手性鋯-有機框架的設計組裝及不對稱催化性能

《手性鋯-有機框架的設計組裝及不對稱催化性能》是依託上海交通大學，由劉燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：手性鋯-有機框架的設計組裝及不對稱催化性能
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉燕
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

含多核金屬鋯簇的金屬-有機框架(MOFs)材料，由於其優異的水熱穩定性和化學穩定性，在吸附和多相催化等領域具有重要的研究價值和套用前景。本項目以手性TADDOL骨架為平台，合成結構和功能多樣的手性有機橋聯配體，利用配位化學原理和超分子化學的方法，與金屬鋯簇組裝製備具有不對稱催化性能的、高穩定性的手性多孔鋯基MOFs，對其結構和物理性能進行表征；根據材料的結構特徵和手性微環境，選擇合適的不對稱催化反應(如Diels-Alder、Aldol反應等)評估其催化性能，探索組裝方法、構建單元的空間和電子結構與材料結構、穩定性和催化性能之間的關係；實現分子水平上對結構和功能的有效控制，通過模組化功能分子設計實現功能手性材料的一體化的製備和強化，獲得具有高反應活性和高選擇性多相催化劑。

結題摘要

以手性TADDOL、聯苯和希夫鹼骨架為平台，製備了系列具有不同結構類型的手性鋯基和其它金屬基MOFs等手性多孔框架；研究了這些多孔材料的不對稱催化、手性分離和感測方面的套用，探索和總結了手性多孔結構形成過程各基本結構單元的電子和空間結構、製備方法與結構之間的關係，以及結構和性能之間的關係。利用手性聯苯配體與具有不同配位能力的金屬組裝得到了包含鋯基MOF在內共16種同構的手性多孔MOFs材料，具有良好的熱穩定性及耐水、耐酸鹼性，且可作為優異的Lewis酸催化劑催化不對稱烯硼酯加成、雙烯硼酯加成、Friedel-Crafts烷基化和硫醚氧化等重要的不對稱催化反應，選擇性高達99%。羧酸官能化的希夫鹼配體和金屬鋅分級組裝得到一個具有介孔尺寸的手性MOF，可通過酸鹼相互作用吸附固載手性有機胺催化劑催化不對稱Aldol反應。在分級組裝過程中，螺旋體的對稱性和手性得以保持、傳遞和放大。 在國際重要學術期刊發表SCI論文19篇，包括J. Am. Chem. Soc 6篇，Angew. Chem. Int. Ed 1篇，Nat. Commun 1篇，Coord. Chem. Rev 1篇，ACS Catal 1篇和Chem. Commun 3篇；論文發表後被Synfacts選作研究亮點進行專題報導。