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超分子配位化合物由于其结构的多样性和在吸附、离子交换、气体储存、生物活性以及光、电、磁等方面的应用已经成为化学和材料领域研究的前沿。如何通过精心设计和选择合适的有机配体和金属离子，调控合成过程中的各种影响因素，合成出具有预期结构和性能的超分子配位化合物，是晶体工程的核心任务，也是目前极具挑战性的研究课题之一。
本论文运用超分子自组装和晶体工程的原理，有目的地设计和合成了一系列结构新颖、性能独特的超分子配位化合物。通过X-射线衍射分析、元素分析、热分析、红外光谱、质谱、核磁共振等手段对化合物进行了表征，对化合物的荧光、磁性、热致变色等性质进行了研究，并且讨论了金属离子、pH值和反应物比例等因素对其结构和性质的影响。主要包括以下三个方面的内容：
1、选择和设计合成了4个含羧基的三齿硫醚三嗪衍生物配体：2，4-二(3-羧基苯硫基)-6-氯-1，3，5-三嗪(2，4-bis(3-carboxyphenylthio)-6-chloro-1，3，5-triazine，H2L1)，2，4，6-三(3-羧基苯硫基)-1，3，5-三嗪(2，4，6-tri(3-carboxyphenylthio)-1，3，5-triazine，H3L2)；2，4，6-三(2-羧基苯硫基)-1，3，5-三嗪(2，4，6-tri(2-carboxyphenylthio)-1，3，5-triazine，H3L3)和2，4-二(3-羧基苯硫基)-6-(4-羧基苯氨基)-1，3，5-三嗪(2，4-bis(3-carboxyphenylthio)-6-(4-carboxyphenylamino-1，3，5-triazine，H4L4)。采用水热法合成了9个金属-有机超分子配位化合物：{[Co11(L2)6(HL2)2(H2O)28]·12H2O)n(1)，[Co4(H2L2)4(HL2)2(H2O)8]·2H3L2·2H2O(2)，{[Co(H2L4)(H2O)3]·2H2O}n(3)，[Co(HL2)(4，4'-bpy)(H2O)2]n(4)，[Mn(HL2)(H2O)2]n(5)，{[Mn12(L2)8(H2O)30]·10H2O}n(6)，[Zn2(HL2)(L2)(H2O)3]n(7)，{[Cd3(L2)2(H2O)4]·H2O}n(8)和[Cu2(HL2)2(H2O)6](9)。其中，四个钴的化合物1-4，具有有趣的热致变色现象；在完全相同的条件下，通过对pH值的微调，实现了对两个锰配合物(化合物5和6)的结构调控，并对它们进行磁性拟合和研究；通过选择与具有优良发光性质的金属离子Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的反应，得到了两个能发射出蓝色荧光的化合物7和8；通过与Cu(Ⅱ)反应得到了一个双核铜配合物(化合物9)。
2、运用超分子自组装的原理，通过向预先构筑好的Zn(Ⅱ)/Cd(Ⅱ)-4，4’-bpp金属-有机框架化合物中有目的地引入发光的有机分子，实现对配合物的荧光调控。采用溶液法合成了8个金属-有机超分子荧光化合物：{[Cd(4，4’-bpp)3(H2O)]·2PF6}n(10)，{[cd2(4，4’-bpp)4(H2O)4]·2(4，4’-bpp)·2H2O·4PF6}n(11)，{[Cd(4，4’-bpp)2(H2O)2]·2(4-Hcm-)·H2O}n(12)，{[Cd2(4，4’-bpp)4(4-Hcm-)2(H2O)2]·3(4-Hcm)·2H2O·2NO3}n(13)，{[Cd(4，4’-bpp)2(H2O)2]·2(5-Ansa-)·2H2O}n(14)，{[Zn(4，4’-bpp)2(H2O)]·2PF6}n(15)，{[Zn(4，4'-bpp)2(H2O)2]·2(5-Ansa-)·H2O}n(16)，{[Zn(4，4’-bpp)2(5-Ansa-)2]·2H2O}n(17)。其中化合物12，14，16和17在室温下能够发出较强的蓝色荧光，量子效率分别达到11.79％，10.47％，12.97％和11.10％。通过比较，发现了以氢键作用引入荧光分子是增强该体系化合物荧光强度的有效途径，通过选择具有不同发光性质的有机分子，应该能实现对配合物整体荧光性质的调控。
3、采用溶液法成功合成了6个以混合氨基酸为配体的过渡金属-稀土高核簇合物：[Gd6Cu24(μ3-OH)30(Gly)12([β-Ala)6(ClO4)(H2O)12]·(ClO4)17·(H2O)28(18)[Tb6Cu24(μ3-OH)30(Gly)12(β-Ala)6(ClO4)(H2O)12]·(ClO4)23·(H2O)20(19)[Pr6Cu24(μ3-OH)30(Gly)8([β-Ala)10(ClO4)(H2O)12]·(ClO4)17·(H2O)28(20)[Sm6Cu24(μ3-OH)30(Gly)8(β-Ala)10(ClO4)(H2O)12]·(ClO4)17·(H20)26(21)[Nd6Cu24(μ3-OH)30(Gly)6(β-Ala)12(ClO4)(H2O)12]·(ClO4)17·(H2O)28(22)[Er6Cu25(μ3-OH)30(β-Ala)7(L-Pro)13(ClO4)(H2O)12]·(ClO4)17·(H2O)32(23)
其中化合物18-22是以甘氨酸(Gly)和β-丙氨酸(β-A1a)为混合配体的30核簇合物，而化合物23则是以β-丙氨酸(β-Ala)和手性L-脯氨酸(L-Pro)为混合配体的31核簇合物。对它们的结构进行了表征和解析，对其磁学性质进行了研究，并且分析了该体系簇合物合成过程中的影响因素。这也是关于混合氨基酸过渡金属-稀土簇合物的首次报道。