一、 课题来源与背景 配合物分子磁性材料不仅具有与无机氧化物相似的金属离子，而且骨架结构中的有机组成部分使得它可以部分的实现定向设计合成，尤其过渡金属钴、镍、铜配合物，二价金属钴、镍和铜离子本身具有自旋是顺磁性离子，同时又是人体所需的微量元素之一，但在新陈代谢的过程中却起着很大的作用，而且金属离子配位环境有易变性，更容易与生物活性的有机配体形成磁性-生物活性双功能金属镍配合物分子材料，可以得到有实用价值的分子材料，这类材料在材料学、医学以及生物学上都有潜在的应用。因此，开展这方面的研究显得尤其重要，而且是一个值得继续大力开拓的前沿研究领域。该研究方向不仅是对无机-有机杂化材料功能的探索，也为制备多功能材料提供一条崭新的途径，同时为化学、材料科学及生物学等学科间的交叉融合创造条件，具有重要的学术意义。 二、 研究目的和意义 本项目将以钴离子（Co2+）、镍离子（Ni2+）和铜离子（Cu2+）等过渡金属离子为金属中心、吡唑或吡啶氮杂化类化合物及其衍生物作为配体，通过水热合成或者溶剂热合成的方法，尝试去合成一些新的氮杂化配体桥联过渡金属配合物分子材料，使其同时具备磁性-生物活性双功能性质。并且对金属镍配合物分子磁性材料进行磁交换机理的研究，通过和实验所得数据进行比较来检测对称性破损（Broken-Symmetry）态结合密度泛函方法（BS-DFT）对计算过渡金属配合物交换耦合常数的准确度，以及不同方法下的基组效应，为探索生物活性机理、寻找新型药物及开发新型功能材料提供理论据，使接近于预期磁性-生物活性双功能性质的新化合物的合成成为可能。 三、主要论点与论据 （1）通过调控分子结构，使得配合物分子既具有生物活性点，又呈现出磁性质，从而实现分子组装和磁-生物活性耦合。 （2）优化化学结晶方法及其反应条件，从而制备结构相对稳定、可用于测量的配合物单晶，揭示结构特征与组装规律。 （3）将扩展休克尔轨道法、紧束缚法和能带理论应用于材料体系的性质分析，研究其构效关系。 四、创见与创新 （1）成功合成了3种有机配体，并利用这些配体结合多种金属离子组装成金属配合物，研究了化合物的磁性、发光性能和检测有机胺的活性，为多功能磁分子材料的设计与合成奠定实验和理论基础。 （2）在水热的条件下，得到了4种的新配合物。通过对配合物的反应条件及形成规律的总结，来探讨配体的配位模式对化合物结构的影响，同时通过对新化合物结构的研究，总结分子间作用力、配体的构型、金属离子的种类对化合物结构影响的规律，从而为新配合物的设计和合成积累经验。 （3）通过密度泛函理论来研究2种配合物的分子磁交换机理，探索化合物的磁性质与结构间的关系，为这类化合物在材料方面的应用提供理论基础。 五、社会经济效益 本项目为设计合成多功能材料提供物质基础和理论依据，建立和发展新型分子的合成和制备方法。 六、历年获奖情况 《多功能分子磁性材料研究》或牡丹江科技进步二等奖。 七、成果简介 与本项目主要发现点有关的论文共发表6篇，其中在国际期刊上发表2篇，主要成果如下： [1] Shuxin Cui, Yongcun Zou, Jinhuan Yu, Qianzhu Yin, Wenwen Zhang, Lehong Xing. A novel photochromic metal organic framework based on viologen exhibiting benzene detection and photocontrolled luminescence properties in solid state，Inorg. Chem. Commun., 2019, 110, 107610. [2] 左明辉，沈金铭，徐杰，尹乾柱，崔术新. 锌（II）的一维配合物合成、晶体结构及其荧光性能研究, 人工晶体学报，2019, 46(7), 1298-1302. [3] 赵一伦, 沈金铭, 尹乾柱, 左明辉, 汪洋, 崔术新. 铜配合物(bmim)2[Cu3(μ3-Cl)2(μ-pz)3Cl3]离子液体的磁性理论研究,分子科学学报，2019，35（2），171-174. [4] 尹乾柱，崔术新，沈金铭，赵一伦. 反铁磁性铜配合物的密度泛函理论研究, 牡丹江师范学院学报（自然科学版），2019，109，42-45. [5] Shuxin. Cui, Qianzhu. Yin, Jinhuan Yu, Jian Jiang, and YongcunZou. An Electron-Deficient Coordination Polymer Based on a Viologen Ligand Accompanying Photochromism, Vaporchromism, and Photoswitchable Luminescence Properties, Russ. J. Inorg. Chem. 2020, 65, 874-879. [6]崔术新，张文文，沈金铭，茹莉莹，赵 宇，左明辉,铁镍双金属配合物[Fe(2,2'-bpy)2Ni(CN)4]n的合成、晶体结构及磁性，硅酸盐学报，2020，6，919-924.

牡丹江师范学院

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。