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手性是生命的基础和本质，从天文学到地球科学，从化学到生物学，几乎处处都有手性的身影。本文的研究领域主要是合成手性(或非心结构)的金属-有机配合物。因为手性(或非心结构)的配位聚合物会表现一些独特的光学性质，在手性催化、光学拆分和化学传感等方面具有潜在的应用价值。
本论文以氨基酸为配体，在水热合成条件下，得到了16个配位聚合物，并对它们的结构和性质进行了初步地探讨。
Ⅰ.β-吡啶基-β-氨基酸及其配位聚合物
合成了三个吡啶取代基位次不同的rac-β-吡啶基-β-氨基酸配体，它们是不对称结构多官能团化合物，羧基在配位时能够离子化，手性离子β-吡啶基-β-氨基酸(PAPA)对生成极性配位聚合物来说是一个很好的配体，它不仅可作为一个不对称配体与金属离子相连，还可以在配位化合物中起螯合作用而增加配位聚合物的稳定性。用它们作为构筑块在水热合成条件下分别和锌盐、镉盐或锰盐反应，得到十二个配位聚合物(其中有配体原位脱氢和原位脱氨的产物)，有七个是我们想要得到的手性或非心结构化合物，对这些配合物的结构和性质作了初步的研究。
1.rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸及其配位聚合物
(1).rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和锌盐在水热合成条件下得到四个配位聚合物，它们是：rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和Zn(ClO4)2·6H2O在110-115℃发生原位脱氢反应，生成三维配位聚合物{[(3-C5H4N-C(NH2)=CHCOO)Zn](ClO4)}n(1)具有手性空间群(P212121)；rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和Zn(ClO4)2·6H2O在120℃发生原位脱氨反应，生成的三维配位聚合物{[(3-C5H4N-CH=CHCOO)Zn](OH)}n(2)也具有手性空间群(P212121)；rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和Zn(NO3)2·6H2O在相对较低温度70℃反应，得到一个配体没有发生任何变化的三维配位聚合物{[(3-C5H4N-CH(NH2)CH2COO)Zn](NO3)}n(3)也具有手性空间群(P212121)；rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和Zn(ClO4)2·6H2O在相对较高温度140℃发生原位脱氨反应，生成中心对称结构的一维链状配位聚合物{[(3-C5H4N-CH=CHCOO)2Zn](H2O)}n(4)。这四个化合物中，除4是中心对称一维结构外，化合物1、2、3都是P212121手性空间群的三维网状结构配位聚合物，具有潜在的类沸石功能。我们对化合物1、2、3的初步研究表明，它们都有SHG效应，1、2、3的SHG效应大约为尿素的1.30、0.40、和0.30倍。其中，化合物1的光学效应最强，这可从化合物的结构来解释这现象，它是一个共轭体系，氨基是一个给电子基团，它的存在增加了电荷不对称性(电子推拉效应)，这对非线性光学行为的产生非常重要。但这三个化合物并没有显示铁电性能。
(2).rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和镉盐在水热合成条件下得到四个配位聚合物，它们是：rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和Cd(ClO4)2·6H2O在140℃发生原位脱氨反应生成的(P1)手性空间群的配位聚合物[(3-C5H4N-CH=CH-COO)2Cd]n(5)；rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和Cd(ClO4)2·6H2O在70℃溶剂热条件下，生成了配体保持的的配位聚合物{[3-C5H4N-CH(NH2)CH2COO][3-C5H4N-CH(NH3)CH2COO]Cd(ClO4)(H2O)}n(6)，其结晶在(Cc)非中心对称空间群；rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和CdCl2·6H2O在70℃生成的(P21/n)中心对称空间群的配位聚合物{[(3-C5H4NCH(NH2)CH2COO)Cd(OH2)Cl](H2O)}n(7)和rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和Cd(SO4)2·4H2O在70℃生成的结晶在(P21/c)中心对称空间群的配位聚合物{[3-C5H4NCH(NH2)CH2COO]2Cd2(SO4)(H2O)2(C2H5OH)}n(8)。这四个化合物中，5和6没有中心对称性，5具有二维空间结构。三维结构的化合物6经测定具有铁电行为。化合物7和8具有中心对称性，其中7为二维平面结构，8虽为中心对称结构，但它是三维孔洞结构，并捕获了溶剂乙醇分子，可以利用类似的反应，使其捕获光学活性的分子，增加不对称因素，形成非中心对称的类沸石结构的配合物，应用于分子识别与选择性分离。
