基于氨基酸功能化“V字型”配体的手性MOFs材料的构筑及对映体分离性能研究

Chiral metal-organic coordination polymers are significant for the development of asymmetric catalysis and enantioselective separation in chemical and pharmaceutical industries resulting from their precisely adjustable pore spatial configurations. By utilizing the principle of crystal engineering, this project aims to realize the directed synthesis of homochiral supramolecular porous materials by the means of defined design and construction for chiral metal-organic coordination polymers with functionalized amino-acid ligands. Furthermore, a series of effective chiral materials will be obtained through adjusting the inner pore size of chiral coordination polymers. In addition, high thermal stability can be achieved by modifying ligands. Systematically summarizing the relationship between the structure and performance of the chiral material, it will clarify the mechanisms of chirality generation, transmission, amplification and regulation of these materials, which provide a preliminary evidence for future accurate construction of chiral materials.

手性金属-有机配位聚合物因其精细可调的孔道空间构型,使其在化工及医药领域中针对不对称催化和对映体选择性分离方面有着重要的应用价值。本项目利用晶体工程学原理，设计合成一系列纯手性的α-氨基酸功能化有机配体，定向合成具有纯手性结构的多孔配位聚合物材料。此外，通过修饰配体得到高热稳定性的手性配位材料，进而通过控制该材料的内部孔结构得到一系列有效的手性材料。在此基础上，系统地考察材料合成与性能的关系，阐明其手性的产生、传递、放大及调控机制，为最终实现构筑具有特定结构和优良对映异构体分离性能的纯手性金属-有机材料提供基础。

MOFs以及COFs作为一种新型的晶态多孔材料，具有规整的孔道，高的比表面积，可调的孔径、易修饰的孔道和良好的稳定性，在气体吸附与储存、催化、药物缓释等方面具有潜在的应用价值。多孔材料可以将有机结构的原子精确集成到具有周期性骨架扩展结构中，故可以通过设计结构单元的官能团及种类调节多孔材料的孔隙率，赋予材料新的功能。本论文以设计合成新型功能化的多孔材料和研究它们的潜在应用为目标，通过设计合成新型结构单元和采用不同的功能化方法来构筑刺激响应型多孔材料材料。.在本项目支持下，发表SCI论文七余篇，其中重要结果与关键数据如下：.（1）利用醛胺缩合制备了一系列具有高结晶度、永久性微孔、优异的化学稳定性的化合物，这些化合物的骨架内壁上均具有高密度N和O原子的多孔材料，使其在捕获I2方面具有潜在的应用价值。循环测试结果表明，五次循环后化合物骨架依旧完整，具有良好的结晶度。.（2）通过对建筑单元设计的策略构筑了四个化合物。具有吡啶基团的化合物具有较高的孔隙率。由于超分子相互作用，化合物表现出较高的CO2捕获能力，为不含吡啶基团的1.4倍。测试结果表明，由于吡啶单元固定在化合物结构中，通过对CO2分子弱的超分子相互作用，使其捕获能力大大提高。本研究不仅为构建功能化COFs的设计奠定了基础，而且为其在二氧化碳吸附方面的潜在应用奠定了良好基础。.（3）成功制备了两个COF材料及一个新颖的三维结构金属有机骨架材料，通过结构表征表明该材料具有很高的纯度、出色的发光性能、良好的热稳定性和适宜的结构。且三个化合物对TNP，Fe3+具有良好的检测性能。另一方面该材料对Fe3+和TNP的淬灭常数（Ksv）均超过10-3 M-1。此外，化合物不仅可以再生而且对Fe3+和TNP的检测具有很强的可回收性。其可以作为选择性传感Fe3+和TNP的双功能发光传感器，为环境保护做出贡献。.