利用阴离子层状材料水滑石(LDHs)主体层板的分子识别能力和可插层组装性,提出以含阴离子官能团的不对称催化活性中心为客体、LDHs为主体的超分子插层结构催化剂模型。借助LDHs层内空间的纳米限域效应,提高手性催化活性中心的旋光稳定性。通过调控超分子插层结构特征如LDHs层板化学组成、层板电荷密度、层板二维尺寸、晶体尺寸及其分布、层间客体密度及排列方式、主客体相互作用方式及强度等,调变超分子结构催化剂的结构特征,从而更为精准地控制其催化性能及催化行为。解决目前不对称催化体系中普遍存在的催化剂使用条件及性能局限于手性中心稳定性的科学问题。
利用阴离子层状材料水滑石(LDHs)主体层板的分子识别能力和可插层组装性,采用离子交换、焙烧复原等方法,构筑了以脯氨酸及酒石酸钛配合物等仿生催化活性中心为客体、LDHs为主体的超分子结构手性催化剂。结果发现,LDHs层内空间的限域效应不仅可提高手性催化活性中心的旋光稳定性,而且可提高催化剂的对映体选择性。通过调控主体层板的电荷密度及组装条件,可调变层间客体密度及排列方式、层间共存客体含量等超分子催化剂的结构特征,从而控制催化性能及催化行为。研究中还将主体材料由层状结构扩展到纳米孔结构材料,客体由仿生分子(离子)扩展到生物催化活性中心-酶分子,构筑了纳米结构固定化酶反应器。