《具有胺化催化性能的金屬-有機框架的合成與反應研究》是依託中山大學，由張利擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：具有胺化催化性能的金屬-有機框架的合成與反應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張利
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近年來，金屬-有機框架（MOF）材料作為一種新型的異相催化劑，引起了廣泛的研究興趣。通過兩年工作的積累（包括具有催化活性中心的MOF的合成，以及均相催化胺化反應方法學的研究），本項目擬設計和合成具有催化胺化性能的金屬-有機框架材料，包括三個課題：(1) Cu(I)-MOF的合成及其在胺化反應中的套用；(2) Box-MOF的合成及其在胺化反應中的套用（Box，手性雙噁唑啉配體）；(3) NHC-MOF的合成及其在胺化反應中的套用（NHC，氮雜環卡賓）。其中設計Cu(I)-MOF和Box-MOF是為了發展具有活性金屬位點的金屬-有機框架異相催化劑，而合成NHC-MOF是為了發展具有官能團的金屬-有機框架異相催化劑。通過這三個課題的研究，我們希望能將金屬-有機框架發展成為一類能高效地催化新的碳-氮鍵形成的反應、並體現出MOF催化的特異性（如底物的大小、形狀、官能團選擇性）的異相催化劑。
結題摘要
本項目按照既定目標，“將金屬-有機框架（MOF）發展成為一類能高效地催化新的碳-氮鍵形成的反應，並體現出MOF催化的特異性（如底物的大小、形狀、官能團選擇性）的異相催化劑”，設計了七個研究課題，包括：（1）基於CuI的金屬-有機框架的設計和合成；（2）MOF-253·nCuI的製備和在疊氮、端基炔和碳二醯亞胺的三元耦合反應中的催化性質研究；（3）基於惡唑烷的金屬-有機框架的合成和在不對稱催化反應中的催化性質研究；（4）金屬-有機銅籠堆積形成的金屬-有機框架材料的合成和在氮雜環丙烷化反應中的催化性質研究；（5）金屬-有機銠籠堆積形成的金屬-有機框架材料的合成和在分子內碳氫鍵胺化反應以及卡賓氮-氫鍵插入反應中的催化性質研究；（6）無序金屬-有機框架（金屬-有機凝膠）的合成和在分子內碳氫鍵胺化反應中的催化性質研究；（7）基於釕卟啉的金屬-有機框架的合成和在卡賓氮-氫鍵插入反應中的催化性質研究。其中研究課題1-3取得階段性進展，但是由於合成得到的MOF催化劑，包括基於三腳架配體4-btapa（N,N',N''-三(4-吡啶基)均三苯甲醯胺）的 (Cu4I4)3(4-btapa)4，通過後修飾負載CuI的MOF-253·0.45CuI和基於惡唑啉的Uio-67-Oxa的穩定性不夠，不能順利開展異相催化研究。研究課題4-7開發的金屬-有機多孔催化劑足夠穩定，並能有效的促進碳-氮鍵形成的胺化反應，相關工作已經發表。通過四年的工作積累，我們發現基於雙核銠催化結構基元以及基於釕卟啉的金屬-有機多孔材料在催化胺化反應中的活性特別高，可以循環使用十次，並且具有底物的大小、形狀或者官能團選擇性。
