菲咯啉取代氮氧自由基及其配合物的设计与性能研究

以功能性氮氧自由基－金属杂自旋配合物为基础，以设计和合成分子基磁、光、电等性能的材料为主要目标，设计和合成未见文献报道的新型菲咯啉取代的氮氧自由基，然后以具有自旋载体功能的菲咯啉氮氧自由基为配体，与过渡金属离子和稀土金属离子进行自组装，合成具有磁、光、电功能的多核、一维或多维配合物。对新合成的各种配合物进行晶体结构解析，并进行磁、光、电等性质的测试分析，评估出表征体系磁相互作用大小和铁磁特征的磁参数以及光、电特征参数，并从理论上进行分析和必要的解释，总结其磁构关系，筛选适合作为分子基功能材料的体系。这些研究对配位化学的学科发展、分子基功能材料的丰富以及高新技术的开发均具有重大意义，并具有潜在的应用前景。

本项目在菲咯啉环上引入具有顺磁性的氮氧自由基基团，合成了一系列新型菲咯啉取代的氮氧自由基配体及其配合物；利用柔性二元羧酸连接自由基-金属单元，构筑多维配位聚合物，研究了柔性羧酸配体在自由基-金属晶体构筑中的作用；以柔性双吡啶胺配体与第一过渡金属离子和银离子自组装，得到一系列螺旋状配位聚合物，研究柔性配体在晶体结构中的作用，为合成柔性自由基配体提供设计思路和方法。本项目共设计和合成了数十个新型配合物，并进行了结构表征，研究了结构与磁性的相互关系，总结了自由基配合物中自旋载体间或分子单元间的磁相互作用规律。本项目设计和合成配体及配合物的新方法和新技术，对获得具有实际应用价值的分子基功能材料具有重要的参考价值。本项目研究成果已经发表被SCI收录的论文17篇，培养六名硕士研究生。