低核磁性金属簇到功能配合物的定向组装及性能研究

本项目旨在通过设计合成与筛选具有合适的几何构型、可取代的金属配位点及有一定结构指向性的单分子磁体或低核磁性簇，与不同构型或功能的分子桥定向构筑具有特定结构及性能的新型单链磁体或其它一维、二维甚至三维阵列的功能配合物。据此不仅可以获得分子间的强、弱相互作用对分子磁性的影响等相关信息；还可以在组装的过程中通过外在因素的调控以及手性、光电活性等分子桥的引入，使组装得到的目标产物兼具多重性能。另外，通过量化计算还可以对比探讨磁性簇在组装前后性质的变化，为更好的选择连接桥定向组装具有特定结构及性能的目标产物提供借鉴。对此领域的探索不仅有利于深化和拓展合成化学的理论基础及应用基础研究，还可为新型分子基无机-有机杂化材料的设计与合成提供新理论、新方法，同时还将会极大地推进复合型多功能分子基材料的研究与进展。

本研究项目按照计划进行，基本完成了计划中的所有内容。本项目设计并合成了一系列配体及其金属配合物，测定了约40个配合物的结构并进行了系统性质表征。（1）本项目合成了多个金属高核簇合物，如Ni4，Co4，Co9，Co20和Co32等，分别对这几个簇合物进行了结构表征及性质研究。（2）以低核金属簇为节点构筑了近20多个具有不同维度的金属有机功能配合物，分别系统的研究了它们的结构、热稳定性、磁性及光学性质等。（3）本项目还设计合成了一系列柔性多羧酸，以单金属离子为节点设计组装了一系列具有大孔道的金属有机框架，其中有的化合物孔隙率高达62%。有趣的是这些金属有机框架大多属于阴离子框架，可以选择性的吸附阳离子染料，对阴离子染料和中性染料几乎不吸附，这些性质主要是利用紫外可见光谱进行的表征。另外，设计合成的这一系列柔性多羧酸配体中都含有亚氨基，可能会对CO2气体具有高选择性高容量的吸附，这为有目的的设计构筑具有特定功能的配合物奠定了基础。在本篇报告中，我们只选取部分具有代表性的成果进行详细的阐述。.本研究项目共培养研究生6名，其中有3名为联合培养的 (1人已毕业，其他5人均在读)，发表SCI论文(标注基金项目) 7篇， 其中影响因子高于3.0的为4篇，参加国内北京大学主办的配位化学会议一次。本项目的重要研究成果大多数将在2014-2015年发表。