跨越一维（1D）和二维/三维（2D/3D）电子系统的梯型化合物引起了广泛关注，因为它们的电子状态和物理性质强烈地依赖于其组成腿之间的电子相关性。例如，作为代表性的梯型材料体系，对两腿和三腿的氧化铜梯型材料的研究表明，其电学和磁性，如超导和量子自旋态与其组成腿的数量相关。为了彻底理解这类材料独特的物理和化学性质，科学家希望得到基于梯型体系的2D/3D扩展。然而，由于高温高压等极端合成条件，基于这种两腿或三腿的梯型系统的维度扩展是十分困难的。

与氧化物体系相比，利用配位化学的自下而上组装是实现维度扩展的可行方法。配位组装的优点是温和的制备条件以及结构的可设计性（如1D纳米线、2D纳米片和 3D框架）。在配位化合物中，一维卤素桥接过渡金属配合物链（MX-chain）十分有趣，因为其电子状态可以通过金属离子、卤素离子、有机配体和抗衡阴离子等结构成分实现调控。最近，将MX-chain通过有机配体的连接，获得了多种维度拓展的金属有机梯型化合物（MX-ladder）；包括两腿梯、四腿梯/管、和2D拓展的两腿梯。在这些 MX-ladder化合物中，观察到独特的电子态、吸附特性和高质子电导率。然而，进一步的3D扩展MX-ladder体系尚未实现。

近日，日本京都大学北川宏（Hiroshi Kitagawa）教授团队与日本东北大学若林裕助（Yusuke Wakabayashi）教授合作，成功构筑了一种3D 拓展的两腿MX-ladder化合物，[Pt(en)(dpye)I]₂(NO₃)₄·2H₂O（en = ethylenediamine；dpye = 1,2-Di(4-pyridyl)ethane） (化合物1)，并揭示了其电子态和质子传导特性。单晶X射线衍射研究证实了独特的3D扩展晶格是由1D混合价卤素桥接金属链 (···Pt–I–Pt–I···) 和螺旋排列的环型配合物单元作为腿和梯级组成。X射线漫散射分析和光学测试揭示了该梯型化合物内的异相Pt²⁺/Pt⁴⁺混合价排列（异相电荷密度波：out-of-phase CDW）。这种独特的3D拓展结构是通过使用元素I₂对小尺寸的双核Pt基环型配合物进行简单的氧化聚合而意外地获得，这与之前报道的两足梯型体系明显不同，原因可能是小的环型配合物单元具有较大的空间位阻。由于化合物1的孔隙中具有丰富的氢键相互作用，作者研究了其质子传导特性。阻抗测试表明，该化合物的质子传导率可随着湿度的增加而提高1000倍。相应地，其质子传导路径也通过单晶X射线衍射得到了研究。此外，从MOFs的角度来看，化合物1也是一种十分罕见的具有3D扩展框架结构的Pt基MOF。相关成果以“A Three-Dimensionally Extended Metal–Organic Ladder Compound Exhibiting Proton Conduction”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上（DOI: 10.1002/anie.202400162）。

（摘自 材料牛网）