手性柱层状多孔金属有机骨架材料的合成、结构和催化性能研究
摘要:手性金属有机骨架MOF作为当代应用前景极为广泛的材料之一,具有独特且多样性的结构、不对称催化和手性拆分等性能,引起了催化研究者的极大关注。手性化合物在精细化工生产中占有极为重要的地位,获得单一对映体化合物的方法及其应用的研究是当代化学研究的前沿和热点之一。通过选择恰当的建筑模块,设计合成手性柱层状多孔金属有机骨架材料具有非常重要的意义。重点介绍了近年来国内外有关手性MOF的合成方法,及其在不对称催化领域的部分研究成果。
关键词:手性金属有机骨架; 合成; 不对称催化;对映体
一、文献综述
近年来,手性金属有机骨架化合物因其孔隙率髙、比表面积大、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性等特点,一度成为科学家们追逐的热点,在合成发展方面,也取得了一些喜人的成果。目前,手性MOF应用于催化,手性分离,传感,气体储存/分离,磁性,离子交换,发光材料,非线性光学和药物输送等各种领域,其中,手性MOF的不对称催化反应也是热门研究课题之一。本文主要整理了国内外有关手性MOF的合成方法,及其近年来在不对称催化领域的最新研究成果。
1.手性MOF的合成方法
在金属有机骨架孔道中锚装或嫁接具有手性催化性能的配体、有机分子或有机金属化合物,制备出的MOF材料均具有不对称催化与对映体选择分离的开发与应用前景,这是目前化学研究催化领域的前沿和热点之一。因此,通过选择恰当的建筑模块,设计合成与组装手性柱层状多孔金属有机骨架材料具有非常重要的意义。手性MOF的合成方法概括起来主要有4种。
1.1利用非手性物质在晶体生长过程中自组装合成具有螺旋结构的手性MOF
摒弃了比较昂贵的手性试剂,在仅选用廉价的非手性试剂的情况下,虽然能够在晶体合成过程中形成具有螺旋结构的MOF,并且基于这种螺旋结构的存在能产生手性的三维网络结构,但是,采用这种自识别方法组装手性MOF大部分倾向于得到外消旋化的配合物,得到手性MOF的例子较少。Shen[1]等采用非手性配体2,2-联吡啶-5,5-二羧酸(H2BPDC)、甲酸与Zn(NO3)2·6H2O水热合成了手性MOF,结构简式为Zn3(BPDC)2(O2CH)2·2DEF。该配合物具有手性空间群P41212,BPDC-Zn2 螺旋链的存在使其具有手性孔道。
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