. 等期刊发表论文19篇，Inorg. Chem.Commun., Polyhedron等杂志投稿3篇，在写作论文5篇；在全国性相关会议上发表论文32篇，27人次参加会议。申报发明专利5项，其中授权2项。培养青年教师4人、研究生16人。