金属-有机配合物的设计合成及其应用前景
金属有机化合物在有机合成中的催化机制解析与展望
金属有机化合物在有机合成中的催化机制解析与展望随着有机化学领域的发展，金属有机化合物作为催化剂在有机合成中发挥着重要的作用。
本文将对金属有机化合物在有机合成中的催化机制进行解析，并且展望其未来的发展前景。
一、金属有机化合物催化机制的解析金属有机化合物的催化机制是由其特殊的结构和反应条件所决定的。
下面将分别以常见的金属有机化合物为例，解析其在有机合成中的催化机制。
1. 钯催化剂钯催化剂在有机合成中广泛应用，其催化机制主要包括活化底物、催化剂与底物的配位以及反应的催化循环。
钯催化的常见反应有金属有机配合物参与的交叉偶联反应、还原反应等。
2. 铂催化剂铂催化剂在有机合成中具有较高的催化活性和选择性，常用于氢化反应、烯烃异构化等。
其催化机制主要包括底物与催化剂的配位作用、中间体的生成和裂解等过程。
3. 铜催化剂铜催化剂在有机合成中常用于氧化反应和自由基反应等。
催化机制包括底物的氧化、自由基产生和转移等步骤。
铜催化剂的应用为有机合成提供了一种高效、绿色的合成方法。
二、金属有机化合物催化的展望金属有机化合物在有机合成中的催化应用正不断发展和创新。
未来，金属有机化合物的催化机制研究和合成方法的改进将进一步拓展其应用领域。
1. 新型金属有机配合物的设计与合成为了提高金属有机化合物的催化活性和选择性，研究人员可以通过设计和合成新型的金属有机配合物，开发出更高效、更特异的催化剂。
例如，引入新的配体、改变金属中心的电子性质等都是提高金属有机化合物催化性能的关键。
2. 催化机制的深入研究深入研究金属有机化合物在催化反应中的机制对于进一步提高催化效果至关重要。
通过理论计算、同位素示踪和实验观察等手段，揭示金属有机化合物的催化循环步骤，有助于精确优化催化反应条件和提高催化效率。
3. 催化剂的可持续发展在金属有机化合物的催化体系中，研究人员也将更加注重催化剂的可持续性。
设计和合成可回收、可再利用的催化剂，减少催化剂的用量和废物的产生，是未来金属有机化合物催化研究的重要方向。
金属有机骨架材料的设计与应用
金属有机骨架材料的设计与应用金属有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks，简称MOFs）是一类由金属离子与有机配体通过配位键形成的高度有序的晶体材料。
近年来，MOFs因其独特的结构和性能而受到广泛关注，并在催化、气体吸附、分离、传感、药物缓释等领域展现出巨大的应用潜力。
设计是MOFs的核心。
通过选择合适的金属离子和有机配体，可以调控其晶体结构、孔径大小、孔隙结构和表面功能化，从而赋予MOFs特定的物化性能。
例如，通过在MOFs表面修饰功能基团，可以使其具有特定的吸附选择性，从而实现高效的气体分离。
通过调节MOFs的孔径和孔隙结构，可以改变其对不同尺寸分子的吸附能力，进而应用于储能和药物缓释等领域。
在催化领域，MOFs作为高效的催化剂载体，可以提供高度可控的反应环境，改善传统催化剂的活性和选择性。
同时，MOFs具有丰富的官能团，可以通过表面功能化进一步调控催化反应。
例如，在有机合成中，将金属催化剂固定在MOFs的孔道中，不仅可以提高其稳定性和可重复使用性，还可以实现对催化反应过程的精确控制。
另外，MOFs还在气体存储和传感领域展现出巨大的应用潜力。
由于其具有大量的孔道和高度可调的表面功能化，MOFs可以实现对各类气体分子的高效吸附和储存。
