过渡金属超分子笼状配合物的结构和功能研究

以具有重要应用背景的过渡金属超分子笼状配合物为主要研究对象。通过选用特定类型的含氮/氧/硫基的半刚性和柔性臂桥联配体与过渡金属起始物（尤其是d10-d8金属基团）反应,并选择性地引入有机硫/硒/氧等辅助桥联配体,通过多条合成途径来设计、组装结构新颖的氧/氮/硫代过渡金属超分子笼状配位化合物,从而具有良好的物理化学性质和特定功能。对获得的产物进行单晶X-射线衍射结构表征,同时配合开展谱学研究,对其固态和液态下的构形、状态和性能进行探讨和比较。对产物的选择性分离和催化功能以及光、磁等性质进行测试和全方位的研究,筛选出结构新奇、具有良好性能的新物种。比较和研究相关产物的组分、结构与其功效之间的关系,综合反馈回的信息进行重新设计合成,以组装和发掘最具有研究价值和应用功能的新型氧/氮/硫代过渡金属超分子笼状配合物,为其在吸附、分离、储氢、催化、光学、磁性等材料化学领域的开发和应用提供科学依据。

我们利用自行设计合成的一系列特殊构型的多齿环状磷酰胺准刚性桥联配体或利用硫杂杯[4]芳烃，通过与金属离子自组装，获得了四大系列的过渡金属超分子笼状配合物：既有零维纳米级超分子笼状化合物又有笼状基元组装的具有纳米孔洞的一维、二维或三维超分子化合物，同时对它们的单晶转化（结构调控），吸附，储氢, 荧光，以及磁性性能进行了研究。