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金属有机配位聚合物结构多样,并在吸附、催化、发光、磁性等多方面有着广阔的应用前景。含咪唑基的刚性配体是一种很好的含氮配位点供体,其结构稳定,配位模式多变。在之前的工作中,我们合成了一系列的咪唑配体,如1,4-二咪唑基苯(bib)、1,3,5-三咪唑基苯(tib)、1,3,5-三(1-咪唑基-亚甲基)苯(timb)、1,3,5-三(1-咪唑基-亚甲基)-2,4,6-三甲基苯(titb)、1,4-二(4-咪唑基)苯(H2L1)、1,3,5-三(4-咪唑基)苯(H3L2)。并以这些配体为基础构筑了大量具有新颖结构和性能的配合物。在此基础上,我们设计合成了新配体1,3-二(4-咪唑基)苯(H2L),此类4-咪唑基配体不仅有着其他咪唑配体的特点,还由于其咪唑基可以脱质子,所以此类配体在配位化学上具有更加丰富的配位模式。有机羧酸类配体生成的配合物骨架热稳定性高,并且当配体上羧基数目增加时配体的配位模式显著增加。含氮杂环配体与含氧羧酸类配体作为混合配体来构筑配合物是配位化学研究中一个新的方向。另外,含dm金属的配合物在光学性质上有着优良的性质。综上,本论文着重以4-咪唑基的含氮杂环配体为主配体,各种多羧酸类配体为辅助配体,与dm金属盐反应,合成了一系列具有光学性质的配合物,对其结构与能量的关系进行了研究,讨论了pH值、温度等因素对配合物结构与性质的影响。本论文中所采用的4-咪唑基配体：本论文的主要工作如下：一、利用H2L配体和羧酸为混合配体与锌金属盐反应构筑了8个金属配合物：[Zn(H2L)(m-BDC)](1),[Zn(H3L)(BTC)](2),[Zn(H2L)(HBTC)](3),[Zn(H2L)(HBTC)]-H2O (4),[Zn2(H2L)(BTC)(μ2-OH)](5),[Zn(H2L)(cis-1,2-CHDA)](6),[Zn(H2L)(trans-1,3-CHDA)]-2.5H2O (7),[Zn(H2L)(cis-1,3-CHDA)]H2O (8)。1是一维链结构,3是三重贯穿的三维结构,其余配合物均是二维层状结构。氢键在配合物中起着很好的连接作用。配合物2中H2L配体的一个咪唑基获得质子作为端基配体配位,其余配合物中H2L则作为桥连配体。2-4和7-8是两组由温度调控的配合物,我们对其进行了密度泛函计算,理论计算结构与实验结果相吻合,高能量的结构都是在相对较高的温度下得到的。2和5则是一组由pH调控的配合物。所得配合物均有着很好的荧光性质。二、利用H2L配体和羧酸为混合配体与镉金属盐反应构筑了7个金属配合物：[Cd(H2L)(m-BDC)](9),[Cd3(H2L)2(BTC)2(H2O)]-5H2O (10),[Cd(H2L)(cis-1,2-CHDA)]·3H2O (11),[Cd2(H2L)2(cis-1,2-CHDA)2]·3H2O (12),[Cd(H2L)(cis-1,3-CHDA)]·H2O (13),[Cd(H2L)(cis-1,4-CHDA)]·5H2O (14),[Cd(H2L)(cis-1,4-CHDA)](15)。11、14、15是一维链结构,9、12、13是二维层状结构,10是三维结构。所有低维结构都通过氢键的连接形成了三维结构。11和12以及14和15是两组由温度调控的配合物,通过密度泛函的理论计算,其结果与实验数据相吻合。所有配合物都具有良好的荧光性质。