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若干手性金属—有机框架材料的设计、合成及分离性能研究

Anees Abbas  
【摘要】:由于手性金属-有机框架(CMOFs)具有结构可调性、高表面积、及孔隙率和化学灵活性等特征,引起了人们的极大的关注。在溶剂的纯化,气体储存,非均相催化,药物传输,传感和分离等领域有着广阔的应用前景。本论文首先制备了两个C_2-对称性的羧基官能化的联苯酚骨架和一个3-甲酰基-4-吡啶基苯甲酸配体,并在此基础上制备了具有不同结构、功能特征的金属有机框架材料(MOFs)。通过TGA,EA,IR和XRD等测试手段对所制备的材料进行了表征。其中,联苯酚配体所组装而成的MOFs可被用于手性识别过程。本论文包括以下四章。在第一章中,简要介绍了手性金属-有机骨架(CMOFs)的重要性,包括它们的合成方法以及在手性识别和分离,非均相催化和手性传感方面的应用。在本章的最后,对论文进行了总结和展望。在第二章中,我们通过八个步骤合成了C_2-对称的1,1'-联苯酚配体,(S)-6,6'-二甲基-3,3'-二溴-5,5'-二(3,5-双(羧基))苯基-1,1'-联苯-2,2'-二醇(H_4L_1)。利用溶剂热法与Cd(NO_3)_2.4H_2O制备了手性三维金属-有机框架S-1。该材料对消旋的醇和亚砜显示出高达99%,97%ee的对映选择性分离能力。同时这种非均相材料还对映选择性地吸附兰索拉唑,最高达91%ee.S-1可以循环使用三次,且几乎未发生明显的对映体选择性降低。在第三章中,我们通过九个步骤获得C_2-对称1,1'-联苯酚-4',6''-二羟基-2',2''-二甲基-5',5''-(二萘-1-基)-[1,1':3',1'':3'',1'''-四联苯]-3,3''',5,5''-羧基配体(H_4L_2)。H_4L_2与InCl_3.4H_2O通过自组装制备了手性MOF S-2。S-2对于芳香族醇和胺的对映体拆分可以分别高达98%,99%ee。通过回收和再利用,S-2的对映体分离性能并没有发生任何明显的弱化。在第四章中,合成了3-甲酰基-4-吡啶基苯甲酸配体(HL_3)。通过分别Zn(NO_3)_2·6H_2O和Ni(NO_3)_2·6H_2O的自组装构筑了金属-有机骨架3和4。并对这些化合物进行了不同手段的表征,如单晶X射线衍射(XRD),热重分析(TGA)和元素分析(EA)。通过与粉末X射线衍射(PXRD)进行对比,证明了该样品的相纯度。


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