杯芳烃是一类由若干个苯酚单元通过桥连基团连接而成的大环化合物,由于其自身结构中的酚羟基、桥连杂原子或改性修饰后的功能化基团都能与金属离子配位,且杯芳烃具有多变的构象,从而导致其与金属离子的配位模式各不相同,因此,杯芳烃是一种构筑配位化合物的优良配体。本论文选用硫杂杯[4]芳烃及其氧化衍生物为主要配体、三元羧酸为辅助配体,与不同的金属盐反应,通过溶剂热法处理这一复杂体系,以得到目标配合物,考察了反应条件对配合物结构的影响规律,并对所得配合物进行了X-射线单晶衍射、元素分析、热重、红外光谱等表征,研究了配合物的气体吸附性能等,探讨了配合物结构与性质之间的关系。具体内容如下:1.采用溶剂热合成方法,在锌-杯芳烃体系中引入三角形三元羧酸H3BBC（4,4’,4”-（苯-1,3,5-三基-三（苯-4,1-二基））-三苯甲酸）配体,期望获得具有特定结构和功能的金属-杯芳烃配位化合物。但实验结果表明,BBC并未进入到锌-杯芳烃体系中,而是与锌直接反应,生成了轮桨式锌-芳香三羧酸配体的二维（6,3）金属有机网络结构{Zn₂Cl₂（BBC）}n（配合物1）。当体系中不存在杯芳烃时,也得到了同样的结构。{Zn₂Cl₂（BBC）}n结构类似于石墨烯,其中每层上的六方形孔洞的尺寸达到2.4×2.4 nm2,但当各层堆积后,孔洞基本被堵住,对氮气基本没有吸附能力。与以往报道的水分子配位不同,该配合物中轮桨式Zn₂（COO）₃单元的轴向方向被两个Cl–占据。该配合物可溶于0.1 mol/L Na OH溶液,并解离为单层结构。这为单层类石墨烯结构的制备提供了新思路。2.采用溶剂热法合成了一种新颖的三维网络结构配合物{[Co₅（OH）（H₂O）（DMF）₄]（BTE）₃}（2a）,其中H3BTE为4,4’,4”-（苯-1,3,5-三基-三（乙炔-2,1-二基））-三苯甲酸。该结构最大的特点在于含有十二连接的Co₅核簇,这些核簇通过三角形三元羧酸连接而成互穿的三维结构。当将这种三维结构的单晶浸泡于甲醇中时,发生单晶-单晶转换,成为另一种互穿的结构配合物{[Co₅（OH）（H₂O）₂（CH₃OH）-4]（BTE）3——}（2b）。该配合物对N₂和H₂均有一定的吸附能力,是典型的微孔结构,有望在气体吸附与分离,多功能材料方面得到应用。3.采用正丁基八钼酸铵与对叔丁基硫杂杯[4]芳烃（H4TC4A）在溶剂热条件下反应,制得了3种不同的杂核杯芳烃核簇配合物,分别为三核配合物[（C₄H₉）₄N]{Na Mo₂（TC₄A）₂（CH₃O）₂（OH）₄}（3）,十四核配合物[（C₄H₉）₄N]2{[Na₃Mo₄O₂（TC₄A）2（H2O）₅]₂（H₂O）₄}（4）,以及四核和八核共存的配合物[（C₄H₉）₄N]4{Mo₄（TC₄A）₂Cl（CH₃OH）}2{Mo₈（TC₄A）₄Cl₂}（5）,其中,配合物3中的游离三核结构由2个锥形的单核钼-杯芳烃结构单元通过钠离子与酚羟基和桥连硫原子配位连接而成。而配合物4结构类似于5中的八核结构,但又有明显不同,其夹心型结构单元的两个杯芳烃的距离明显拉长,中间夹杂Mo₄Na₃核簇形成一个C型单元,两个这样的单元通过水分子配位桥连成一个十四核的大团簇。配合物5则含有两种游离的单元,一种为孤立的夹心型四核钼结构,即两个杯芳烃以尾对尾的方式排列,通过酚羟基和桥连硫原子配位形成夹心型结构单元;另一种则为两个前述四核夹心型结构通过两个氯离子桥连形成的八核单元。本方法为杂核杯芳烃核簇配合物的合成提供了基础数据。4.钼酸钠与对叔丁基硫酰基桥连杯[4]芳烃（H₄TC₄A-SO₂）在溶剂热条件下反应,制得一个夹心型结构配合物{Mo₂Na₄O₃（TC₄A-SO₂）₂}（6）。该配合物类似于典型的夹心型四核结构,即两个杯芳烃分子以尾对尾的方式排列,并同时与4个钠离子配位从而形成夹心型结构,但同时每个杯芳烃分子空腔内又有一个钼原子与4个酚羟基配位,且两个钼原子通过与桥连氧配位连接在一起。