在环保领域，MOFs可以应用于二氧化碳的捕获和储存，从而减缓温室效应和全球变暖。
在传感领域，由于MOFs的晶体结构和表面性质受到吸附分子的影响，因此MOFs可以作为高灵敏的传感器用于检测环境中的有害气体或重金属离子。
然而，MOFs的开发和应用仍然面临一些技术挑战。
首先，如何选择合适的金属离子和有机配体以构筑具有特定性能的MOFs是一个关键问题。
其次，MOFs的合成方法需要优化，以提高其晶体质量和稳定性。
此外，MOFs的可扩展性和工艺性也需要进一步改进，以满足大规模应用的需求。
总之，金属有机骨架材料的设计与应用是一个充满挑战又具有巨大潜力的领域。
钴基金属有机框架
钴基金属有机框架全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：钴基金属有机框架（Cobalt-based metal-organic frameworks，Co-MOFs）是一种具有独特结构和多功能性质的新型材料。
它由钴离子与有机配体组成，密集堆积形成框架结构。
这种材料不仅具有良好的化学和热稳定性，还具有大的比表面积和孔径，可用于吸附、分离和催化等领域。
本文将介绍钴基金属有机框架的合成方法、结构特点、应用领域和发展前景。
一、合成方法合成钴基金属有机框架主要有溶剂热法、水热法和溶胶-凝胶法等几种常见方法。
溶剂热法是最常用的合成方法之一。
它通过将钴盐和有机配体在有机溶剂中混合加热反应，使它们自组装形成二维或三维骨架结构。
水热法利用水热条件下的高温和高压来促进材料的合成反应，通常能够得到较高的结晶质量和比表面积。
溶胶-凝胶法则是将金属离子和有机配体在溶液中混合，形成胶体颗粒后，将其固化得到CO-MOFs。
二、结构特点钴基金属有机框架的结构特点主要体现在框架的孔径大小、孔隙结构和表面功能化等方面。
由于钴离子和有机配体之间的吸附作用，CO-MOFs通常具有高度开放的孔道结构和大的比表面积。
这种结构使其具有良好的孔体积、可调控的孔径大小和高度选择性的吸附性能。
CO-MOFs还可以通过改变有机配体的结构，实现表面的进一步功能化，拓展其在催化、传感和分离等领域的应用。
三、应用领域钴基金属有机框架由于具有独特的结构和多功能性质，在吸附、分离、催化、传感和药物释放等领域都有广泛的应用。
在吸附和分离领域，CO-MOFs可以有效地去除水中的有机污染物和重金属离子。
在催化领域，CO-MOFs可作为催化剂或载体催化剂参与化学反应，如氧化还原反应、醇缩合反应和氢化反应等。
在传感领域，CO-MOFs对某些气体和离子具有高度的选择性，可作为传感器用于环境监测和生物医学检测。
CO-MOFs还可以用于药物释放系统，通过控制孔径和表面功能化来调控药物的释放速率。
《2024年Ru-Co金属有机配合物的合成及其衍生物的催化性能研究》范文
《Ru-Co金属有机配合物的合成及其衍生物的催化性能研究》篇一Ru-Co金属有机配合物的合成及其衍生物的催化性能研究一、引言金属有机配合物在化学、材料科学和生物医学等领域中具有广泛的应用。
近年来，Ru/Co金属有机配合物因其独特的物理和化学性质，在催化领域表现出巨大的潜力。
本文旨在探讨Ru/Co 金属有机配合物的合成方法，以及其衍生物的催化性能。
二、Ru/Co金属有机配合物的合成1. 合成方法Ru/Co金属有机配合物的合成主要采用配体与金属盐反应的方法。
首先，选择合适的配体和金属盐，在适当的溶剂中，通过配位反应得到金属有机配合物。
