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近年来,轮烷、索烃和分子结类互锁结构的超分子化合物在光学性能、离子交换、分子识别等方面潜在的应用前景,已经吸引了众多研究者的注意。根据文献可知,由不同尺寸的有机阳离子模板诱导形成了很多的轮烷超分子,这些阳离子模板剂包括咪唑盐、N-烷基咪唑盐、季铵盐和吡啶盐等。最近我们发现利用硫氰酸亚铜或者硫氰酸银可以形成无机大环的网状结构,该网状结构有着对称的和合适的内部空腔可以使得有机阳离子穿插其中,以此形成稳定的聚轮烷超分子化合物。
本文利用9个有机阳离子模板,在溶液中自组装反应合成了11个未见报导的超分子化合物。首先利用有机阳离子1,1-二异丙基-4,4-联吡啶与1,1-二戊基-4,4-联吡啶作为模板导向剂,与碘化银白组装合成了化合物{(DIBP)[Ag2I4]}n(1)和{(DABP)[Ag4I6]}n(2)。化合物1与2都具有1D线形链的空间结构,但是化合物2是包含类立方烷[Ag4I4]单元的线形链。利用有机阳离子1,4-二(二甲基咪唑)丁烷作为模板导向剂,与溴化银自组装合成了化合物{(BDMLB)[Ag2Br4]}n(3),化合物3形成与化合物1类似的1D线形链状结构。分别以有机阳离子1,2-二(吡啶)乙烷和1,4-二(-甲基咪唑)丁烷作结构导向剂,与硫氰酸银自组装合成了化合物{(BPDE)3[Ag4Br4(SCN)6]}n(4)和{(BMLB)[Ag2Br2(NCS)2]}n(5)。化合物4和化合物5分别具有1D和2D聚轮烷的超分子结构,有机阳离子贯穿于阴离子构筑的空洞中。采用有机阳离子1,3-二(二甲基咪唑)丙烷和甲基咪唑乙烷为结构导向剂,分别与碘化铅进行自组装合成了化合物{(BDMLP)2[Pb2I8]}(6)和{(MLDE)[PbI3]}n(7)。化合物6是一个二聚物,而化合物7是1D线形链的结构。最后我们利用1,4-二(二甲基咪唑)丁烷、1,6-二(二甲基咪唑)对二甲苯、1,1-二甲基-4,4-联吡啶和1,1-二异丙基-4,4-联吡啶作为模板导向剂,分别于硫氰酸亚铜自组装合成了化合物{(BDMLB)2[Cu2(SCN)8]}(8),{(BDMLPX)[Cu2(SCN)4]}n(9),{(DMBP)[Cu2(SCN)4])n(10)和{(DIBP)[Cu2(SCN)4]}n(11)。化合物8是一个二聚体,化合物9具有1D梯状结构,然而化合物10和11都是2D聚轮烷结构,有机阳离子贯穿于阴离子构筑的大孔腔中。最后对阳离子的模板效应进行了总结。我们对所有化合物的红外光谱进行了表征,并对化合物的荧光光谱和热分析性质进行了测定。