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设计和组装手性配位聚合物是超分子化学和晶体工程中最具挑战性的研究项目。目前有关研究表明：手性金属-有机配位聚合物在立体选择性合成、不对称催化、类沸石、非线性光学材料、磁性材料和包合物中有广泛应用前景。在手性配体中阻转异构体是一类具有潜在轴手性配体的典型代表，这类化合物因取代基空间位阻的作用使得单键旋转受阻势能增加，从而导致一对对映体的拆分变为可能。所以阻转异构体与金属离子的自组装往往能够导致一些杂手性，单一手性以及具有螺旋等手性结构的配位聚合物的生成。
本文以联苯和联萘二羧酸衍生物这类具有扭转(轴)手性的化合物为配体，集中研究了其配位聚合物的设计、合成、结构和性能。本论文的工作分为如下五个部分：1.以2-甲基萘为原料，通过改良的方法得到了具有C2对称性的阻转异构体1，1’-联萘-2,2-二羧酸分子(H2BNDC)，在溶剂热条件下与过渡金属盐Cd(Ac)2和Cd(4,4-biPy)2(ClO4)2自组装生成了两种配位聚合物[Cd2(bndc)2(H2O)5]H2O(10)、[Cd(bndc)(C10H8N2)]H2O(11)，羧酸根采取双齿螯合的方式与金属离子配位，在一维链式配位聚合物10中，金属离子呈现扭曲的五角双锥和四角双锥两种几何构型，每个bndc2-能够桥连两个金属中心，每个Cd2+与两个bndc2-相连。相邻的两个一维链通过四种氢键(联二萘酸羧基氧与配位水，联二萘酸羧基氧与晶格水，联二萘酸羧基氧与萘环芳氢，晶格水与配位水)的方式连接在一起，从而形成了扩展的氢键二维网络结构。聚合物11中具有扭曲四角双锥几何构型的金属离子通过bndc2-桥连作用沿着C轴形成1D聚合链，4，4’-联吡啶沿着A轴方向连接相邻的1D链形成二维网格状配位聚合物结构。二维网格状配合物通过两种氢键(联二萘酸萘环芳氢与水分子，联二萘酸羧基氧与水分子)的方式连接在一起，从而形成了扩展的具有平行四边形空穴(5.04×11.69A2)的氢键三维网络结构。
2.通过溶剂热合成方法，阻转阻转异构体1，1’-联苯-6，6’-二硝基-2，2’-二羧酸(H2BPCN)与金属盐Cd(ClO4)2和UO2(NO3)2.6H2O自组装得到了一维单螺旋链状聚合物[Cd2(bpcn)2(C5H4N)5](12)以及一维双波纹链聚合物[U(bpcn)(H2O)3]H2O(13)。12中Cd2+呈现扭曲的五角双锥和四角双锥两种几何构型，每个bpcn2-以双齿螫合方式桥连两个金属Cd2+，每个Cd2+与两个bpcn2-相连，晶格中同时存在左手螺旋和右手螺旋结构，具有中心对称性，相邻的螺旋链之间通过两种非经典的分子间氢键(硝基氧与苯环芳氢，吡啶芳氢与羧基氧)的方式连接在一起，从而形成了扩展的氢键三维网络结构。13中U3+呈现扭曲的四角双锥几何构型，每个bpcn2-以双齿桥连方式桥连三个金属U6+，每个U6+与三个bpcn2-相连，邻近的U6+通过两个不同的联苯二酸根桥连形成一个八元环，两种分子间氢键(羧基氧与苯环芳氢，配位水与晶格水)作用使得相邻的双波纹链堆积形成扩展的氢键二维网络结构。
3.阻转异构体1，1’-联苯-2，2’-二硝基-6，6’-二甲基-4,4-二羧酸(H2DDC)在第二配体吡啶存在下与Mn(ClO4)2·6H2O通过溶剂热反应技术得到了配合物14，“(R，S)-DDC]6Mn5(H2O)2}(Hpy)(Py)2(H2O)3，若用4-甲基吡啶取代吡啶，可得到另一种配合物15，[(R,S)-DDC]3Mn3(4-mPy)2(H2O)4。配合物14存在三种晶体学上独立的Mn离子中心，沿着C方向呈链状排列，沿着C方向的链状结构通过三个晶体学上配位方式不同的DDC配体与周围六个与此等同的链状结构单元相桥连，形成具有三角形通道的三维网络结构，通道被客体小分子吡啶和水所占据。化合物15配体的配位方式与14完全不同，羧基桥连三个Mn离子中心形成一簇状结构，三核锰簇状结构又通过DDC配体与周边六个等同的簇状结构相连接，形成三维网络结构，在此三维网络中，每个三锰簇结构单元可看作六连接中心，对配合物14和15的磁性研究表明，都具有弱的抗铁磁性相互作用，锰离子的氧化态均为+2。
4.2，2’-联吡啶-1，1’-氮氧化-3,3’-二羧酸(H2BDCD)与Mn(Ac)2·2H2O、Cu(Ac)2·2H2O通过溶剂热反应技术得到了两个新奇金属-有机框架结构的配合物{Mn[(R,S)-BDCD](H2O)}(16)，{Cu[(R,S)-BDCD]}(H2O)(17)。Mn离子中心与六个氧原子配位(三个羧基氧，两个氮氧化氧，一个水分子氧)，呈现扭曲的八面体配位几何构型。有趣的是16中每个(R，S)-BDCD以四齿桥连的方式(两个羧基氧，两个氮氧化氧)连接三个Mn离子中心，在整个晶胞中独立存在R和S构型的配体，所以形成2D具有四边形网格状结构的杂手性配位聚合物，以{Mn[(R，S)-BDCD](H2O)}的二聚体作为四边形的角，其孔洞尺寸为8.207×8.207A2。配合物17中Cu离子中心与四个氧原子配位(两个羧基氧，两个氮氧化氧)，呈现扭曲的平行四边形配位几何构型。每个(R，S)-BDCD以四齿桥连的方式(两个羧基氧，两个氮氧化氧)连接三个铜离子中心，形成2D具有四边形网格状结构的配聚物，其孔洞尺寸为7.315×7.315A2，水分子包夹在相邻的2D层状结构之间，而配合物16中水分子仅仅作为配体存在。
5.通过溶剂热合成方法，阻转阻转异构体4，4’-联喹啉-3,3’-二羧酸(H2BQDC)，4，4’-联喹啉-6，6’-二甲基-3,3’-二羧酸(H2BQMC)与主族金属盐Pb(Ac)2和Zn(Ac)2自组装得到了一维双波纹链聚合物[Pb(bqdc)(C5H5N)](18)和二维层状聚合物[Zn1.5O(bqmc)(C5H5N)](19)。18中每个bqdc2-以双齿螫合和单齿方式桥连三个金属pb2+，每个pb2+与三个bqdc2-相连，中心离子呈现扭曲的四角锥构型，一维链通过芳环间的π-π作用堆积成扩展的三维网络结构。19中每个bqmc2-作为四齿配体以双齿桥连和单齿方式连接四个金属Zn2+，每个Zn2+与三个bqmc2-相连，中心离子呈现扭曲的四面体和八面体两种几何构型，二维网络通过芳环间的π-π及非经典的氢键作用在空间堆积成扩展的三维结构。