其中，Ru和Co的配位方式、配体的选择以及反应条件等因素都会影响产物的结构和性质。
2. 合成过程具体合成过程如下：首先，将选定的配体溶解在适当的溶剂中，然后加入金属盐，在一定的温度和压力下进行反应。
反应结束后，通过离心、洗涤、干燥等步骤得到纯净的金属有机配合物。
三、衍生物的制备及表征1. 衍生物的制备通过改变配体、引入其他金属离子或进行化学修饰等方法，可以制备出多种Ru/Co金属有机配合物的衍生物。
这些衍生物具有不同的结构和性质，可以用于研究其催化性能。
2. 衍生物的表征利用X射线衍射、红外光谱、核磁共振等手段对合成的Ru/Co金属有机配合物及其衍生物进行表征，以确定其结构和性质。
这些表征结果为后续的催化性能研究提供了基础。
四、催化性能研究1. 催化反应类型Ru/Co金属有机配合物及其衍生物在催化领域具有广泛的应用，包括氢化反应、氧化反应、碳碳键形成反应等。
本文重点研究其在氢化反应和氧化反应中的催化性能。
2. 催化性能测试通过设计一系列实验，测试Ru/Co金属有机配合物及其衍生物在氢化反应和氧化反应中的催化性能。
包括催化剂的用量、反应温度、反应时间等因素对催化性能的影响。
同时，通过对比实验，评估其与其他催化剂的性能差异。
3. 催化机理研究结合实验结果和文献资料，探讨Ru/Co金属有机配合物及其衍生物的催化机理。
金属有机化学在有机合成中的应用
金属有机化学在有机合成中的应用金属有机化学是有机化学领域中的一个重要分支，主要研究金属与有机化合物的相互作用和反应机理。
金属有机化合物作为催化剂和试剂在有机合成中发挥着重要的作用。
本文将探讨金属有机化学在有机合成中的应用，并介绍一些实际的例子。
一、金属有机化合物作为催化剂金属有机化合物在有机合成中常用作催化剂，可以提高反应速率，降低反应温度，并且能够选择性地催化特定的反应。
其中，过渡金属有机化合物是最为常见的催化剂之一。
1. 钯催化的偶联反应钯催化的偶联反应是有机合成中非常重要的反应之一。
以钯有机化合物为催化剂，能够实现碳—碳键或碳—氮键的形成。
例如，苯基钯（Pd(PPh3)4）在Suzuki反应中催化芳基溴化物与烯丙基硼酸芳基酯之间的偶联反应，产生芳基烯丙基化合物。
2. 铑催化的氢化反应铑催化的氢化反应是有机合成中常用的氢化方法之一。
铑有机化合物能够高效催化烯烃、炔烃和酮等化合物的氢化反应，生成相应的饱和化合物。
例如，二茂铑（RhCl(cod)）催化苯乙烯的氢化反应，可以得到环己烷。
二、金属有机化合物作为试剂除了作为催化剂，金属有机化合物也常用作有机合成中的试剂，可以用于特定反应的开展，或者作为中间体参与反应。
1. 金属烷基试剂的引入金属烷基试剂，如格氏试剂（RMgX）和有机锂试剂（RLi），常用于将烷基基团引入到有机分子中。
例如，格氏试剂可以将烷基基团引入到酮中，生成相应的醇。
有机锂试剂则可以与酰氯反应，生成相应的醇酸盐。
2. 金属有机化合物的配体反应金属有机化合物可以与其他有机小分子或配体发生反应，生成新的金属配合物。
这种反应常用于有机合成的前体合成和金属配位化学的研究。
例如，格氏试剂与胺发生缩脲反应，得到相应的金属有机缩脲化合物。
三、金属有机化学在药物合成中的应用金属有机化学在药物合成中具有重要的应用。
金属有机化合物可以作为药物分子的合成中间体或催化剂，为药物的研发和合成提供了有效的方法。
有机小分子和金属配合物的合成和应用
有机小分子和金属配合物的合成和应用有机小分子和金属配合物，作为一类重要的化学物质，在生活中扮演着重要的角色。
