限域纳米空间内酸碱有机官能团分子的可控组装及其协同催化机理的研究

本课题结合仿生学和分子工程学的原理，利用孔径可以调变的不同拓扑结构的介孔分子筛作为载体，采用分步组合嫁接的分子模板化技术在分子水平上调变表面的亲水-疏水性以及酸碱活性位的定量和定向有序排列，合成高效、高选择性性的酸碱双功能催化剂。拟以醛酮缩合（Aldol反应）和大分子酯(PNPC16)的水解反应为探针反应，研究限域孔道内不同酸碱活性位的匹配对碳碳键偶合反应和大分子酯水解反应的活性、稳定性以及选择性的影响，以期望实现生物酶的高活性和高选择性。通过对限域纳米孔道内活性位点微结构控制的系统研究，不仅可以深化对分子筛催化剂的结构-性质-反应性能基础理论的认识，拓宽分子筛材料的类型，而且将为新型多功能催化剂的合成提供充分的实验和理论依据。

课题结合仿生学和分子工程学的原理，利用孔径可以调变的不同拓扑结构的纯硅基介孔分子筛作为载体，采用分步组合嫁接的分子模板化技术在分子水平上调变表面的亲水-疏水性以及酸碱活性位的定量和定向有序排列，合成高效、高选择性的酸碱双功能协同催化剂。以Henry和Knoevenagel反应为探针反应，研究限域孔道内不同酸碱活性位的匹配对碳碳键偶合反应的活性、稳定性以及选择性的影响。通过对限域纳米孔道内活性位点微结构控制的系统研究，不仅深化了对分子筛催化剂的结构-性质-反应性能基础理论的认识，拓宽分子筛材料的类型，而且为新型多功能催化剂的合成提供充分的实验和理论依据。圆满的完成了项目申请书中的研究内容，取得的主要成果如下：.（1）在不同拓扑结构的介孔材料的合成以及纯硅基介孔纳米颗粒的宏量化合成方面获得了具有独立知识产权的多孔材料，并且首次提出了 “可控强/弱自组装相互作用”机制合成单分散介孔纳米球的新概念（JACS2013）；.（2）发展了新的分步组合嫁接的分子模板化技术调变介孔材料限域孔道内亲-疏水性、功能基团的定量和定向有序排列以及相关的催化反应性能，实现了类酶反应通道的分子构筑（CEJ2011）。