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金属有机框架(MOFs)和金属有机笼(MOCs)是配位化学的两个重要研究领域,由于其在气体储存、催化、探针、药物载体、手性等方面表现出非凡的性质,它们都成为了科学家们关注的热点。随着研究的深入,单一金属和单一配体组成的MOFs和MOCs已经无法满足科学家对先进功能化材料的追求,为了解决这个问题,化学家们尝试往有序的MOFs和MOCs结构中引入异质性。本文主要从合成、结构和性质方面介绍一系列异金属的螺旋二十四面体金属有机框架和异金属咪唑笼状配合物的工作。 在第一部分工作中,我们通过往框架中掺杂金属离子的方法,成功制备了一系列水稳定异常高的异金属螺旋二十四面体金属有机框架,这些材料的多孔性和孔道疏水性都可以得到提高。这种通过金属掺杂的方式提高气体吸附性质和水稳定性的方法,提供了改善功能化 MOFs性质的新思路。此外,我们还可以通过调节掺杂金属离子时的反应条件调控MOFs晶体的外表面疏水性,这种通过往MOFs的孔道中掺杂金属离子并提高它们表面疏水性的策略,也为探索更多先进的MOFs材料提供了一种新的思路。 在第二部分工作中,我们尝试用分步合成的方法合成并且得到了异金属咪唑笼。首先使用4-咪唑甲醛及胺合成一系列基于咪唑基团的Schiff碱配体,这些配体与金属离子(如Ni2+)反应得到金属配体,再将金属配体与其他金属离子(如 Cu2+)组装,成功得到一系列异金属咪唑笼状配合物,并且通过X-射线单晶衍射、ESI-MS和ICP-AES对所得到的异金属咪唑笼进行了相关的结构表征。这些异金属咪唑笼也许可以作为构筑单元用于构造超分子网络或金属有机框架,这也为进一步系统性地组装和制备先进超分子材料提供了可能。