它们的合成和应用十分广泛，涉及到诸多领域，例如生物医药、材料科学、工业制造等。
本文将从这些方面展开探讨。
一、有机小分子的合成和应用有机小分子是由碳、氢、氧、氮等元素组成的分子，具有结构简单、反应灵活等特点。
它们的合成通常通过有机合成化学的方法进行，例如取代反应、加成反应、消除反应等。
有机小分子在生物医药领域中应用广泛，如药物合成、生化分析和生物成像等方面。
例如，阿司匹林以及其它抗炎、抗风湿药物，都是有机小分子药物。
此外，有机小分子也可以用于有机电池、有机发光二极管等有机电子领域。
它们在这些领域中的广泛应用，为我们的生活带来了很多便利。
二、金属配合物的合成和应用金属配合物是由金属离子和配体形成的化合物。
它们的合成可以通过配位化学方法进行。
配体的选择和金属的选用都可以影响金属配合物的性质和应用。
金属配合物在生物医药、材料科学、工业制造等领域中发挥着重要作用。
在生物医药领域，金属配合物可以用作抗癌药物、MRI对比剂和光动力治疗等。
例如，顺铂等铂类抗癌药物是目前治疗癌症的主要药物之一。
此外，金属配合物也可以用于催化反应、催化剂载体、氧化还原反应等工业领域。
金属配合物的广泛应用，为我们的生活带来了很多便利。
三、有机小分子和金属配合物的合成联用有机小分子和金属配合物的联用，是目前化学研究的热点之一。
这种联用可以形成新的混合物质，这些混合物有着更好的性能和应用。
例如，铂配合物和有机小分子相结合，可以制备出性能更优异的电化学传感器和催化剂。
在生物医药领域，有机小分子和金属配合物的联用也有很多应用。
如金属配合物与药物的结合，可以增强药物的稳定性和选择性，从而提高药物的作用效果。
此外，在材料科学领域，有机小分子和金属配合物的联用也有广泛的潜在应用，例如固态发光材料、传感器等。
总之，有机小分子和金属配合物的合成和应用涉及到生活的方方面面，从药物治疗到工业生产，从电子领域到材料科学。
有机合成中的金属催化剂优化及应用前景
有机合成中的金属催化剂优化及应用前景金属催化剂在有机合成中扮演着重要的角色，它们不仅能够促进化学反应的进行，还可以提高反应的速度和选择性。
随着有机合成领域的不断发展，金属催化剂的优化和应用前景变得越来越重要。
本文将探讨金属催化剂在有机合成中的优化方法以及其在未来的应用前景。
一、优化金属催化剂的方法1. 催化剂合成与表征金属催化剂的合成是优化催化剂性能的重要一步。
合成方法的选择和催化剂的表征对于探索其催化性能具有重要的意义。
（1）合成方法：常用的合成方法包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、物理混合法以及化学合成法等。
这些方法可以用于控制金属催化剂的粒径、形貌和构成，从而调节其催化性能。
（2）表征方法：常用的金属催化剂表征方法包括X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等。
这些方法可以用于检测金属催化剂的晶体结构、颗粒大小和形貌等参数，为优化催化剂提供了重要的信息。
2. 催化剂载体的选择催化剂载体不仅可以提供金属催化剂的支撑，还可以调节其催化性能。
（1）氧化物催化剂：氧化物催化剂具有高比表面积和良好的热稳定性，常用的氧化物载体包括氧化铝、二氧化硅、二氧化钛等。
这些载体可以提供稳定的金属催化剂活性位点，从而增强催化剂的催化活性和选择性。
（2）有机催化剂：有机催化剂具有低成本、高效、可回收性等优势，可以用于代替传统的金属催化剂。
