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多功能材料和纳米磁体是当前分子磁性材料研究的两个重要方面。多功能磁性材料不仅具有磁性，而且还拥有导电性、光学活性等其它物理特性和功能。把手性结构引入磁体中，制备既有磁性又有光学活性的分子磁体，即手性磁体(chiralmagnets)，是当前分子材料领域具有挑战性的研究目标之一。在制备手性磁体时既要使分子具有特定结构，而且还必须保证整个晶体具有手性结构，因此制备手性磁体难度很高，目前文献仅报道了少数几例手性磁体。
氰基(CN-)和叠氮(N3-)离子是两种有效的桥联和磁交换配体，氰基和叠氮离子桥联金属配合物具有丰富的结构和磁性。本论文主要从事金属氰基配合物构筑基块或叠氮桥联的手性低维金属配合物的合成、结构和磁性研究。通过在氰基或叠氮桥联的金属配合物中引入手性有机配体，合成出了一系列具有光学活性和磁性的低维金属配合物，为手性磁性多功能材料的合成、结构、性质和功能研究提供新的实验方法和理论依据。
首次在叠氮桥联配合物体系中引入手性有机配体，合成了6个新颖的叠氮桥联的手性一维金属配合物，[Cu(R—L)2(N3)]n(ClO4)n(1)，[Cu(S—L)2(N3)]n(ClO4)n(2)，[Mn(R—L)2(N3)]n(ClO4)n(3)，[Mn(S—L)2(N3)]n(ClO4)n(4)(R—L or S—L=R—or S—pyridine-2-carbaldehyde—imine)，[Cu(N3)2(R—bipy)]n(5)，and[Cu(N3)2(R—bipy)](6)(R—bipy=(1R)—6，6-dimethyl-5，7-methano-2-(2-pyridinyl)—4，5，6，7-tetrahydroquinoline)。从 CD 谱可知它们均为具有光学活性的化合物。化合物[Cu(R—L)2(N3)]n(ClO4)n和[Cu(S—L)2(N3)]n(ClO4)n是一对手性对映体，是目前不多见的通过不对称单EE叠氮桥联的铁磁性偶合的一维螺旋链配合物。[Mn(R—L)2(N3)]n(ClO4)n(3)，[Mn(S—L)2(N3)]2(ClO4)n(4)，也是一对手性对映体，是通过不对称单EE叠氮桥联的反铁磁性偶合的一维螺旋链配合物。化合物[Cu(N3)2(R—bipy)]n(5)是通过不对称单EO叠氮桥联的手性一维链金属配合物，变温磁化率测定表明链内相邻CuⅡ间是弱的反铁磁性偶合。化合物[Cu(N3)2(R-bipy)](6)是一个单核手性金属铜配合物，分子间通过弱的Cu…N3键作用在空间上形成结构上与化合物5类似的一维链结构。
以[Fe(CN)6]3-，[Cr(CN)6]3-和[Fe(Tp)(CN)3]-为构筑基块与手性席夫碱锰(Ⅲ)配合物反应合成了6个新颖的氰基桥联的杂化双金属手性一维链配合物。[Mn3((R，R)-Salcy)3(H2O)2Fe(CN)6·2H2O]n (7)，[Mn3((S，S)-Salcy)3(H2O)2Fe(CN)6·2H2O]n (8)，[Mn3((R，R)-Salcy)3(H2O)2Cr(CN)6·3H2O·CH3CN]n(9)，[Mn3((S，S)-Salcy)3(H2O)2Cr(CN)6·3H2O·CH3CN]n(10)，[Mn2((R，R)-Salty)2Fe2(Tp)2(CN)6·2H2O·CH3CN]n (11)，[Mn2((S，S)-Salcy)2Fe2(Tp)2(CN)6·2H2O·CH3CN]n (12)，化合物7和8，11和12分别是一对手性对映体化合物，圆二色谱表现出明显相反的科顿效应。晶体结构分析表明7，8，10，11，12晶体为P212121手性空间群。