金属配位聚合物的研究现状_武文

金属配位聚合物的研究现状武　文(安徽教育出版社,安徽　合肥　230063)[摘　要]叙述了国际、国内金属配位聚合物的研究现状及应用前景。

[关键词]金属配合物;聚合物;研究现状[中图分类号]065 [文献标识码]A [文章编号]1001-5116(2007)03-0090-031　引言金属配位聚合物以其复杂多变的空间结构和电子结构以及由此产生的电、磁等物理化学性质、功能及多方面的应用前景引起了各国科学家的极大重视。

因此,促进了物理、化学和材料科学三大学科之间的交叉和渗透,成为各国科学家研究的热点。

目前国外许多著名学得如法国的Lehn ,美国的Yaghi ,Zubieta 、德国的Muller 、意大利的Ciani 、澳洲的Robson 、日本的Fujita 和韩国的K im 等研究组开展了卓有成效的研究[1-5]。

2　金属配位聚合物的研究2001年,美国的Yaghi 教授报道的以苯环的1,3和5位作为三角形的第二构筑板块,即以4,4’,4”2笨21,3,52三2苯三甲酸(B TB )得到一个层状的开放式结构Cu 3(B TB )2(H 2O )3・(DM F )9(H 2O )2就是一个非常典型的例子[5]。

这个晶体结构是由一对完全一样的骨架构成的,每个B TB 基团连接Cu (Ⅱ)离子形成“螺旋桨式”簇的图案。

每个B TB 基团连接三个这样的簇,而每个簇连接四个B TB 基团(Fig 11A 2C ),这些三角形基团(表现在羧酸的苯环中心上)在3168!距离(与强的π2π堆积作用相一致)内取代,在0186!距离内允许交汇成两个亚单元(Fig 11D )。

Fig 11　Single 2crystal st ruct ure of Cu 3(B TB )2(H 2O )3(DM F )9(H 2O )2composed of (A )square paddle -wheel and t riangular B TB SBU s ,which assemble into (B and C )a pair of augmented Pt 3O 4net s t hat are held toget her by (D )numerous p -p and C 2Hzzzp interactions to yield (E )a pair of interwoven t hree 2dimension 2al porous f rameworks 1(F )Two MOF 214f rameworks interwoven about a p -minimal surface wit hout inter 2secting t he surface 1[收稿日期]2007-01-10[作者简介]武文,理学硕士,安徽教育出版社副编审。

在两个苯环相到占有紧密连接在一起的B TB 基团间有六个C 2H 的π堆积作用(3169!)。

在这个化合物中,两个不连续的网络在(1/2,1/2,1/2)替代另一个,也独立于双曲线表面。

尽管在双曲线表面上的两个网络是分离的,但一个网络的环由于相到贯穿而有效连接另外一个(Fig.1.E ),交叉作用有效地加强了体积庞大的B TB 基团,独立的维持刚性不是很强的开放式骨架结构。

该物质的一对骨架的交织贯穿占据含有很大空腔的晶体的可利用空间,球的每个空腔的直径为1614!。

又如2003年,Yaghi 等人在Science 杂志上发表的“Hydrogen Storage in92007年5月第25卷第3期 安徽教育学院学报Journal of Anhui Institute of Education May.2007Vol.25No.3Microporo us Metal -OrganicFrameworks ”文章中讨论了具有均匀孔道的类分子筛结构的MO F 25,IRMO F 26和IRMO F 28三个晶体结构(Fig.2),并研究了它们在储气方面的功能特性[3]。

一系列研究表明孔道结构配位聚合物在气体存储方面具有重要研究价值和广阔的应用前景。

Fig.2　Single 2crystal x 2ray st ruct ures of MOF 25(A ),IRMO F 26(B ),and IRMO F 28(C )illust rated for a single cube fragment of t heir respective cubic t hree -dimensional extended st ruct ure.On each of t he corners is a cluster [OZn 4(CO 2)6]of an oxygen -centered Zn 4tet rahedron t hat is bridged by six carboxylates of an or 2ganic linker (Zn ,blue polyhedron ;O ,red sp heres ;C ,black sp heres ).The large yellow sp heres rep resent t he largest sp here t hat would fit in t he cavities wit hout touching t he van der Waals atoms of t he f rameworks.Hydrogen atoms have been o mitted. 在国内,中科院福建物构所、南京大学、北京大学、中山大学、南开大学、吉林大学和东北师大等研究机构和高等院校,近年来开展了许多具有重要意义的研究工作,并取得了出色成果[6-14]。

3　结束语配位聚合物的成键由最初单一的配位键拓展到了氢键、芳环π2π堆积、离子间作用力等超分别子相到作用,所合成的金属—有机骨架结构展示了极为丰富多彩的立体构型,因此具有多种多样的结构形式并具有许多独特的物理化学性质,在选择性吸附和分离、离子交换、新型传感器、非线性光学材料、分子磁学、超导材料及多相催化方面都具有十分广阔的应用前景[15-38]。

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