金属-有机纳米管(Metal-Organic Nanotubes, MONTs)作为一种特殊类型的孔状材料,由于其在气体吸附,荧光材料等领域的潜在应用而日益引起人们的广泛关注。纳米管在化学、材料、生物医药等众多研究领域发挥了重要的作用,特别是在离子传输,分子探针,模拟分子轨道和离子轨道等方面展现出了巨大的优势。由有机配体与金属离子配位而成的金属有机化合物在组装超分子金属-有机纳米管时,最重要的是如何选择合适的有机配体及金属离子,寻找最佳的晶体生长条件(甚至包括客体分子的引入)以及采取适当的合成策略。得益于超分子化学以及晶体工程学科的发展,人们已经利用多功能的超分子有机配体与金属离子配位得到了数目众多的有限以及无限的金属-有机纳米管或纳米管状结构。尽管如此,低维的非穿插的金属-有机纳米管却罕见报道。本论文,我们通过双相溶剂热法,利用β-环糊精(β-CD)和γ-环糊精(γ-CD)分别合成了两种手性铅金属-有机纳米管(CD-MONT-2和CD-MONT-3)。论文的具体研究如下：(1)过渡金属Pb作为金属配位点,β-CD和y-CD作为超分子配体,在一定程度上充当氢键的给体和受体。采用双向溶剂热法合成两种手性金属-有机纳米管,铅离子通过与环糊精分子上的糖苷氧原子配位分别与两个β-CD或γ-CD分子相连,从而形成具有{Pb14}或{Pb16}金属大环的纳米管。在β-CD与Pb形成的纳米管的空腔中,有游离的环己醇客体分子,而在γ-CD与Pb形成的纳米管的空腔中则不存在客体分子。而这一不同直接导致了两种纳米管三维堆积结构的不同。我们还对两种化合物的荧光性质,碘分子吸附以及热稳定性等进行了详细的研究。(2)为研究环糊精与金属铅离子配合的难易程度,我们进行了理论计算。根据CD-MONT-2与CD-MONT-3的成键模式,模拟了α-CD与Pb(Ⅱ)离子形成的复合物CD-MONT-1。首先采用杂化密度泛函理论的方法进行第一性原理计算,得到模拟结构图,后利用密度泛函理论的Becke-3-Lee-Yang-Parr(B3LYP)方法对结构进行校正优化。优化后,测量其二面角Pb-O-Pb-O和角Pb-O-Pb,通过角度来判断表面张力的大小,进而判断合成该化合物的难度。模拟的CD-MONT-1的二面角比CD-MONT-2、CD-MONT-3都大,说明形成CD-MONT-1是非常有难度的。