手性稀土金属-有机框架材料的设计合成及其性能研究

手性金属-有机框架材料由于结构可裁剪和易于功能化等特点为设计与合成分子基多功能材料提供了一个可行的途径。哌啶-2（或3）-羧酸是一类稳定的手性源配体，其六元环上的仲胺具有良好的可修饰性。在本项目中，我们欲通过设计合成系列手性哌啶羧酸多齿配体与具有独特光、电、磁性能的稀土离子构筑手性或非中心对称结构的金属-有机框架多铁材料。通过改变修饰哌啶羧酸中仲胺的取代基，合成长度、配位点及位阻不同的手性多齿配体来调控配合物的结构。通过对化合物结构与多铁性能进行详细的分析与比较，研究各种结构参数对性能的影响，探讨材料的构性关系规律及材料多铁性能产生的机理，为实现分子基材料多铁性能的调控提供借鉴。通过客体分子得失对主体骨架性能的影响，研究客体分子引起的各种弱相互作用对配合物的偶极矩及稀土离子的配体场的影响，以及最终对材料性能的影响。

稀土配合物由于潜在的光、电、磁等性能一直是配位化学领域的研究热点。在配合物中引入手性，将使配位物材料结晶于手性或极性空间群，从而具有二阶非线性光学、铁电等性能，是设计与合成多功能材料的一种有效途径。本课题以手性哌啶羧酸及手性氨基醇为原料设计、合成了系列手性配体，并进行了相关表征。通过改变与稀土离子配位的配体，实现了稀土离子周围配位场的调控，从而对稀土单分子磁体的性质进行了调控。进一步的磁稀释测试表明，在离子间没有强磁相互作用的条件下，稀土离子配位场的微小变化也会对稀土单分子磁体的磁性产生非常明显的影响。在抗磁过渡金属离子的环绕下，稀土离子以六配位的三棱柱构型也能够表现出单分子磁体的慢磁弛豫行为，这一结果为进一步研究影响单分子磁体构性之间的关系具有重要的意义。