配位聚合物是指通过配位键或辅以其他较弱的相互作用力(如氢键、π-π堆积等)将金属离子与有机桥联配体构筑成结构规则排列并无限延展的一类化合物。二羧酸或者多羧酸类配体应用广泛,构筑配位聚合物最常用的配体是含中性骨架的传统多羧酸类化合物。含吡啶鎓正电性骨架的两性离子羧酸配体的配位聚合物研究较少。吡啶鎓两性离子配体含正电性骨架,能中和配位基团上的负电荷,为其他阴离子的配位提供竞争优势。此外,作为一种缺电子功能单元,吡啶鎓两性离子配体可为构筑功能性配位聚合物提供新的途径。以上述论证为设计思路,本论文以吡啶鎓为基础设计合成了吡啶鎓两性离子膦酸-羧酸双功能配体和吡啶鎓两性离子双羧酸刚性配体,构筑了一系列金属-有机配合物,利用单晶X射线衍射仪测定其晶体结构,利用红外光谱、热重分析、多晶X射线衍射和元素分析等技术进行表征,对结构中能够传递磁耦合的配合物进行了磁性研究,对具有光致变色性质的配合物进行了性质及机理的研究。主要内容如下：1.以1-(4-羧苯基)吡啶鎓-4-甲酸(L1)为配体的配合物配体L’是由对苯甲酸与对吡啶甲酸直接组成的,该双羧酸配体在全脱质子状态净电荷为-1,但在几何上具有与常用的4,4’-联苯二甲酸类似的线性及刚性,从而有别于已有报道的柔性毗啶鎓两性离子双羧酸配体。本论文利用L1与金属盐反应合成了具有一维结构的配位聚合物[M(L1)(H2O)2]2H2O (M= ), Co(II))o三个配合物异质同晶,其中金属离子与来自四个配体的单齿羧基及两个水分子配位,金属间通过两性离子双羧酸配体连接成一维环链状结构,链间通过丰富的O-H...O氢键和π-π堆积形成三维超分子结构。采用不同的反应条件,先后得到三维配位聚合物[M(L1)2]nH2O [M= Co(II), Zn(II),Cd(II)] .三个化合物同构,其中金属离子采取四面体配位,通过L1(每个羧基为单齿配位)连接成金刚石类型的三维网络,相邻网络之间通过C-H...O氢键呈六重互穿结构,穿插后仍具有较大的孔隙率。对较稳定的Zn(Ⅱ)配合物的进一步研究表明其具有光致变色性质,这是首例由非光致变色的单吡啶鎓类配体构筑的光致变色配合物。我们通过紫外、荧光、顺磁共振、光电子能谱等一系列探究了其光学性质及机理,认为其光致变色机理为光诱导电子转移而生成自由基,并发现光致变色过程伴随着荧光淬灭现象。2.以1-(4-羧苯基)吡啶鎓-3-甲酸(L2)为配体的配合物配体L2与L1相似,只是由于吡啶环上羧基取代位置的改变导致配位取向不同。本文利用L2合成了两个异质同晶的配合物[M(L2)2(H20)4](M=Mn(Ⅱ),Co(Ⅱ))。其中金属离子与来自不同L2配体的两个羧基氧原子及四个水分子配位,构成反式八面体单元。八面体单元与未参与配位的配体之间通过丰富的O-H...O氢键形成二维层状结构,并进一步通过配体连接形成三维超分子结构。3.以1-(2-膦酸乙基)吡啶鎓-4-甲酸(L3)为配体的配合物配体L3的特点是吡啶鎓骨架上同时含有羧酸根和膦酸根两种不同的配位官能团,其间的N-亚乙基连接使该配体具有较大柔性。经过多次尝试,得到了膦酸、羧酸都参与配位的Mn(Ⅱ)配合物[Mn(L3)(H2O)].在该配合物中,Mn(Ⅱ)位于四方锥几何构型,PO3C四面体与Mn05四方锥相互共用顶点而形成瓦楞纸状的63型二维层结构。层间通过N-亚乙基吡啶鎓连接成具有65.8拓扑的三维网络。磁性数据分析表明,金属离子之间通过O-P-O桥传递反铁磁耦合。