有机催化剂的优化可以通过结构改造和溶剂优化等方式实现。
3. 金属配体的设计和优化金属配体是优化金属催化剂的关键因素之一。
通过设计和优化配体结构，可以调节金属催化剂的活性和选择性。
（1）配体的电子性质：配体的电子性质可以影响金属催化剂的活性，通过调节配体的电子性质，可以改变催化反应的速度和选择性。
（2）配体的空间位阻：配体的空间位阻可以影响金属催化剂的立体选择性，通过控制配体的构型，可以提高催化剂的立体选择性。
二、金属催化剂在有机合成中的应用前景金属催化剂在有机合成中具有广阔的应用前景，以下是几个典型的应用领域：1. C-C键形成反应金属催化剂在C-C键形成反应中发挥着重要的作用。
金属有机化合物的合成方法及应用
金属有机化合物的合成方法及应用摘要:金属有机骨架(Metal-organic Frameworks，MOFs)材料是目前受到广泛关注的一种新功能材料，具有特殊的拓扑构造、内部排列的规那么性以及特定尺寸和形状的孔道，而且制备MOFs的金属离子和有机配体的选择范围非常大，经常具有不饱和配位的金属位和大的比外表积，这在化学工业中有着广阔的应用前景。
本文介绍了金属有机骨架材料的构造、合成方法及应用。
关键词：金属有机骨架；配位聚合物；合成方法；应用一、前言1.金属有机的简介金属有机骨架(MOFs)材料是由含氧或氮的有机配体与过渡金属连接而形成的网状骨架构造。
也可称为：金属—有机络合聚合、配位聚合、有机一无机杂化材料等。
最近十多年，羧酸配体与金属配位形成的新颖构造大量出现，MOFs这一术语使用越来越多。
越来越多。
MOFs主要是通过金属离子和有机配体自组装的方式，由金属或金属簇作为顶点，通过刚性的或半刚性的有机配体连接而成。
由配位基团包裹金属离子而形成的小的构造单元称为次级构造单元。
在MOFs合成中，利用羧酸与金属离子的键合，将金属离子包裹在M—O—C形成的SBU构造的中心，这样有利于骨架的延伸以及构造的稳定。
MOFs是一类具有广泛应用的新型多孔有机—无机杂化固体材料。
和无机分子筛相似，MOFs具有特殊的拓扑构造、内部排列的规那么性以及特定尺寸和形状的孔道。
但在化学性质上，MOFs不同于无机分子筛，其孔道是由金属和有机组分共同构成的，对有机分子和有机反响具有更大的活性和选择性。
而且，制备MOFs的金属离子和有机配体的选择范围非常大，可以根据所需材料的性能，如孔道的尺寸和形状等，选择适宜的金属离子以及具有特定官能团和形状的有机配体。
另外，MOFs的制备简单，一般采用一步合成法，即金属离子和有机配体自组装而成，不用进展交换处理，故比沸石等材料的合成更容易一些。
因此它作为一种新型的多孔材料已经成为材料化学领域中的一个研究热点[1]。
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８ ・
广州化工
２１年３ ０ １ ９卷第 ２期
金属 一有机 配 合物 的设 计 合成 及 其应 用前 景 术
许 玉敏 ， 拖 平 ， 晓琴 胡 胡
（ 中北 大学理 学院化 学 系，山西 太原 ００ ５ ） ３ ０ １
摘 要 ： 介绍了通过合理选择特征配体、 配体构型和金属离子的配位模式及单晶到单晶的转化等结构影响因素控制金属 一 有
ＸＵ ｕ —ｍ ｉ Ｙ ｎ，Ｈ Ｕ ｕ —ｐｉｇ ，ＨＵ ａ — ｑｎ Ｔ ｏ ｎ Ｘｉｏ ｉ
