【摘 要】
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金属有机框架材料(MOF)是由有机配体与金属离子或者离子簇连接的晶体配位化合物,代表了一类可调节的物理和化学特性新型的微孔聚合物材料。近几年,MOF材料由于其本身的结构及特殊的性能成为科研工作者活跃的研究课题。MOF在众多领域中有着更为广泛的应用,例如气体的分离与存储、催化各种有机反应、分离除杂、生物电化学等,主要归因于超高的比表面积以及高的孔隙率,若能合理的设计结构建筑单元则是一类新颖材料诞生。
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金属有机框架材料(MOF)是由有机配体与金属离子或者离子簇连接的晶体配位化合物,代表了一类可调节的物理和化学特性新型的微孔聚合物材料。近几年,MOF材料由于其本身的结构及特殊的性能成为科研工作者活跃的研究课题。MOF在众多领域中有着更为广泛的应用,例如气体的分离与存储、催化各种有机反应、分离除杂、生物电化学等,主要归因于超高的比表面积以及高的孔隙率,若能合理的设计结构建筑单元则是一类新颖材料诞生。有机连接配体是整个结构特性和功能关键的一个环节,若有机配体是手性的,则后期就会合成所期望的手性多孔材料,并且该材料提供了一个微观的手性环境,广泛用于手性分离、催化等研究。因此,本文拟以常见单一手性来源L-苯丙氨酸与均三苯甲酸、间苯二甲酸、2,6-吡啶二吡啶羧酸构建了一些手性建筑单元。通过溶剂热反应与无机金属离子的掺杂组装出不同孔腔尺寸大小的手性金属有机框架材料。具体内容如下:(1)本章以自然界中常见的L-苯丙胺酸为单一手性起始原料与均三苯甲酸合成C3对称手性配体H3L,并通过“一锅法”与金属离子Zn2+得到一种3D结构的新颖材料Zn-MOF(材料1)。该材料1位于空间群Pi213,,表示该晶体为正交立方晶形,呈现Cubic模型,通过材料1的染料吸附实验发现,该材料能够吸附碱性品红,则表明材料具有一定的手性孔道以及吸附能力。以材料1作为手性分离萃取剂,苯基缩水甘油醚作为研究对象,探索其对小分子医药中间体环氧化合物及其衍生物对映体的选择性分离性能,并从实验结果得出该材料1手性分离效果非常好且对映体过量值到达99%。(2)本章依然采用天然廉价的L-苯丙氨酸为单一手性来源与间苯二甲酸以及间吡啶二羧酸合成两种C2手性V型配体(H2L1、H2L2),两种配体与锌盐通过水热溶剂反应得到两种晶体分别命名为材料2、材料3。通过晶体结构解析,两种手性MOF材料配位方式相同均为三维结构,且空间群均为P3221。通过两者结构对比表明所设计的V型配体H2L1引入吡啶原子不影响其金属离子的配位,证明该手性配体具有一定的普适性。本实验中采用材料2为代表探索其结构的配位方式,并通过染料吸附实验验证该手性材料2有一定的手性孔腔及吸附能力。
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