(3).rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和锰盐在水热合成条件下得到两个中心对称结构的配位聚合物，它们是：rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和MnCl2·4H2O在70℃反应，得到了具有P21/n空间群的二维网状结构配位聚合物{[(3-C5H4NCH(NH2)CH2COO)(H2O)ClMn](H2O)}n(9)；rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸和Mn(ClO4)2·6H2O在140℃反应，得到一个配体发生原位脱氨的，空间群是P-1(No.2)的二维网状结构配位聚合物[(3-C5H4N-CH=CH-COO)2Mn]n(10)。以锰离子为金属中心，没能得到本文所需要的非中心对称结构的配合物。
2.rac-β-(4-吡啶基)-β-氨基酸及其配位聚合物
改变吡啶取代基氮的位置，合成了rac-β-(4-吡啶基)-β-氨基酸(4-PAPA)，并通过晶体结构测试等方法证实了它为我们所需要的产物。以它为构筑块，按rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸与金属盐反应的条件进行水热合成，结果出人意料，只得到一个rac-β-(4-吡啶基)-β-氨基酸和硫酸锌发生配体原位脱氨的配合物{(4-C5H4N-CH=CHCOO)Zn2(SO4)(OH)}n(11)。这是一个空间群为P21的手性三维结构配位聚合物，其框架结构是中性的，网状结构间的孔洞未被填充，网状结构的框架上有硫酸根、氢氧根这些能够形成氢键的官能团存在，使孔洞包合小分子客体成为可能，是一个潜在具有手性类沸石功能的结构。这样的结构满足我们用于手性拆分和催化的无机-有机杂化类沸石类分子材料设计，作者曾成功用这类结构的配位聚合物实现了2-丁醇、3-甲基-2丁醇等小分子化合物的手性拆分。
3.rac-β-(2-吡啶基)-β-氨基酸及其配位聚合物
本文还合成了rac-β-(2-吡啶基)-β-氨基酸(2-PAPA)，以它为构筑块，按rac-β-(3-吡啶基)-β-氨基酸与金属盐反应的条件进行水热合成，也只得到一个晶体。它是由rac-β-(2-吡啶基)-β-氨基酸和氯化镉在相对较低温度70℃时用溶剂热条件下生成配体保持的具有P212121空间群的二维空间结构配位聚合物{[2-C5H4N-CH(NH2)CH2COO]CdCl}n(12)。层与层之间存在着π-π堆积作用，并且配位氯离子是一个能形成氢键官能团，在层与层之间和孔洞中可以包合客体分子，其结构也符合个人们用于手性拆分和催化的无机-有机杂化类沸石类分子材料设计，有可能用于分子识别和拆分。
Ⅱ.3，5-二硝基酪氨酸的单一手性配位聚合物合成、结构和性质
众所周知，α-氨基酸的手性对生命科学非常重要，利用α-氨基酸进行构造新型超分子结构的研究有很多，以(S)-3,5-二硝基酪氨酸为不对称配体，在水热合成条件下，用它和金属离子配位，得到两个单一手性结构的配位聚合物[(C9H7N3O7)2Pb2(H2O)]n(13)和[(C9H8N3O7)2Mn(H2O)0.5]n(14)。
配合物13的配体是二价负离子与铅离子形成中性网状结构，未配位的硝基可以与客体分子氢键缔合。配合物14的配体以一价负离子形式与锰离子形成中性网状结构，层与层之间不但有未配位的硝基之间的分子间作用力，同时硝基与水也因氢键作用而缔合。这两个配合物结构都符合人们用于手性拆分和催化的无机-有机杂化类沸石类分子材料设计，它们的孔洞或层间空隙都有可能包合除水外的客体小分子，实现分子识别与拆分。
Ⅲ.含四唑氨基酸配体的单一手性配位聚合物合成、结构和性质
用(S)-3-氰基苯丙氨酸((S)-3-CNPHA)、叠氮化钠和氯化锌或氯化镉在水热合成条件下反应，得到两个含四唑氨基酸配体((S)-TPA)的单一手性三维孔洞结构配位聚合物[Zn((S)-TPA)]n(15)和[Cd((S)-TPA)(H2O)]n(16)。
这两个三维化合物的空间结构相似，都是敞开的通道结构，TGA曲线表明15和16的框架构型在400℃以下是稳定存在的。对化合物15和16的研究还表明它们具有二阶非线性光学倍频(SHG)效应，估计与尿素相当。