吡啶二端基酰胺类配体与格子状配合物分步组装微孔配位聚合物及分离性能研究

The design and synthesise a few linear flexible ligands with two pyridyl arms serve as the ‘connectors’, using benzenedicarboxylate/imidazole mixing ligands’ complexes as metalloligands, step-by-step assemble certain aperture coordination polymers and study their properties with the flexible pyridyl ligands, benzenedicarboxylates and the imidazole ligands. Through this studying, gaining the information of “how the three ligands step-by-step assemble coordination polymers, and the relationships between the coordination polymers with each ligand”. Besides the effect of shape exclusion, the designated coordination polymers with certain aperture would interact with oxygenic guests by amide•••guest hydrogen bonding or be involved in π•••π stacking interaction with the aromatic guests, and which selectively adsorbs oxygenic guests or alkene guests by hydrogen-bond /or π•••π stacking interaction, so the tunable coordination polymers could separate different guests as molecular sieves.

本项目拟采取分步组装技术，通过适当延长线型吡啶二端基配体中间隔基团的长度，获得一些柔性的吡啶二端基配体桥联刚性咪唑二端基配体与苯二甲酸混合配体形成二维特定尺寸窗口的格子状配合物，组装特定孔径的配位聚合物，考察柔性的吡啶二端基配体、苯二甲酸根的伸展方向和咪唑二端基配体的长度，对形成多孔配位聚合物结构与分离性能的调控作用。通过本项目的研究，探知三组分不同配体在分步组装配位聚合物中的作用，为认识配位聚合物分步组装规律提供直接的实验证据；选择合适的三组分配体构筑特定孔径的配位聚合物，除了具有体积效应分离客体分子外，通过酰胺氢键给体，选择性吸附含氧原子的客体分子(如SO2, NO2, NO, CO2)，利用芳环堆积作用，选择性吸附烯烃，分离体积大小相近客体分子(如乙腈与乙醇、烷烃与烯烃)，得到孔径可调的分子筛型动态配位聚合物。

本申请主要利用分步组装技术，通过适当延长线型吡啶二端基配体中间隔基团的长度，合成了一些柔性的吡啶二端基配体,并获得了系列微孔配位聚合物。.探讨了柔性的吡啶二端基配体的伸展方向对形成多孔配位聚合物结构与选择性吸附，分离和荧光传感性能的调控作用。具体研究内容和研究目标包括：.(1) 吡啶二端基3-pmpmd配体与不同第二配体和过渡金属Mn2+、Co2+、Cd2+合成微孔配位聚合物，探知3-pmpmd配体的构象和中心金属离子在分步组装微孔配位聚合物中的作用。Mn2+可催化3-pmpmd配体的不对称水解反应，Co2+可催化3-pmpmd配体的对称水解反应，为认识配位聚合物分步组装规律提供直接的实验证据。3-pmpmd配体和过渡金属钴配合物分步吸附乙醇蒸汽；3-pmpmd配体和过渡金属镉配合物通过荧光猝灭传感I-离子。.(2) 吡啶二端基4-pmntd配体与不同第二配体和过渡金属Mn2+、Co2+合成微孔配位聚合物，探知4-pmntd配体的构象和不同第二配体在分步组装微孔配位聚合物中的作用。第二配体的形状、体积大小、伸展方向，影响合成微孔配位聚合物的结构、空洞率、穿插程度和热稳定性。4-pmntd配体和过渡金属钴配合物选择性吸附氮气而不吸附氧气，可作为分离氮气与氧气的潜在吸附剂；4-pmntd配体通过强的芳环堆积作用，构筑动态的微孔超分子框架，除了具有体积效应分离水分子外，通过氢键作用，选择性吸附、分离和荧光传感水分子。. 含过渡金属不饱和配位点的微孔配位聚合物可作为分离、化学传感和催化的多功能材料。