基于无机链/层和手性有机柱的有机-无机杂化聚合物铁电材料的设计、合成和表征

铁电材料由于具有介电性、压电性、热释电性、铁电性以及电光、声光、光折变和非线性光学效应等重要特性，近年来成为高科技研究的前沿和热点领域之一。有机-无机杂化铁电材料兼具无机铁电材料的高强度、高熔点、高热稳定性、高机械稳定性和有机铁电材料的柔软、可修饰、低密度、较大介电常数的双重特性引起了人们极大的兴趣。本研究拟用带有氢键给体/受体的单手性有机配体桥连由金属阳离子和无机阴离子组装而成的无机链/层来构筑有机-无机杂化聚合物铁电材料。选择不同的无机阴离子和金属阳离子组装不同系列的无机链/层，用以R/S-甲基哌嗪和（R,R）/(S,S)-1,2-环己二胺为母体的羧酸或吡啶配体把这些链/层连成有机-无机杂化聚合物铁电材料，并测定材料的结构和铁电性质，探索结构与铁电性质之间的关系，寻找出具有潜在应用价值的有机-无机杂化聚合物铁电材料。

本课题合成了4个系列共28个以(1R,2R)/ (1S,2S)-环己二胺为母体的手性配体，并以其在不同的反应条件下（反应温度，离子半径离子、平衡阴离子、位置异构等）与具有d10电子结构的Ag(I)/Cu(I)/Cd(II)/Hg(II)的盐进行自组装得到系列具有多重（二重或三重）手性元素的配位聚合物，并对这些化合物进行红外、单晶X射线衍射、热重、粉末衍射、元素分析、CD谱和荧光光谱等结构与性质表征。研究结果表明，离子半径和反应温度对配体的构型、配体与金属离子的配位能力具有重大的影响。尽管这些配位聚合物没有像预料中那样具有铁电性质，但它们具有很好的发光与非线性光学性质，在这两个方面具有潜在的应用前景。重要的是，我们第一次提出多手性元素的概念，预测其在不对称催化方面可以作为多功能催化、选择性催化或协同催化的活性位点，并试图找到适当的体系实现这一设想。当我们用合成的具有多手性元素的手性螺旋链作为自负载催化剂来催化不对称亨利反应时，其具有较好的效果，同时和MOFs相比，具有底物适用性广的优势。当然，文献中很少关于具有多重手性元素配位聚合物的报道，且没有利用多手性元素螺旋链的协同催化作用进行不对称催化反应方面的研究报道。. 通过三年的研究工作，已经发表12篇SCI论文，其中3篇影响因子为3.879。论文数量和质量方面达到了预期研究结果。同时，还有数十篇论文在整理和撰写过程中，近两年会陆续发表，其中具有多手性元素螺旋链在不对称催化方面的研究，会深入下去，争取有2-3篇高影响因子的论文发表。