新型手性MOFs的制备及其在不对称催化CO2与环氧化合物偶联反应中的应用

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手性金属-有机骨架化合物(Chiral Metal-Organic Frameworks,简称CMOFs)是由金属离子与有机配体构建的具有手性特征的一种周期性网络结构的材料。由于手性MOFs兼具手性特性和MOFs本身的特性,这使得其被视为一种非常有应用前景的多相不对称催化剂。本文向大家演示用一种新的方法来制备手性MOFs(先通过物理吸附,将均相催化剂Salen(Co)吸附进MOFs孔道,然后在骨架上后合成修饰一些基团像“栅栏”一样阻挡均相催化剂的流失),并将制备的手性MOFs在室温下首次应用于CO2与环氧化合物的不对称偶联反应中,取得了令人期待的催化效果和循环使用性能。第一章主要内容为课题概述,MOFs的概念和特点引导出了手性MOFs以及手性MOFs发展简史和手性MOFs常用的制备方法,最后重点讲述了本论文的研究意义及研究方案。第二章主要内容是按我们提出的新的制备手性MOFs的方法成功地制备出了(R,R)-tBu-Salen(Co)@UMCM-1-NH2-AM3多相催化剂,并用XRD、1HNMR、ICP、BET和TGA等表征手段对其进行了一系列的性质表征。此外,还将所制备的催化剂应用于二氧化碳和环氧化合物的偶联反应中,解决了均相催化剂不易和产物分离的难题,实现了将均相催化剂多相化的目的。第三章主要研究内容,通过对第二章实验数据的分析与总结后,选取了孔道尺寸稍小的严格立方结构的IRMOF-3作为我们不对称多相催化剂的母体MOFs,并通过与制备(R,R)-tBu-Salen(Co)@UMCM-1-NH2-AM3类似的方法设计合成出了(R,R)-Salen(Co)@IRMOF-3-AM1手性MOFs催化剂。还在XRD、1HNMR、ICP、BET和TGA表征的基础上增加固态UV-Vis和CD谱等表征手段进一步确定了催化剂的性质,其在不对称催化反应中表现出了预期的催化效果和循环使用能力,解决了均相催化剂与产物分离和循环利用困难等难题。
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