新型金属-有机配位笼、纳米管的定向组装及性能设计

本项目从分析影响功能金属－有机配位化合物结构因素入手，以结构和性能的调控为目的，选择或设计具有一定功能的有机配体，与金属基元定向组装以功能为导向的新型（手性）金属-有机配位笼、非穿插或具有特殊磁性能的金属-有机纳米管，进一步研究笼状或管状配位化合物的物理吸附性能、磁学及催化性能，揭示各组装基元对其结构和性能的影响，总结归纳功能配合物的结构与性能之间的关系，达到结构与性能的调控，以期为功能导向晶态材料的应用积累坚实的基础。预期发表20篇以上SCI收入的文章，影响因子3.0以上的8篇以上，争取数篇发表在高质量的J. Am. Chem. Soc.和Angew. Chem. Int. Ed.等杂志上。此类具有纳米级孔径的金属－有机配位笼、非穿插金属-有机纳米管具有很大的应用潜能，本项目的开展，可以提高我国在设计合成以功能为导向的金属-有机配位化合物方面的竞争力，具有重要的科学意义。

该项目主要集中在对金属-有机配位笼及纳米管的组装及性能研究上。以功能为导向，有目的的设计组装一些具有一定结构和性能的笼状或管状化合物。在执行此项目的过程中，我们利用双阴离子模板法，合成了一系列金属-有机配位笼，系统研究了不同离子的模板能力的大小及所形成的笼状化合物随模板的不同而导致的荧光性能的变化。进一步研究了该笼状化合物的离子交换性能。通过改变合成策略，利用双相溶剂热反应，成功将环糊精配体用在金属-有机纳米管的合成上。利用环糊精与铅离子组装，构筑了基于β-和γ-环糊精的分别含有14元铅环和16元铅环的手性金属-有机纳米管。研究了管内包合物的不同对金属-有机纳米管三维堆积的影响，重点研究了纳米管对分子碘的吸附性能及所导致的荧光性能的变化。进一步揭示了化合物的结构与功能的关系。在完成该项目的过程中，还具体研究了一些存在于超分子体系中的笼状或管状单元，分析了这些笼状或管状单元在形成超分子化合物中所起的作用以及对化合物性能的影响。.我们的研究紧扣以功能为导向的金属-有机配合物的设计、组装上，揭示了结构与性能的关系。以性能为目标，通过定向组装来构筑目标化合物。基本实现了该重大研究计划的总体目标。迄今为止，在该培育项目的资助下，总共发表SCI论文23篇，影响因子大于4.0的16篇，包括一篇Angew. Chem. Int. Ed. 和Chem. Sci.。在该项目的执行过程中，培养硕士研究生4人、博士研究生4人。邀请国内外知名专家学着进行学术交流5人次，参加学术会议做口头报告2次，邀请报告2次。