基于手性孔道金属有机骨架的研究开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文献综述

摘要由于金属有机骨架（MOFs）材料的迷人的框架结构、高的孔隙率、大比表面积、好的化学稳定性、可再生性、合成过程与仪器简单及其潜在的实用价值，受到广泛关注。随着研究的深入与成熟，基于手性孔道的金属有机骨架在对应选择性催化与分离方面的应用对于化学、医药等领域都十分重要。本文简单地介绍了MOFs材料的合成、分类及应用，并较详细地阐述了基于手性MOFs材料的研究进展、合成方法及应用。

关键词MOFs手性MOFs

1.1金属有机骨架材料MOFs

1.1.1MOFs简介

金属有机骨架(MOFs)材料是由金属离子或金属簇与多功能的有机配体通过配位键构筑的新型多孔晶态材料[1]，属于微孔或中孔材料[2]。MOFs具有均一的孔道结构，巨大的比表面积和框架内孔体积。最值得关注的是可通过其构件分子如金属离子和有机配体分子的组合对孔穴大小、形状和表面特性进行调控，从而赋予它独特的结构和特性[3]。金属有机骨架材料大的孔径尺寸范围、超高的比表面积和可调的内表面性质等优势促使其在分离和纯化[4]-[5]、多相催化、气体存储和其他方面有广泛的应用[6]。

1.1.2金属有机骨架的分类与合成

一般MOFs材料都由两部分组成：有机配体和金属中心。它们分别作为支柱和节点作用，故按MOFs材料的组分单元和在合成方面的不同，不同的课题组把此类材料分别给予命名：金属有机骨架材料（MOFs)；孔性配位聚合物（PCPs）；孔性配位网格（PCNs)等等[7]。

在设计与合成MOFs化合物时通常使用过渡金属作为中心离子。因为过渡金属离子在与多数含氮、氧基的有机小分子的反应中都能显示出优异的配位能力，同时许多过渡金属离子的价态及电子层结构能够使其配合物具有独特的光、电、磁和生物活性。此外合适的有机配体对于化合物的结构及物理化学性质都有积极的促进作用[8]。

常见的MOFs合成方法有：溶剂热法、液相扩散法等[9]，其中溶剂挥发法是最为传统随着时代的发展，仪器的进步，方法的优化，就催生出了许多更高效，更高产的合成方法。如：离子热法，机械力合成法，微波合成法等[10]。

1.2手性金属有机骨架

1.2.1手性金属有机骨架材料简介

手性材料一直以来都是科学工作者研究的重点，尤其是药物和生物体中的应用方面。获得手性金属-有机骨架化合物通常有利用手性选择合成或在没有任何手性物种存在的情况下通过结晶过程中的自发拆分得到外消旋的手性晶体混合物[11]。手性金属有机框架材料具有迷人的拓补结构和潜在的应用价值。但由手性MOFs由于手性配体合成难、价格贵，非手性配体合成时结构难预料等原因使其发展缓慢。

手性MOFs在很多领域变得越来越重要，尤其是与生命息息相关的行业像制药学、诊断分析、生物工程等。手性MOFs由于其构筑特殊，性能独特，应用于多相不对称催化、手性分离、清洁能源[12]等。其对于催化剂的回收使用是其他方法不可企及的。手性MOFs具有较高的药物承载能力、生物降解性等多方面的功能表玑出色除此之外，作为显影剂的荧光材料、核磁共振的磁性材料、非线性光学材料和传感材料等方面需要进一步发展。

1.2.2手性金属有机骨架的合成方法

金属有机框架可以从金属的配位方式和配体的结构两方面设计出合理的金属有机框架，而手性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．因此可以通过以下方法合成手性金属有机骨架(1)通过手性配体或同分异构体合成即直接用对映手性配体与金属桥联接(2)利用模板分子作用合成，模板分子在框架结构中虽然不与金属离子桥联，但它的结构和化学性质会影响到整个框架的结构和性质，诱导合成手性MOFs（3)直接用非手性配体合成[13]。

1.2.3手性金属有机骨架应用

手性金属有机骨架应用广泛，其中对映选择性催化与分离对于化学及医药分厂重要。模块化的结构使得微孔结构可以灵活而精确的设计金属有机骨架对应选择催化反应[14]。纯手性金属有机骨架可以利用自身孔道分辨手性对映体，因此手性金属有机骨架可以应用于手性分子的吸附分离，且效果良好[15]。

参考文献

[1]蔡锟，张玲娜，韩丽琴，曲凤玉，樟脑酸衍生物构筑的单一手性金属有机骨架化合物的合成、表征及荧光性质[J]，高等学校化学学报，2013年6月第34卷,61313-1317

[2]程鑫,张莹,王广平,张宇鹏,陆斌武,阮圣平,刘彩霞.金属有机骨架材料ZIF-8（I2）的湿敏性能[J].中国科技论文,2013,4,8(4):1

[3]周媛,刘启明,常压下用于CO２吸附与分离的金属有机骨架材料及其制备方法[J],环境科学导刊，CN53-1205/XISSN1673-9655

[4]OsamaShekhah,YoussefBelmabkhout,ZhijieChen,Made-to-ordermetal-organicframeworksfortracecarbondioxideremovalandaircapture,Nature,25Jun2014

[5]JinguiDuan,ZhenYang,JunfengBai,HighlyselectiveCO2captureofanagw-typemetal-organicframeworkwithinsertedamides:experimentalandtheoreticalstudies,Chem.Commun.,2012,48,30583060

[6]郭莉佳，金属有机骨架膜多孔材料膜的制备与分离性能研究[J]，吉林大学

[7]伍石，吴云，金属有机骨架材料研究进展[J].广东化工，2013年第5期第40卷

[8]夏军，李田田，龚小林，郑春明，两个由2，3，5．吡啶三酸构筑的三维网状配位聚合物的合成、晶体结构和性质研究[J].无机化学学报,2014年7月第30期第7卷

[9]高志强，曹文秀，金属有机骨架材料的合成及应用[J].广东化工,2012年第5期第39卷

[10]肖冰心，刘杰，王双，井淑波，离子热合成金属-有机骨架材料最新研究进展[J].化工进展,2014年第33卷第9期

[11]方千荣，手性及多孔金属有机骨架的合成结构与性能研究[J]，吉林大学

[12]SubanshChandraSahoo,Tanaykundu,RahulBanerjee,Helicalwaterchainmediateprotonconductivityinhomochiralmetal-organicframeworkswithunprecendentedzeoloticunh-topology,journaloftheamericanchemicalsociety,2011,133,17950-17958

[13]赵莉，曾和平，手性金属有机框架材料(MOFs)的合成及应用[J]，有机化学，2012，32，1633-1642

[14]JungSooSeo,DongmokWhang,HyoyoungLee,SungImJun,JinhoOh,YoungJinJeon,andKimoonKim,Ahomochiralmetal-organicporousmaterialforenantioselectiveseparactionandcatalysis,Nature,Vol404,27April,2000

[15]WenjinWang,XueliangDong,JiangpuNan,WanqinJin,ZhongqiaoHu,YifeiChen,andJianwenJiang,Ahomochiralmetal-organicframeworkmembraneforenantioselectiveseparation,Chem.Commun,2012,48,7022-7024