（ ｅ ａｔ ｅｔ ｆ ｈ ｍ ｓ ｙ Ｎ ｒ ｎｖｒ ｔ， ｈ ｎ ｉ ａ ｕｎ０ ０ ５ ，Ｃ ｉａ Ｄ ｐｒ ｎ ｅ ｉｒ ， ｏ ｈＵ ｉ ｓ ｙ Ｓ ａｘ Ｔ ｉ ａ ３ ０ ｈｎ ） ｍ ｏＣ ｔ ｔ ｅｉ ｙ １
基 金项 目 ： 西 省 自然 科 学 基 金 （ ０ ７ １０ ３ 。 山 ２０ ０ １３ ）
作者简介 ： 许玉敏 （９ ５一） 女 ， １８ ， 中北大学在读硕士研究生 。研究方向 ： 金属有机配合物的合成。Ｅ—ｍａ ： ｕ ｎａ ｈｒ ２ ．ｏ ｉ ｙｍｉｚｉ ｅ＠１６ ｃｎ ｌ ｚ
２ １ 年 ３ 第 ２期 ０１ ９卷
体 形 成 目标 结 构 ” 。
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非 手 性 ；ｆ 和 ； ｇ 均 为 （ ，）一ａ手性 ） （） （ ） ８３
２ ２ 配体 构型 ．
柔性配体在构筑新 型金属 有机框 架物 时 ， 由于 其具有 多 种 多 样 的 配 位模 式 和 多 变 的 构 型 来 满 足 金 属 离 子 的 需 要 ， 往 能 往 够产生一些具 有新颖拓 扑结 构和特殊功 能的配位 化合物 － － 。 过去的十几年中 ， 晶体学家 在利用 柔性 配体合 理构 筑新化 合物 的工作中作出了巨大的努力 。配位 聚合物 除了受金属 离子几何 配位环境 、 剂和反 应条 件的影 响 ， 会 由于配 体构 型 、 接方 溶 还 连 式 的 些微 变化 导 致 最 终 结 构 的 改 变 。 因 此 ， 使 用 柔 性 配 体 进 在 行 结 构 构 筑 时 ， 体 的 构 型 变 化 就 成 为 影 响 最 终 产 物 的 重 要 因 配
广 州化 工
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配体构件 ） 并且每部分根据其 自身的性质 （ ， 如配 位能力 、 配位角 度等 ） 进行选择性 自组装 。因此 ， 这些 网络结构 可以认为是 利用 多种 多样 的化学组分对 晶体结构进 行 的简单预 测。 （ ） ２ 结构 本 身可 以为化学家提 供很 多关于 晶体 整体性 质 的预测 。例 如 ， 根 据配 体 构 件 的尺 寸 和 长 度 来 看 ， 大 多 数 的 结 构 会 产 生 空 间 孔 绝 道 。对于 四面体节点 和线性构 件 ， 形成金 刚石 和八 面体结 构 的 可能 性 最 大 （ １ ～Ｃ所 示 ） 图 Ａ 。一 般 说 来 ， 维 框 架 结 构 中 ， 三 刚 性 构 件 更 利 于 孔 道 的 产 生 ， 成 类 似 分 子 筛 的 结 构 。而 一 维 结 形 构 通 常 是 由相 邻 的 网络 通 过 紧 密 堆 积 而 形 成 的 。 （ ） 分 子 异 ３超 构体 ， 是指对 于 一个 给定 的分 子组 成 ， 有不 止一 种超 分 子 结 具 构 。例 如 ： １中结 构 Ｂ和 Ｃ， 别 代 表 了立 方 和 六 角 形 的 金 刚 图 分 石结构 ； 结构 Ｄ和 Ｅ， 则是另一类链状 超分 子异构 体。超分子 异 构体现象 的存在丰 富 了结 构的 多样性 ， 同时降低 了合 理设计 但 晶体 结 构 的 可 能 性 。Ｚ ｗ ｒｔｏ 题 组 在 对 二 维 网 络 结 构 研 究 ａ ｏｏ 课 ｋ 时 ， 过 插 入 课 题 分 子 诱 导 的 方 法 ， 固 自身 性 质 ， 控 制 异 构 通 稳 可
方形和立方 体等结构 ， 都得 到 了设计 与合成 。而 具有 可预测 性
