金属有机骨架(Metal-organic Frameworks,MOFs)材料由金属离子或金属簇与有机配体通过配位自组装过程形成,是一种拥有建筑美学的网络骨架。基于其极高的比表面积、可调节的孔体积和形状、可变化的组分(有机连接框架或金属簇)以及自下而上组装方法的可操作性,MOFs在气体吸附和分离、化学传感、生物医学以及异相催化等诸多领域中存在着广泛的应用。其中,MOFs在催化领域中的应用研究最早,并且随着20多年的快速发展,已经成为MOFs材料最有前景的应用之一。从结构上来看,MOFs与其均相过渡金属配合物的结构类似,可以将均相金属配合物视为MOFs无限结构单元中的基本构成单元;周期性的结构使MOFs的催化位点能够均匀分布在整个框架内;多孔结构有助于在催化过程中催化底物、产物的运输,也有利于将催化活性位点均匀的暴露在开放的孔道中,增强其催化活性。另一方面,作为一种异相催化剂,MOFs在催化过程中便于分离和回收。因此,MOFs催化剂具备了高活性的均相催化剂与可回收利用的异相催化剂的双重优点,可被广泛地应用于多种有机反应中。MOFs的特殊结构使得金属salen活性中心均匀分布在三维框架内,彼此互相分离,避免了二聚,可提高其稳定性和催化活性,是均相催化剂多相化方法的进一步发展。本论文经过创新性的配体设计,合成了一种新型的四羧基官能化的salen配体,(R,R-N,N’-二(3-叔丁基-5-(3,5-二苯基羧基)亚水杨基)-1,2-二苯基乙二胺(H6salen),通过与不同的金属络合,构筑了多种不同功能的salen基MOFs材料,并对其功能结构和催化性质进行了探讨,所取得的研究成果如下:1、以L1[(R,R-N,N’-二(3-叔丁基-5-(3,5-二苯基羧基)亚水杨基)-1,2-二苯基乙二胺镍]为配体,节点金属为Cd2+,构筑了三维多孔骨架SMOF-1。单晶X射线衍射结果表明,SMOF-1的基本不对称单元由一个Ni(salen)配体,两个Cd2+离子和三个DMF分子构成。在双核Cd2簇[Cd2COO)4(DMF)3]的连接节点中,Cdl与来自L1配体上四个羧基的六个氧原子配位,形成一种扭曲的八面体结构;Cd2与来自L1配体的三个羧基的八个氧原子和三个DMF分子配位,形成准八面体的几何结构。SMOF-1具有沿着a轴方向的开放孔道结构,孔径尺寸约为7.0 X 8.0 A2,孔道内被DMF和水分子占据。此外,SMOF-1可作为CO2与环氧化合物环加成反应的高效催化剂,可将环氧化合物以接近100%的转化率转化成环碳酸酯产物,其催化活性要远高于其相对应的均相催化剂。XRD结果表明,SMOF-1具有良好的可重复利用性,循环使用5次以后仍保持着其结构的完整性。2、以L2[(R,R-N,N’-二(3-叔丁基-5-(3,5-二苯基羧基)亚水杨基)-1,2-二苯基乙二胺铜]为配体,构筑了与SMOF-1结构相同的三维多孔框架SMOF-2。SMOF-2中的次级结构单元由两个Cd2+、一个三齿螯合桥接配体、两个二齿桥接配体、一个来自salen配体上的羧基以及三个DMF分子组成。沿着a轴方向,形成了 8.0 X 9.0A2的孔道结构。本工作首次采用还原后合成修饰的方法,用NaBH4对SMOF-2进行还原,获得了框架灵活度和碱性更强的SMOF-2R,并探究了其在亨利反应中的催化性能。研究表明,SMOF-2R对亨利反应有良好的催化效果,最高可以98%的转化率和98%的ee值将醛转化成相应的β-硝基醇产物,首次实现了 MOFs催化剂在不对称亨利反应中的应用。