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手性分子组装及功能设计
  • 项目名称:手性分子组装及功能设计
  • 项目类别:国家杰出青年科学基金
  • 批准号:21025103
  • 申请代码:B01
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2014-12-31
  • 项目负责人:崔勇
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:上海交通大学
  • 批准年度:2010
中文摘要:

围绕手性科学和技术中的核心问题,运用分子和晶体工程原理,探索了设计与组装手性功能配合物的一些新方法和新途径,研究了分子固体中手性信息存储、传递和表达的特点与规律。(1)从柔性的手性配体出发,构筑了多种新型手性配位分子笼、环和聚合物,能高选择性地识别和分离手性有机小分子,揭示了手性主-客体之间的相互作用本质和特点;(2)开展了以"手性 + C3对称性"策略制备八极结构晶体材料的工作,获得了一些具有良好二阶非线性光学活性的金属-有机硼化合物。 2005年回国以来,在国际重要学术刊物上发表SCI论文14篇,其中以通讯作者在 J Am Chem Soc和Angew Chem发表论文5篇。 有4篇有关手性分子功能组装的研究论文被Nature China、 Chemical Science、"有机化学"和"科学通报"选作研究亮点或专题报道。

结论摘要:

以手性希夫碱、联苯酚骨架为平台,设计合成十多种配位能力、长度、电子和立体结构不同的吡啶和羧酸桥联配体;基于配位化学和超分子化学原理, 制备和组装孔洞尺寸多样化的手性金属-有机框架、金属-有机大环、分子笼和有机聚合物,实现对特定材料的结构和手性的可控合成和调控, 探索和总结手性多孔结构形成过程各基本结构单元的电子和空间结构、配体的手性结构、材料的制备和组装方法与目标结构和性能之间的关系。 利用手性联苯酚羧酸配体与锌离子组装得到了一个手性金属-有机框架,经Li修饰后可作为异相不对称催化剂催化醛的氰化反应,选择性高达99%以上,且给催化进程可成功用于药物合成。利用羧酸功能化的希夫碱联苯配体分步组装得到两个含有自由羧基的手性微孔和介孔晶态框架材料,其中介孔晶态框架材料可利用酸碱相互作用包裹手性有机胺催化剂催化aldol反应,并且该异相催化剂可以循环使用多次。以钴希夫碱羧酸为桥联配体与金属离子组装,合成了具有纳米孔道结构的三维框架,在环氧丙烷的动力学水解拆分中高的催化活性和选择性,反应的本征活性大幅度提高,甚至超过均相催化反应结果, 观察并研究了框架结构中催化的限阈效应和多相性。手性联苯酚羧酸配体与金属锰组装得到的手性金属-有机框架可利用其裸露的羟基作为手性识别位点,选择性吸附分离外消旋的胺类化合物,选择性高达98%以上;此手性框架材料还可以作为手性固定相制备液相色谱柱,基线分离胺类衍生物。手性Salalen吡啶配体与金属锌组装得到的手性金属-有机大环能够选择性吸附分离小分子的二级醇和二级胺类化合物、亚砜和扁桃酸脂类化合物;此外大环填充的手性气相色谱柱可以分离常规吸附无法分离的氨基酸。以扭曲的还原型金属希夫碱(Salan)为配体,与金属锌离子配位组装得到了手性多孔的螺旋八面体体笼,可以吸附拆分外消旋苯乙醇、苯乙胺和亚枫类有机分子。 在国际重要学术期刊发表SCI论文23篇,包括Nat. Commun 1篇,J. Am. Chem. Soc 3篇,Angew. Chem. Int. Ed 2篇,Chem. Soc. Rev 1篇,Adv. Mater1篇,Chem. Sci 1篇,Chem. Commun 5篇,文章发表后被Nature Chemistry、Synfacts等选作研究亮点进行了专题报道。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 23
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
期刊论文
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