结构的固体材料 的设计与合成足一个巨大的挑战。
图 １是一些 由线性构件 和金属节 点构筑 的简单 的无 限网络 结构示例。这些 网络结构 的潜在应 用和设计 的重要 性体现在如 下方面 ： １ 每个 网络结 构都是 由至少两部 分组成 （ （） 金属节点 和
，
ｃ ｎ ｂ ｏ ｔｏ ｌｄ． Ｔｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｐ ｒｐ ｃ ｉｅ ｆｍ ｅａ ｒ ａ ｉ ａ ｗｏ ｋ ｒ ｉｃ ｓ ｄ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｅ ｓ ｅ ｔ ｓｏ ｔｌｏ ｇ ｎ ｃ ｆ ｍｅ ｒ ｓｗｅ ｅ ｄ ｓ ｕｓｅ ｏ ｖ ｒ
在过 去的几十年问 ， 通过 简化金属 离子 或者簇 作 为单 独的 节点 和金 属配体作为 简单 的连接子 ， 到 了许 多具有 矿物 质的 得 拓扑结构 的金 属有机框 架物 。例 如 Ｎ Ｏ， ａＯ ， ＰＳ等 ｂ ＣＳ 和 ｔ （ ３ 。一般来说 ， 图 ） 高配位 的聚合 物 由两 种途径得 到 ： 应用金 ① 属簇 ； ②利用高配位数 的镧 系离子作 为节点 。通过应用 这两 种 方 法 ， 筑 出 大 量 的 ＭＯ ｓ有 ３一， 构 Ｆ， ４一， ５一， ６一， ７一，８一 连接 ， 至有 １ 甚 ２一连 接 的 网 络 结 构 。
机配合物的结构 ， 论述了金属有机配合物在 国内外的研究进展 ， 介绍 了其 在各个方 面的应用前景 。
关键词 ： 金属 一 有机配合物； 结构影响因素； 应用前景
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｓ ｎ ｈｅ ｉ ｆＭ ｅ ａ ｇ ｎ ｃ Ｆｒ ｍ ｅ ｒ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ Ｐｅ ｓ ｅ ｔｖ ｓ ｓｇ ｎ ｙ ｔ ｓｓ ｏ ｔ ｌＯｒ ａ ｉ ａ ｗｏ ｋ ｎ ｈ ｐ ｉ ｔｏ ｒ ｐ ｃ ｉ ｅ ｃ
．
Ｋｅ ｒ ｓ：ｍｅ ａ ｙ ｗｏ ｄ ｔｌ—ｏｇ ｎｃ ｆａ ｗｏ ｋ ｒ ａ ｉ ｍｅ ｒ ｓ；ｔ ｅ ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｆｃ ｏ ｆｓｒ ｃｕ ｅ；ａ ｌ ａｉｎ ｐ ｒｐ ｃｉｅ ｒ ｈ ｎ ｅ ｃ ａ ｔｒｏ ｔ ｔ ｒ ｌ ｕ ｐｐ ｉ ｔｏ ｅ ｓ ｅ ｔｖ ｓ ｃ
超 分 子 化 学 是 近 年 来 一 门新 兴 的 ， 于近 代 化 学 、 料 科 学 处 材 和生命科学交汇点 的前沿科学。将超分子概念应用 于 固态物 质 自组 装 ， 为 晶 体 的设 计和 晶体 工 程 提供 了 更 有 效 的 方 法 ， 位 则 配 聚合物 的设计合成是晶体工程为新型超分子结构 的没计提供 的 个新 的途径 。物质 的结构决 定物质 的物理 化学性 质 和性 能 ，
，
ｍｅａ ｏ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｆｓｎ ｌ ｔｌｉｎ ｎ ｈ ｏ ｖ ｒｉｎ ｏ ｉｇ ｅ—ｃ ｙ ｔｌｔ ｉｇ ｅ ｃ ｓａ ｔｕ ｔ ｒ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｈ ｅａ ｒ ａ ｉ ｒｍ ｅ ｒ ｓ ｒ ｓａ ｏ ｓｎ ｌ ｒ ｔｌｓｒ ｃｕ ｅ ｈ ｔｕ ｔ ｒ ｆｔ ｅ ｍ ｔ ｌｏ ｇ ｎ ｃ ｆａ ｗｏ ｋ ｙ
