分子导线是分子器件与外部联系的桥梁,起着信息传输的作用,因此吸引了众多研究者的目光。特别是由过渡金属配合物和有机共轭配体组成的金属有机分子导线,因其丰富的电子性质,被视为具有广阔潜在应用前景的分子导线。这类有机金属分子导线具有电子传输性能优异,稳定性好,容易修饰等优点,其电子的传输行为可通过改变桥配体、分子构型、两端金属配合物或介质等进行系统便捷地调制,因而成为最近的研究热点。本论文系统考察了具有结构可控的桥配体对双钌金属配合物分子导线电子传输性能的影响,具体研究内容如下：1.研究了扭转角度对联苯基型双钌金属配合物分子导线的电化学行为的影响。合成了六个该类型化合物[RuCl(CO)(PMe3)3]2(μ-HC=CH-Biph-C-H=CH)(Biph=C12H6(CH2)(2-a-4); C12H6(CH2)2(2-b-4); C12H8(2-c-4); C12H6(CH3)2(2-d-5); C12H4(CH3)4(2-e-6); C6H4(2-f-1))所合成的目标化合物(2-f-1除外)均通过了1H N MR、13C NMR、31P NMR、紫外可见光谱、原位红外表征,并测定了四个新化合物的晶体结构。利用电化学技术研究其双核金属配合物间相互耦合程度,研究表明双核金属配合物间相互耦合程度(△E)与联苯基两苯环扭转角度(cosφ、cos2φ)成反比关系,即扭转角度越小,表明分子线的共轭性更好,反之,则共轭性削弱。如,化合物2-b-4(φ=16.8°, ΔE=184mV),化合物2-d-5(φ=77.9°, ΔE=72mV)。利用现场红外光谱研究分子线氧化前后羰基(CO)峰化学位移,结果表明随着联苯间扭转角度的增加,桥配体参与氧化的程度可能也会发生变化。桥配体参与氧化,其参与程度随联苯间的扭转角变化。即联苯扭转角度可调控分子线的电子输运和桥配体参与氧化程度。如,化合物2-e-6(φ=89.0°, ΔE=84mV)的电子传输性却与化合物2-d-5(φ≈77.9°,AE=72mV)的电子传输性能发生逆转。2.为了更好地利用静电作用(引入不同离子(Na+、K+、Li+等))来调制冠醚基双钉金属化合物分子导线的电子通讯,我们针对冠醚基单钉金属化合物分子导线进行了两部分内容的研究：一、改变Ru金属中心的辅助配体,调节单钌分子导线的静电作用。合成了具有不同辅助配体的单冠醚基金属配合物[Ru-Cl(CO)R1(PPh3)2](μ-HC=CH-R)(R=C14H19O5, R1=p-CH3-C5H4N; p-CN-C5H4N; p-O CH3-C5H4N; p-CF3-C5H4N; p-N(CH3)2-C5H4)。利用伏安技术首先研究了碱金属(Li+、Na+、K+)在CH2Cl2溶液中对单核金属分子线电化学行为的影响。实验发现：(1)该类受体电化学活性基团与阳离子间存在经键传递的静电作用,对金属阳离子的电化学响应(△E)遵循pauling静电模型；(2)辅助配体对其电化学响应(△E)影响较弱。供电子基团促进电子传输,反之,则减弱分子线的电子输运。二、通过改变桥链长度,研究电活性基团与结合位点(苯并冠醚)距离的变化对金属阳离子的电化学响应(△E)的影响,合成了具有不同桥长度的[RuCl(CO)(PMe3)3](μ-(HC=CH)n-R (R=C14H19O5)(n=1,2,3)。利用伏安技术首先研究了碱金属(Li+、Na+、K+)在CH2C12溶液中对单核金属分子线电化学行为的影响。研究发现：(1)分子线与链长成线性关系；(2)对金属阳离子的电化学响应随链长增加线性减弱,电化学活性基团和键合的阳离子间经键传递的静电作用的最大有效作用距离约为2.3±0.3nm,分子内经键传递的静电作用在介质的影响下要大于经空间传递的静电作用距离。