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1、配位聚合物结构多样，在催化、化学吸附、磁 性和光学材料等领域具有广泛的应用前景1-2.近 年来，镉的配位化学研究无论是在生物化学领域 还是在非生物化学领域都引起了科学家的兴趣， 镉为半导体材料，它的化合物大多具有良好的光 致发光性能.此外，镉与各种有机配体如含氧、 含氮以及含氧、氮等混合配体配合物已有大量报 道.这些配合物显示了单核、双核、一维链状、二维 网状、三维开放骨架结构等各种结构.同时通过氢 键和n-n作用等弱作用力，部分低维数结构可进 一步组装为高维的超分子网络结构.酒石酸和 苹果酸作为柔性的羧酸类配体，同时具有羧基和 羟基官能团，配位形式灵活多样，而1，10-邻菲咯 啉(phen
2、)配体作为常见的含氮配体也可以形成 很多新颖的网络结构.我们以Cd2+为中心，在1， 10-邻菲咯啉(phen)/酒石酸(H2tar)和苹果酸(H2mal)混合配体体系下得到两个新型配合物：Cd(tar)(phen)n(1)和Cd(fum)(phen)n (H 2 fum=反丁烯二酸)，化合物2中的苹果酸发 生原位反应生成反丁烯二酸.下面我们具体讨论 化合物1和2的合成与晶体结构.1绪论1.1配位化学与超分子化学配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门学科。它所研究的主要对象为配位 化合物（coordinationcompounds,简称配合物）。配合物的定义是由可以给出孤对电子或 多个不定域
3、电子的一定数目的离子或分子（称为配体）和具有接受孤对电子或多个不定 域电子的空位的原子或离子（统称为中心原子）按一定的组成和空间构型所形成的化合 物I。早期的配位化学主要研究以金属阳离子受体为中心（作为酸）和以含N, o, s，P等 给体原子的配体（作为碱）形成的所谓“werne:配合物。一 951年P.L.Pauson2和5.A. M川erl3关于二茂铁的合成打破了传统无机和有机化合物的界限，从而开始了无机化学 的复兴。近代配位化学的研究对象和内容已经远远超出纯无机化学的领域，除经典的 wemer化合物以外，还包括许多新型配合物如二配合物、夹心配合物15，6、笼状配合 物17 一 9、大环配
4、合物【0-2、有机金属配合物和簇合物1”，4。但在配位化学的研究 中，配合物组分间的结合力仍然是共价键（配位键），与一般化合物中的结合力并无本质区别。 1967年C.J.Pederson首次报道了冠醚的合成及其对碱金属和碱土金属离子独特的选 择配位性能15 刀，后来DJ.cram教授系统地研究了具有光学活性的冠醚化合物，基于 他们具有的“分子识别能力”，让他们与各种金属离子配位并成功地获得了一系列的 配合物，在这些工作的基础上创立了“主客体化学”的概念【8, 9。而Leha教授在分子识 别的研究中找到了决定分子相互识别的结构因素，创立了“超分子化学”20。上述三 位科学家由于在这一领域做出的开
5、创性贡献，于1987年共享了诺贝尔化学奖。图1.1概 述了从分子到超分子的发展2。Lehn教授曾多次指出，在某种意义上说，超分子化学可 以被看作是推广了的配位化学。确实，超分子化学的许多基本概念乃至术语，例如： 受体（reeePtor）、底物（substrate）、识别（reco邵ition）、组装（assemble）等都可以在配位化 学中找到创门的发展线索，而能够直接将配位化学与超分子化学联结起来的桥梁则是 配合物分子内和分子间的配体间弱相互作用。从此超分子化学成为了配位化学的一个 主要研究领域22 ，l。配位聚合物配位聚合物是由金属离子和配体通过配位键组装而成的配位化合物。配位聚 合物由于
6、含有种类繁多的金属离子和有机配体，因此具有多种多样的结构形式和 独特的光、电、磁等性质。配位聚合物晶体工程在许多领域有着巨大的应用前景, 例如在主客体化学、分子磁学、多相催化和非线性光学等领域。目前在有些领域 的应用已经实现，产生了许多有实际应用的新型材料。配位聚合物晶体工程在十 多年的历史里经历了指数增长的过程，己有大量的文献对这些方面的研究成果做 了报道。配位聚合物晶体材料的设计、合成、结构和性能研究是近年来非常活跃 的领域，是一个跨越无机化学特别是配位化学、材料工程学、晶体工程学和拓扑 学等学科的领域I5。2配位聚合物的组成在晶体工程中，利用超分子相互作用和预先设计的化学与物理性质，特意
7、将 挑选的结构单元伪ulldingblock）通过设计、合成得到晶体材料。在构造这些分子材 料时涉及到两类相互作用:连接金属中心和适当配体的配位共价键;有机配体 中的氢键。在配位聚合物这个特定领域里，是通过桥连配体与金属中心配位来加 以伸展。这类配位聚合物的设计主要是通过探讨有机配体的对称性和与金属中心 配位行为来形成特定的网络拓扑结构。无机晶体工程可以利用强的、多的相互作 用（即配位键和共价键）来构造晶体材料。然而，包含共价网络或金属配位网络的晶 体材料通常要比仅由有机构造单元之间的氢键作用形成的网络稳定。3超分子化学超分子化学是“超越分子的化学”，是研究两个或两个以上分子由分子间作 用力聚集在一起而形成的更为复杂、组织有序并且具有特定结构和功能的学科， 其核心概念是通过分子间相互作用力的协同作用而进行的分子识别，即主体与客 体选择性结合并产生某种特定功能的过程。超分子化学与配位化学紧密相关，一 方面，超分子化学可以看作是广义的配位化学，不仅拓展了配位化学的内涵，也 为配位化学的研究注入了新的活力;另一方面，配位化学又为超分子的多样性和 功能化提供了丰富的构筑基元与功能基团，进一步促进了超分子化学的完善。随 着超分子化学的发展，基于配合物的超分子化学逐渐成为超分子化学、晶体工程 学和纳米结构化学等研究领域的热点61。