有 机 配 体 连 接 而 成 。 大 量 的 ＭＯ ｓ 以 不 同 的顶 点 和 连接 分 子 为 Ｆ， 特 色 ， 延 伸 的 格 子 （ 链 状 、 状 等 ）到 离 散 的分 子 三 角 形 、 从 如 梯 四
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图 １ 一 系 列 三维 和一 维 的网 络 结 构 示例 Ａ． 八面体结构 ； 立方金刚石结构 ； ． Ｂ． Ｃ 六角形金刚石 Ｄ 螺 旋链 ； 弯折 链 ； ． ． Ｅ． Ｆ 分子 梯 结 构
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由于配位化合物在光 电、 磁性 、 氧化还原催化 、 离子交换 、 气体 吸 附 、 离 纯 化 、 子 识 别 等 方 面 具 有 广 泛 的应 用 。 配 位 化 学 家 和 分 分 晶体工程学家致 力于配位 化合物 的设计 和合成 ， 掌握 了一些 自 组装 过 程 中 影 响 化 合 物 最 终 结 十 因 素 ， 特 征 配 体 、 体 构 句的 如 配 型、 温度 、 溶剂等 ， 以期达到控制合成 的目的。 ＭＯ ｓ 由金 属 或 金 属 簇 作 为 顶 点 ， 过 刚性 的 或半 刚性 的 Ｆ是 通
重点 。
方式 ， 形成 氢键 的能力等 ） 对构筑配位 聚合物来说是关键 。但 在实际 的 自组装过程 中， 同时还 要考 虑配体 的空 间位 阻和金 属 离子的几何配位方式。例如 ， 过渡金属 一般采用低 配位模式 ， 如 二配位 （ 线形 ） 三配位 （ ， 平面三角形 ） 四配位 （ ， 四面体或平 面方 形） 五配位 （ ， 三角双锥或四方锥 ） 和六 配位 （ 面体 ） 八 方式 ， 而稀土离子则采取高配位的方式 ， 一般是八或九配位 。
素。 尽管 ， 曾有一些通过 控制 配体构 型来控 制其 反应 最终 产物 的文献报道 』但是 对 于柔 性 配体 ， ， 控制 其构 型并 由此 控制
图 ３ 常 见 的 ４一连 接 的 拓 扑 结 构 ：ａ Ｎ Ｏ；（ ） ａＯ （） ｄ ｂ Ｃ Ｓ ；（ ） ｔ ｃ ＰＳ
（ 两种 ３一连接的拓扑结构 ：ｄ （ ０ ３ （ ） １ ， ）一ａ 手性 ； ｅ （０，）一ｄ （） １ ３
２ 结 构 影 响 因素
２ １ 具 有 一 定 特 征 的 配 体 （ 括 具 有 多 种 配 位 些 包
一
物理化学性质和性能是物质结 构的反映。只有充分 了解 物质 的 结构 ， 能深入认识和理解物质的性能 ， 才 才能更好地改进 化合物 和 材 料 的 性 质 与 功 能 ， 计 出性 能 优 良的 新 型 化 合 物 和 材 料 。 设 因此 ， 晶体结构 的分 析研究 和合理 预测成 为晶体工 程研究 的 对
１ 国 内外 研 究 进 展
Ｍ Ｆ 的 合 成 与 应 用 是 材 料 科 学 研 究 的一 个 新 领 域 ， Ｏｓ 由于 其 特 殊 的结 构 和性 能 ， 近几 年受 到很 大 关 注 。 早 在 ２ 纪 ９ 最 ０世 ０年 代 中期 ， 第一 代 ＭＯ ｓ Ｆ 就被 合成 出来 ， 它们的孔隙率和化 学稳 但 定性受 到一定 的限 制。因此 ， 学家 开始 研究 新 型 的配合 物 。 科