基於多孔框架結構的不對稱催化和手性分離研究

《基於多孔框架結構的不對稱催化和手性分離研究》是依託上海交通大學，由崔勇擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：基於多孔框架結構的不對稱催化和手性分離研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：崔勇
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

以在均相催化和手性識別中具有高活性且光學活性穩定的有機分子體（如聯酚、降冰片烯和希夫鹼等）為平台,合成功能化的有機分子（如溴代、炔基、醛和胺等）和配位能力、空間與電子結構不同的手性橋聯配體(如吡碇，羧酸和羧酸等)；基於配位組裝、芳環偶聯和動態共價鍵縮合等反應, 合成微孔和介孔結構的同手性“金屬有機框架材料(MOFs)”和“多孔有機框架材料(POFs)”,實現對特定材料的結構和手性的可控制合成和調控；根據材料的手性分子單元和結構特徵,選擇不對稱催化反應(如醛酮的氫化和烯烴的氧化等)和分離過程(如拆分醇、胺和胺基酸等)，研究材料在多相不對稱催化反應以及在手性分子吸附分離和色譜分離的效率和選擇性；探索手性結構形成過程有機結構單元的電子、空間和手性結構和製備方法與材料結構與性能之間的關係,研究固體材料中手性存儲、誘導、傳遞和放大過程的特點和規律，促進多相手性催化和分離科學的發展。

結題摘要

本項目以手性聯苯酚和希夫鹼等優勢手性催化劑為基本骨架，設計合成了系列空間和電子結構、配位能力不同的有機橋聯配體；基於配位組裝和後修飾等策略, 製備了孔洞尺寸多樣化的手性金屬-有機框架等多孔框架材料，發展了設計合成功能手性多孔材料的新方法，實現了對特定材料的結構和手性的有效調控。根據材料的結構特徵，研究了它們的不對稱催化和手性分離等性能，探索並總結了手性多孔結構基本結構單元的電子和空間結構與目標結構及結構與性能之間的關係，初步揭示了分子組裝體中手性誘導、傳遞和放大的特點和規律。 創建了手性金屬-有機框架的分級組裝和多元模組構築新方法，製得系列含一種或多種活性位點且結構穩定的多孔固體，實現了對包括連續反應在內的多種重要有機反應的高效和高選擇性催化。基於配體調控和金屬調控兩個不同策略，實現了對手性MOF催化劑的穩定性、活性和選擇性的高效調控；首次實現了MOF催化的不對稱連續流動反應，並套用於手性藥物和生物活性分子的合成。成功構築了系列具有高穩定性和高不對稱誘導性的多孔固體催化劑，實現了多種高選擇性的布朗斯特酸催化反應。發展了製備手性層狀MOFs及MOF納米片的新方法，實現了利用納米結構MOF誘導和調節分子催化劑的對映選擇性。 在國際重要學術期刊發表SCI論文45篇，包括J. Am. Chem. Soc，Angew. Chem. Int. Ed和Nat. Commun共20篇，研究工作被Synfacts和ACS Cent. Sci等選作研究亮點進行了專題報導。