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手性材料 6.

[2022-08-14] 手性产品 1509

【手性材料  6.】

(6.  手性金属-有机框架材料)

       金属-有机框架材料(MOFs)是近二十年来发展迅速的一种配位聚合物,具有三维的孔结构,一般以金属离子为连接点,有机配位体支撑构成空间3D延伸,是沸石和碳纳米管之外的又一类重要的新型多孔材料,在催化、储能和分离中都有广泛应用。MOF已成为无机化学、有机化学等多个化学分支的重要研究方向。

 金属-有机骨架材料(Metal-OrganicFrameworks)是指过渡金属离子与有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点。而手性金属-有机框架聚合物只能通过手性配体或非手性配体在特殊环境中自发转变来得到。目前, 所合成的手性金属有机框架大致有以下三类: (1)具有手性配体的手性金属有机框架化合物, (2)具有次级构筑单元(SBU)手性金属有机框架化合物, (3)具有螺旋结构的手性金属有机框架化合物。因此可以用下面几种方法来设计手性 MOFs:(1)通过手性配体或同分异构体合成合成手性框架化合物。使用最广泛且最成功的方法是直接用对映手性配体与金属桥联来得到中间体, 同时同分异构体在这方面也具有很大的潜力。(2)利用模板分子作用合成。模板分子在框架结构中不与金属离子桥联, 但它的结构和化学性质会影响到整个框架的结构和性质, 可以减少框架的穿插度、形成开放的孔洞结构、增加手性等。因 此 , 可 以 用 手 性 模 板 来 诱 导 合 成 手 性MOFs 。(3)直接用非手性配体合成。手性化合物的合成方法中自发产生手性结果是一个很特殊的现象, 只在 MOFs 的合成过程中发生。且得到的产物多具有螺旋型的结构或次级结构单元, 其中非手性配体中柔性的多齿有机桥联配体可能更容易形成螺旋形的手性 MOFs 。

手性金属-有机框架材料(MOFs)主要包括两个重要组分:结点(connectors)和联接桥(linkers)。即MOFs是由不同连接数的有机配体(联接桥)和金属离子结点组合而成的框架结构。

手性金属有机框架在不对称催化、对映选择性分离、非线性光学、手性传感、手性磁性材料、光活性纳米级药物的传输和生物医学成像材料等方面的潜在应用, 使其成为不同学科的研究热点。2020年12月18日,据《材料化学》杂志了解,英国科学家已经确定了一种可将太阳能存储数月乃至数年的特殊材料——金属有机框架(MOF)材料。

手性金属有机框架材料.png


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