多元醇胺稳定金属簇配合物晶体工程设计与氢键功能化研究

Study on the synthesis of metal-cluster coordination polymers has been of a hot topic for the national and international field of inorganic synthesis chemistry. To seek structural diversity for novel metal-cluster complexes and structure-related properties are still the main motivation of its development. On the basis of the foregone work, we further adopt different polyalcohol amines, carboxylic acids and metal ions to construct the metal clusters with different metal numbers. The aim of this project is to explore an in-depth research that: 1) how to direct the synthesis of novel metal cluster; 2) what is the rule on the upbuilding of spacial topology from stable metal cluster; 3) how to endow the as-synthesized metal cluster with H-bonding from the external ethonal arms, and what is the relationship between H-bonding interaction and small molecule recognition; 4) how to profoundly understand the novel supramolecular network from crystal engineering viewpoint, and to pursue the potential application of metal cluster complexes.

金属簇配合物的合成研究是国内外无机合成化学研究的热点之一。设计和合成新的金属簇配合物，寻求其结构的多样性和基于结构相关的功能化性能依然是其发展的主要方向和动力。本申请旨在前期的基础上，仍然采用选择不同的多元醇胺、羧酸、金属，着力于不同核数金属簇配合物结构模型的合成；寻找合成具有新颖结构类型金属簇的定向合成规律；揭示稳定金属簇对空间拓扑网络的构建规律，深入研究金属簇外围多元醇手臂对氢键贡献机制及其氢键与小分子识别性能之间的关系；从晶体工程学角度努力探寻超分子网络拓扑结构新颖的、具有潜在应用前景的金属簇配合物。

金属簇配合物的合成研究是国内外无机合成化学研究的热点之一。设计和合成新的金属簇配合物，寻求其结构的多样性和基于结构相关的功能化性能依然是其发展的主要方向和动力。该项目在延续国家青年基金的研究基础上主要开展了多元醇胺稳定金属簇合成MOFs的晶体工程和氢键性能研究。在研究中，通过醇溶剂热的合成手段获得了一系列MOFs配合物，并利用x-ray射线衍射分析进行了单晶结构表征，研究表明这些化合物的金属簇作为次级结构单元，从有限核数到无限核数不等，从一维无限核簇甚至可扩展到二维无限核簇，空间上从一维到三维皆有，结构丰富多变。并且研究人员还从某个具体的影响因素论证影响他们结构多变的因素，获得了比较满意的结论。比如从多元醇胺的醇手臂的个数影响其簇的拓展程度；从配体长度及形状影响拓扑穿插程度。最后研究人员还对部分化合物进行了理化表征，研究了相关的磁性行为、荧光光谱，特别是针对手性化合物，还研究了其圆二色谱以及手性客体分子拆分。拆分数据表明，其拆分效果高达99.98%，手性通道内的亚氨基指向有助于强的氢键作用。这些数据都对开发多功能配合物有较好的指导意义。相关结果部分已发表在一些国际晶体学专业杂志上，并申请了一项专利。