手性诱导合成手性金属-生物分子多孔材料

Homochiral porous materials have been widely used in many fields. The induction of chiral porous solids containing only achiral building blocks is a new direction, which is using of asymmetric crystallization from achiral precursors to form enantiopure or enantioenriched crystalline nanoporous materials. Its biggest advantage is that in principle it is not limited to chiral composition. As such, it provides us with a fertile field for the development of homochiral porous solids. This project is using chiral ionic liquids or chiral additive to induce the chirality in the final product. We want to use achiral building blocks like purine, their modifications and some flexible carboxylic acid as linkers to synthesis some metal biomolecule porous frameworks. We also want to draw some conclusions from these reactions by change the cation and anion of chiral ionic liquid and the kinds of chiral additive. Therefore we hope to understand the mechanism of chiral induction of porous solids and can design these chiral porous materials. At the same time, we can do some research on drug storage or release by using these chiral porous materials. We make our effort to get useful information on synthese metal biomolecule porous frameworks.

手性多孔金属-有机骨架材料在诸多领域都有着广泛应用。利用手性诱导的方法制备手性物质，消除了对手性中心的依赖，给我们有目的的合成手性物质提供了更加广阔的天地。本项目拟选用合适的手性离子液体或者在非手性溶剂中融入手性添加剂的方法，通过其诱导，有目的的合成制备系列以核碱基及其衍生物，柔性羧酸为配体的手性金属-生物分子多孔材料，并通过改变手性离子液体的阴阳离子构型，手性添加剂的种类，总结定向组装的规律，尝试寻找手性溶剂及手性添加剂的诱导机理。同时对手性金属-生物分子多孔材料进行开展药物分子选择吸收及释放的研究，为制备具有多功能的手性金属-生物分子多孔材料提供实验指导和理论依据。

在该基金资助下，按照项目计划和研究方案，取得了以下几方面的进展。1）我们合成了系列柔性羧酸以及含氮类有机配体，和金属离子在多样的反应条件下，组装得到系列多孔金属-有机骨架材料，并对上述材料进行了荧光性能的研究。结果表明，上述材料对硝基苯具有很好的荧光淬灭，为其应用于危险物质以及农药的检测方面起到了一定的指导作用。2）多孔金属有机骨架材料的研究，利用V型，三角型配体得到三例具有多孔结构的材料，其中一例为具有一维隧道的管状阴离子骨架多孔材料，其晶体形貌为空心管晶体，与其六方隧道结构相对应，对其生长过程做了研究，并研究了良溶剂和不良溶剂对其晶体生长过程的影响。合成出稀土金属系列物质，对其荧光进行了讨论，由于该化合物是阴离子骨架，因而对阳离子染料以及一些有色阳离子有荧光淬灭效应，有望成为良好的荧光探针材料。利用柔性V型配体，合成得到二例多孔结构的化合物，其活性位点可被含氮小分子取代，从而可以得到包含疏水亲水两种特性的孔道结构，该两例化合物的孔隙率达到46.2%，对其进行了N2，CH4，CO2等气体吸附的研究，展现出良好的气体吸附性能。3）采用咪唑类离子液体合成得到了三类新的金属有机骨架材料，通过改变离子液体阴阳离子的结构，我们得到了系列结构类似的材料，由此说明离子液体阴阳离子对化合物的结构起到了不可忽视的作用。4）通过部分非手性配体合成得到了单手性的化合物，并探讨了手性形成的原因。利用3,5-bis(4-pyridyl)-1,2,4-triazole配体及其衍生物，合成得到二例单手性的配合物，上述两种配合物的单手性均通过CD谱得以证实，对其中一例单手性配合物做了光催化降解染料的研究。研究表明在紫外光下对有机物RhB有良好的降解作用。对另外一例单手性配合物进行了二阶非线性的研究，结果表明其SHG效应大约是KDP的0.15倍。上述工作部分在Dalton Transactions, Microporous and Mesoporous Materials, Crystal Growth & Design, CrystEngComm,等期刊发表，SCI收录论文共计17篇。