金属-有机框架（MOFs）枝接的复合多功能三相催化剂的制备及其性能研究

Because of some disadvantages of the traditional tri-phase transfer catalysts, such as function single, structure unknown and supporting material resource waste, and so on, MOFs would be used as novel grafted materials. This project could be focus on design and synthesis of a series of MOFs-based novel multifunction composite triphase transfer catalysts. According to the characteristics of the catalytic functions of the composite components and phase transfer catalysts in the new triphase transfer catalysts, the suitable organic reactions related to environment and energy will be investigated. This kind of heterogeneous catalyst can be recycled, and the reaction conditions are mild, which has some significance in resource utilization, energy protection and environmental protection. The study will effectively expand the application of MOFs in the field of catalysis, provide new materials for the theoretical and practical application of MOFs in catalysis, and further promote the progress of phase transfer catalysis.

由于传统的三相相转移催化剂存在功能单一、结构不明以及支撑材料资源浪费等问题，本项目以MOFs作为相转移催化剂的新型支撑材料入手，拟设计合成一系列基于MOFs的新型多功能复合三相相转移催化剂，并依据新型三相相转移催化剂中MOFs及MOFs复合组分和相转移催化剂部分的催化功能特点，催化人们关心的与环境和能源相关的有机反应，从而探究基于MOFs的新型多功能复合三相相转移催化剂在有机合成中的应用。该类异相催化剂能够回收利用，反应条件温和，在资源利用、能源保护和环境保护方面都有一定的意义，该研究将有效地扩大MOFs材料在催化领域的应用范围，为MOFs材料在催化方面的理论和实际应用研究提供新的素材，同时也进一步推动相转移催化研究的进展。

“金属-有机框架（MOFs）枝接的复合多功能三相催化剂的制备及其性能研究”项目预期设计合成一系列基于金属-有机框架（MOFs）的新型三相催化剂，并依据新型三相相转移催化剂中金属-有机框架（MOFs）组分和相转移催化剂组分各自的特点，选择合适的有机反应进行异相催化，从而探究基于金属-有机框架（MOFs）的新型三相催化剂在有机合成中的应用。. 我们设计合成了含有催化活性的有机配体，利用该配体原位组装合成了具有手性催化活性的MOFs材料，进一步的利用后修饰的方式、原位水解将纳米无定型二氧化钛与MOFs材料复合得到了一例具有双功能催化剂TiO2@UiO-68-CIL，该催化剂在温和条件下可以光催化以苯甲醇为起始原料的一锅串联反（Morita−Baylis−Hillman），该催化剂的合成方法建立了以MOFs为平台，实现将小分子催化、光催化和热催化的有机统一；共价有机框架（COFs）作为MOFs材料延伸，我们设计合成了具有相转移催化功能的小分子二酰肼单体，通过该单体与均三苯甲醛反应得到具有相转移催化功能COF材料Pd@COF-QA，利用该Pd@COF-QA三相催化剂可以水相温和条件下催化Suzuki Miyaura反应，催化剂绿色环保，并可以重复利用，有利于工业化推广应用。. 在新型三相催化剂相关研究的基础上，我们开展了COFs设计合成相关内容的探索，首次报道实现了不对称聚合策略合成手性COFs，使前手性单体到手性COFs的合成成为可能，极大地丰富了手性COFs的合成方法学；另外，我们研究实现在温和条件下以克级量合成了一种含有螯合配位环境的新型共价有机骨架材料COF-DM，通过固态配位方法制备了Cu(II)@COF-DM， Cu(II)@COF-DM可用作高活性的多相催化剂来催化炔-二卤甲烷-胺（A3）偶联反应。