双功能化手性有机多孔材料的设计合成、表征及多相不对称催化研究

Due to their inherent porosity,large specific area, light weight, and easy functionalization at the molecular level, porous organic polymers have received significant attention for potential applications in gas storage, sensoring, light-harvesting and heterogeneous catalysis. In recently years, the construction of functional porous organic polymers via “bottom-up” strategy for heterogeneous catalysis has made tremendous development..In our project, the chiral organocatalyst and ligand-metal catalysts have been modified as two different functional building blocks, the novel and well-controllable chiral bi-functional porous polymer can be facilely synthesized via the “bottom-up”strategy from the two functional building blocks. Due to the chiral organocatalyst and metal catalyst have been successfully embedded into the polymer, the nanaoporous polymer can been used as heterogeneous catalyst for co-operative asymmetric catalysis. The high surface area and interconnected pore structure of the polymer is conducive to the mass transfer of substrate and contact the catalytic active site. Exploring the polymer structure and catalytic activity relationships , which to provide theoretical guidance for the rational design and synthesis the high efficiently chiral porous organic catalysts.

多孔有机材料由于具有比较大的比表面积、稳定性好、重量轻以及易于功能化等诸多优点，被广泛应用在气体存储、传感、有机光电和多相催化等领域。近年来，通过“bottom-up”策略合成具有催化活性的多孔有机材料取得了巨大的发展。.本项目拟将手性有机小分子催化剂和刚性配体-金属催化剂经过简单结构修饰作为两种不同的功能化单体，采用“bottom-up”策略，首次实现两种功能化单体的联结，来构筑新颖的、结构可控的双功能化手性多孔有机催化材料。由于有机小分子催化剂和金属催化剂同时均匀“镶嵌”在材料骨架中，使该材料可以作为具有共催化性能的多孔催化剂实现不对称催化；多孔材料高的比表面积和相互贯通的孔道结构有利于底物的传质和与催化活性位点的结合，同时研究材料结构与催化活性之间的关系，为合理设计高效的手性多孔有机催化剂提供理论依据。

作为一种新兴的孔材料，有机多孔材料由于具有高的比表面积、低的骨架密度、高的稳定性和易于功能化等优点受到了极大的关注，被广泛应用于气体吸附/分离、传感、有机光电和多相催化等领域。特别是近年来，通过“bottom-up”策略合成有机多孔催化材料取得了巨大发展。在本项目中，我们设计合成了两种基于手性小分子催化剂的手性功能化单体（FBB-Mac和FBB-JH）、三种基于金属-配体催化剂骨架的非手性功能化单体（FBB-NHC-Pd、FBB-Bpy-Pd和FBB-Ru(Bpy)3+）和四种体积大小不同的结构性单体-多炔基苯（SBB-I, SBB-II, SBB-III和SBB-IV）;选择不同的组合方式，采用“bottom-up”策略，通过Pd/Cu催化的Sonogashira-Hagihara偶联反应构筑了一系列具有催化活性的单功能化有机多孔材料和双功能化手性有机多孔材料：Mac-CPOP、Pd@NHC-MOP、Bpy-Pd-POP、Ru-POP、EY-POP、JH-Ru-CPOP等。材料合成后，通过氮气吸脱附、固体核磁（SSNMR）、热重（TGA）、红外（IR）、粉末X射线衍射（PXRD）、固体紫外（UV）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等表征手段对材料进行了详细的表征。待材料结构性质确认之后，我们选择不同的催化体系系统研究了这几类有机多孔材料的在多相反应中催化活性及材料的循环使用性，选择的催化反应有：不对称Diels-Alder反应、Suzuki-Miyaura偶联反应、Heck偶联反应、Aza-Henry反应、光催化反应（合成2-取代苯并咪唑）等。.在本项目资助下目前共发表SCI论文7篇，其中以第一作者发表SCI论文4篇；还有两篇论文已完成正准备投稿中。