手性开放骨架无机微孔晶体的合成与表征

手性分子筛等手性开放骨架无机微孔材料在对映体选择性催化和手性分离等领域具有重要的应用前景。但到目前为止，具有手性骨架的无机微孔晶体却很少被合成出。对于这类材料的合成与制备仍是无机微孔材料领域内极具挑战的课题。本项目以具有手性特征的开放骨架无机微孔磷酸盐及锗酸盐为主要研究对象，通过对化合物的合成与表征，深入分析和总结手性结构的生成规律，设计具有手性特征的开放骨架无机微孔化合物，并依据生成规律，探索开创具有手性特征的开放骨架无机微孔化合物的定向合成路线。利用单晶X-射线衍射仪和固体圆二色（CD）光谱仪系统研究非手性合成体系中手性对称性破缺效应的诱发因素及手性诱导剂等对具有多形体结构的手性无机微孔晶体中某一对映体的诱导作用，并总结其中规律，为最终实现单一手性开放骨架无机微孔晶体的合成提供指导。利用化学修饰方法，对分子筛材料进行手性功能化修饰，为获得手性无机微孔材料另辟蹊径，并研究其手性催化等性能

手性分子筛等手性开放骨架无机微孔材料在对映体选择性催化和手性分离等领域具有重要的应用前景。但到目前为止，具有手性骨架的无机微孔晶体却很少被合成出。对于这类材料的合成与制备仍是无机微孔材料领域内极具挑战的课题。本项目以具有手性特征的开放骨架无机微孔磷酸盐及锗酸盐为主要研究对象，通过对前人的工作总结，发现杂原子利于手性结构的稳定存在及手性模板剂的诱导作用利于这类结构的产生。通过这两方面策略，我们成功的合成出系列具有新型拓扑结构的开放骨架无机微孔材料：具有交叉的10-元环与8-元环孔道的(C3H3N2)2FeAl3P4O16 和(C3H3N2)2CrAl3P4O16（MAPO-CJ50, M= Fe, Cr)；具有两个交叉8-元环孔道新型分子筛拓扑结构的杂原子取代磷酸铝分子筛|(C4NH12)4|[M4Al12P16O64] (命名为 MAPO-CJ69, M = Co and Zn)，其分子筛代号为JSN; 利用手性的金属配合物为模板剂在磷酸盐及锗酸盐体系中进行合成，制备出两例新颖的化合物[Co(en)3 ]2(Zr2 F12 )(ZrF6 H2 O)•H2 O及|(Ni(C3H10N2)3)36Ni4.7| [Ga81.4Ge206.6O576] (命名为GaGeO-JU64, C3H10N2 = 1,2-PDA = 1,2-丙二胺),其中[Co(en)3 ]2(Zr2 F12 )(ZrF6 H2 O)•H2 O 展现出特殊的光电效应；GaGeO-JU64结构中具有成对出现的新颖的两对[312.43.62.116]手性空穴，分别具有C1和C3对称性,作为手性模板剂的金属配合物位于笼中或者环绕笼排列。利用固体圆二色（CD）光谱仪系统地研究了手性分子筛JRY体系中影响对映体过量的因素, 发现手性诱导剂有利于Co- JRY体系中某一对映体过量。本项目的研究工作将为开发手性开放骨架无机微孔晶体的合成与制备提供实验指导。