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为了合成新颖的聚合结构、发现新的磁现象和理解磁相互作用机理，探讨分子体系的磁性和结构相关性，并在此基础上合成具有目标性能的分子磁体，配位聚合物的结构和磁性研究日益受到人们的关注。本论文利用过渡金属离子与配体之间的相互组装，共获得了19个一维、二维及三维配位聚合物，并对它们进行了单晶结构测定和磁性表征。本论文研究工作的主要部分分为两章：
一、基于开链二嗪类双(二齿)席夫碱配体叠氮桥联配位聚合物的结构与磁性作为一种能有效传递磁交换的桥联配体，叠氮离子(N3-)具有配位模式和传递磁耦合的多样性。本章采用叠氮离子作为桥联配体，并利用具有丰富配位模式的开链二嗪类双(二齿)席夫碱配体作为有机共配体，构筑了系列具有特定结构和磁性的过渡金属配位聚合物，并进行了单晶结构的测定和磁性表征。
(1)利用开链二嗪类席夫碱配体制备了三个一维叠氮桥联Mn(Ⅱ)配合物并对它们进行了结构表征与分析(1，2a，2b)。其中配合物1和2b具有相同的一维交替链结构，Mn(Ⅱ)离子由双EO叠氮桥和双EE叠氮桥交替连接。磁学性质研究表明链内Mn(Ⅱ)之间表现为铁磁和反铁磁交替作用，整体表现为反铁磁相互作用。配合物2a具有有一维均匀链状结构，Mn(Ⅱ)离子间通过双EO叠氮桥连接，磁学性质研究表明链内Mn(Ⅱ)之间为铁磁相互作用。化合物2a可以在母液内转化为2b，表现出不常见的动力学产物向热力学稳定产物转化的现象。
(2)利用开链二嗪类席夫碱配体制备了三个一维的叠氮桥联Cu(Ⅱ)配位聚合物(3-5)，并对它们进行了结构表征与磁性分析。三个Cu(Ⅱ)配合物具有类似的一维链状结构，链内均含有由EO叠氮桥连接而成的“Cu4环”配位基元。三个Cu(Ⅱ)配位聚合物链内均整体表现为反铁磁相互作用。
(3)利用开链二嗪类席夫碱配体制备了四个叠氮桥联Zn(Ⅱ)配合物并对它们进行了结构表征(6-9)。一维的Zn(Ⅱ)配合物(6，7)链内含有“Zn4环”，环内通过有机配体和单EO叠氮桥连接，环问通过双EO桥连接形成一维链。二维Zn(Ⅱ)配合物(8)是由“Zn13”配位单元通过两种不同的双核连接桥相互连接得到的具有(4，4)拓扑结构的配位聚合物。三维Zn(Ⅱ)配合物(9)中含有和一维Zn(Ⅱ)配合物类似的一维链状结构，链间通过双EO叠氮桥连接形成三维结构。尽管Zn(Ⅱ)为抗磁性离子，由于其较大的原子半径，易于结晶的特点，仍有可能获得一些新颖的叠氮桥联网络，不但可以用来构筑具有潜在光功能的配位聚合物，还有助于我们更好的理解叠氮桥联配位模式的变化机理。
二、含五元杂环二羧酸配体配位聚合物的结构和磁性在叠氮化钠、丁炔二酸、硝酸铜三元体系的水热合成过程中，我们发现了一个基于[3+2]环加成的原位反应，得到基于有机配体1，2,3-三唑二甲酸的一个异金属三维聚合物。由此，本论文展开了基于三唑二甲酸和4,5-咪唑二甲酸配位聚合物的水热合成，成功得到了9个具有一维、二维及三维结构的配位高分子，并对它们进行了单晶X射线衍射测试、红外光谱、元素分析、热重分析、磁性测量等结构表征和性质研究。
(1)通过原位合成的方法，以叠氮化钠和丁炔二酸为原料合成并表征了一个基于1，2,3-三唑二甲酸(H3TzDC)的Cu(Ⅱ)/Na(Ⅱ)异金属配位聚合物(10)。在该聚合物的晶体结构中包含少见的共面“Na()[Cu4]”配位基元，配位基元间通过钠离子相互连接得到三维聚合结构，在合成过程中钠离子起到了模板的作用。磁学性质测试表明化合物整体表现为反铁磁相互作用，该化合物为铜化合物的磁性研究提供了很好的模型。
(2)利用水热的方法合成了两个具有二维层状结构的Mn(Ⅱ)配位聚合物(11、12)。H3TzDC在不同的pH值下，可以脱去不同数目的质子得到H2TzDC-、HTzDC2-以及TzDC3-三种带不同电荷的桥联配体，因此H3TzDC具有多种潜在的配位桥联方式。其中HTzDC2-和TzDC3-都能够分别在三个方向上连接三个金属离子得到三核次级构筑单元，构筑单元通过共顶点相互连接得到二维Kagomé格子。六配位Mn(Ⅱ)离子的其余两个配位点由双齿配体1，10-邻菲哕啉或2，2’-联吡啶以鳌合的方式占据，因而得到具有一定扭曲的二维Kagomé格子。其中含1，10-邻菲咯啉的配位聚合物的空间群为手性空间群(11)，在结晶过程发生了自发拆分。磁学性质测试化合物11、12均表现出很强的磁阻挫行为。利用具有连接子功能的4，4’-联吡啶作为有机共配体，则合成得到了两个具有三维多空结构的Co(Ⅱ)配位聚合物(13、14)，它们也含有类似的二维Kagomé格子，同时也表现出明显的磁阻挫行为。
(3)利用和三唑二甲酸具有类似结构和配位能力的4,5-咪唑二甲酸(H3ImDC)合成了一系列Cd(Ⅱ)的配位聚合物(15-18)。在实验过程中，利用不同结构和配位性能的有机共配体以及对反应温度、pH值等条件的控制，对目标化合物的最终结构进行了调控，发现了4,5-咪唑二甲酸丰富多样的桥联方式。