化合物7是由[Mn3(R，R)-Salcy)3(H2O)2Fe(CN)6]对称手性单元构成的一维右手螺旋链化合物，在一维链中二个[Mn((R，R)-Salcy)3(H2O)2]+与同一个[Fe(CN)6]3-的两个-CN形成端基配位，一个[Mn((R，R)-Salcy)3(H2O)2]+分别与两个[Fe(CN)6]3-的-CN桥联配位构成-MnⅢ-NC-FeⅢ-CN-MnⅢ-不均匀一维链。化合物8的结构与7相同，但化合物8是由[Mn3((S，S)-Salcy)3(H2O)2Fe(CN)6]不对称手性单元构成的一维左手螺旋链化合物。手性对映体化合物7，8具有相同的磁行为，磁性研究表明它们为具有光学活性的亚铁磁体(Tc=3 K)，在1.8 K下能观察到明显的磁滞回线。化合10的结构与化合物8的相同，只是[Cr(CN)6]3-代替了[Fe(CN)6]3-。化合物10的结构虽然与8一样，但它们的磁性却存在较大的区别，化合物10具有临界场很低(约60 Oe)的变磁行为，TN=3 K。化合物11，12分别是由[Mn2((R，R)-Salcy)2Fe2(Tp)2(CN)6]和[Mn2((S,S)-Salcy)2Fe2(Tp)2(CN)6]不对称单元构成的-MnⅢ-NC-Fe(Tp)Ⅲ-CN-MnⅢ-一维右手螺旋链和左手螺旋链化合物。化合物11，12在链内相邻MnⅢ和FeⅢ之间为铁磁性偶合。
以bpca修饰的金属氰基配合物[Fe(bpca)(CN)3]-(bpca=bis(2-pyridylcarbonyl)amidate anion)为构筑基块与溶剂化的CuⅡ、MnⅡ离子或Cu(bpca)+反应，合成了三个新颖的氰基桥联的杂化双金属配合物，[(bpca)2FeⅢ2(CN)6Cu(H2O)2·1.5H2O]n(13)，[(bpca)FeⅢ(CN)3Cu(bpca)(H2O)·H2O]n(14)，[(bpca)2FeⅢ2(cN)6Mn(CH3OH)2(H2O)2]·2H2O(15)。化合物13是由Fe2(CN)4Cu2单元构成的杂化双金属一维格子链化合物，CuⅡ离子处于拉长变形的八面体配位环境。化合物13通过链内相邻CuⅡ与FeⅢ的铁磁性偶合和链间的反铁磁性偶合作用表现出变磁性质，Neel温度TN=2.2 K，在1.8 K下的临界场为250 Oe。化合物14是由[(bpca)FeⅢ(CN)3Cu(bpca)(H2O)]单元构成的右手螺旋一维链配位聚合物，晶体为P212121手性空间群，这是一个预想不到的由非手性单元构成的具有光学活性的手性螺旋链化合物，链内相邻CuⅡ与FeⅢ离子间为铁磁性偶合，磁偶合交换常数J1=7.9 cm-1，J2=1.03 cm-1.化合物15是由一个MnⅡ与两个[Fe(bpca)(CN)3]-配位构成的三核线性结构化合物。磁性研究表明它具有弱的亚铁磁性行为。 以Tp有机配体修饰的金属氰基配合物[Fe(Tp)(CN)3]-(Tp＝Tris(pyrazolyl)hydroborate)为构筑基块与溶剂化的过渡金属离子CuⅡCoⅡ，NiⅡ反应，合成了[(Tp)2Fe2Ⅲ(CN)6Cu(DMF)·DMF]n(16)，[(Tp)2FeⅢ2(CN)6Co(CH3OH)2·2CH3OH]n(17)和[(Tp)2FeⅢ2(CN)6Ni(CH3OH)2·2CH3OH]n(18)三个新颖的氰基桥联的杂化双金属一维格子链配合物。在化合物16中，CuⅡ离子处于稍变形的四方锥五配位构型。化合物17，18中CoⅡ和NiⅡ均处于稍变形的八面体配位环境。17是稍扁平的八面体，而18是稍拉长的八面体，18的变形性比17稍大些。磁性研究表明：化合物16存在类似单链磁体的磁弛豫现象，经拟合计算弛豫时间τ0=4.4(11)×10-12 s，△/кB=40.1(6)K，阻塞温度Tb=3K。化合物17，18具有明显的变磁性质，化合物17在1.8 K下的临界场为1 KOe，Neel温度TN=7.5 K。化合物18在1.8 K下的临界场为0.8 Koe，Neel温度TN=6 K。这种变磁行为是由于链内氰基桥联的相邻金属离子间的铁磁性偶合和相邻链间的吡唑环存在弱π-π堆积作用引起的反铁磁性偶合共同作用的结果。