氨基酸席夫碱构筑的微孔金属有机骨架化合物对客体分子的荧光响应

Extensive and continued interest exists in the design and construction of transition metal complexes with amino-acid-based Schiff bases, due to the wide range of potential applications in magnetism, nonlinear optics, luminescent probes and bioinorganic model compounds. Despite the wealth of studies in these systems, reports on the microporous MOFs of amino-acid based Schiff bases are far less in number. In this projects， we intends to use amino-acid- based Schiff bases with fluorescence as organic linkers to consturct microporous MOFs with metal ions. Modifying the linkers, the material has luminescence and porosity simultaneously. Introducing the guest moleculaes into the cavities of them will cause the fluorescent properties to change. These compounds have important potential applications in bio-molecular aspects of fluorescent probes. This project, in order to reveal the synthesis law and special fluorescence properties, discover the causes of guest molecules effecting on fluorescence properties, the impact of the experimental conditions and amino-acid Schiff bases/guest molecules will be studied.

氨基酸Schiff 碱类金属聚合物在磁学、非线性光学材料、荧光探针、生物活性等诸多领域有着潜在的应用价值，因此越来越引起广大化学工作者的极大关注。尽管对此类化合物领域的研究卓有成就，但其相应微孔金属聚合物的组装及性质研究方面一直没有实质进展。本项目拟利用有着良好荧光性能的氨基酸席夫碱为有机连接体与金属离子配位，构筑微孔金属有机骨架化合物。通过对氨基酸席夫碱进行修饰，使得目标产物具有微孔及荧光性质。当把客体分子引入微孔骨架后，其荧光性质，例如强度、波长等会发生改变。该类化合物在生物分子荧光探针方面有着重要的潜在应用价值。通过研究这类金属骨架聚合物的实验条件、氨基酸席夫碱及客体分子种类对产物结构及荧光性质的影响，揭示该类化合物的合成规律及特殊荧光性质，探讨客体分子对其荧光性质影响的内在原因，从而深入认识其构效关系的本质。

本项目以晶体学工程的基本原理为指导，选取单一氨基酸席夫碱（或还原态衍生物）配体单独参与组装、添加辅助配体混合组装，采用常温挥发、水热或溶剂热、回流、扩散、重结晶等的不同合成方法与过渡金属离子共同构筑了48个未见报道的配位聚合物。通过对试验结果的统计及其相关的数据的理论计算，主要探讨结构的不同和光学性质的关系。.通过对这些配位聚合物单晶结构的分析及性质的研究，我们对氨基酸席夫碱配体及相应配合物的合成和设计有了更深入的了解。项目主要开展了四部分研究工作：1、选用单一还原态氨基酸席夫碱配体衍生物与不同的过渡金属离子在水热条件下组装，得到了9个氨基酸席夫碱配合物，其中8个为三维配合物，并且包含了三对三维手性对应异构体，同时进行小分子探测研究；2、使用旋光纯的手性氨基酸合成出7个氨基酸席夫碱配体，通过水热等合成手段最终得到了15个配合物，对它们选择性地做了圆二色谱、热重、荧光、磁性及抑菌性等性质测试；3、选取类氨基酸席夫碱配体bpb及其异构体和具有不同取代基的间苯二甲酸与Zn2+及Cd2+共同构筑了系列金属有机骨架，获得了8个配合物，包括二维层、一维链、二维互锁及三维骨架构型，并研究了引入不同取代基的辅助配体对晶体结构及荧光性质的显著影响。选取bpdb和间苯二甲酸及其衍生物合成了一系列从零维到三维结构新颖的共8个配位聚合物，并进行了固体荧光及磁学性质研究；4、合成条件的选择及讨论，包括：温度和水溶液诱导单晶-单晶及溶解-重结晶结构转变、配体及溶剂效应调控晶体结构的合成及性质变化，得到了7个配合物，并开展了离子识别等工作。