手性多孔配位聚合物的离子热合成与催化性能研究

手性多孔材料的研制和开发具有重要的科学意义和实用价值。本项目运用超分子化学的基本概念和配合物结构多样性和可剪裁性的优点，采用新颖的离子热合成法，利用手性离子液体提供的纯离子溶剂环境以及优良的手性诱导模板作用，由非手性的线型或V型双苯多羧酸/羟肟酸/磺酸为配体与金属离子组装构筑手性多孔配位聚合物。通过手性模板与骨架结构之间识别和导向作用，诱导骨架手性产生并使之在整个固体中得以传递，通过对配体、辅助配体和手性离子液体、金属的优化组合构筑特定结构的手性多孔配聚物。研究相应目标产物的气体吸附和不对称羟醛缩合催化性能，探讨组成、结构与性能之间的关系及其影响因素，为手性多孔材料的研究提供详细的信息和途径，寻找具有开发应用前景的新型手性多孔功能材料，为材料科学提供技术储备。

采用离子热合成法开展手性多孔配位聚合物的设计合成与功能性研究是具有重要应用价值和理论意义的前沿课题。本项目在此领域开展了深入系统的研究工作，主要研究进展和成果包括以下4个方面：（1）基于一价咪唑鎓盐离子液体的配位聚合物的结构调控与磁性研究。将咪唑鎓盐离子液体[Cn-MIm]Br（MIm表示甲基咪唑，n=2-7）烷基链的长度发展性的扩展到n=7，以有机羧酸化合物为主要配体与过渡、碱土、稀土多种金属在离子热条件下成功制备出多系列具有新颖结构的配位聚合物，获得了多个多孔结构，初步掌握了咪唑鎓盐阳离子中烷基链的长度对于目标产物结构的影响，探讨了特定产物的定向合成以及结构与磁性之间的关系；（2）基于二价咪唑鎓盐离子液体的配位聚合物的结构调控与磁性研究。首次将二价咪唑鎓盐离子液体 [Cn(MIm)2]Br（n=3，4，5，6）引入到配位聚合物的设计合成中，与过渡金属组装成功制备了一系列离子液为溶剂和模板剂的新颖多维框架，得到了多个铁磁性化合物，详细研究了离子液体阳离子对于产物结构的导向功能，总结分析了结构与磁性之间的关系和影响因素；（3）手性多孔配位聚合物的设计合成及催化性能研究。采用离子热和水热法，获得了一系列手性配位聚合物以及手性多孔结构，在Chem. Commun.杂志首次报道了基于D-樟脑酸的3d-4f异金属磁光双功能手性框架。通过手性自催化得到多个多酸基手性纳米孔道化合物，对手性硅氰化反应的催化性能研究表明基于受体和底物间匹配程度的不同而获得预期的目标产物；（4）多酸多孔配位聚合物的构筑及催化性能研究。离子热条件下，合成了一系列结构新颖的砷钒笼子基配位聚合物，详细测定了产物的电化学及电催化NO2降解性能，对烯烃氧化催化反应的研究表明产物表现出优秀的催化选择性。创新性的引入吡啶类席夫碱单元构筑了一系列新型多酸化合物，在Inorg. Chem.杂志首次报道了金属螺旋基多酸多孔化合物，初步掌握了银-席夫碱基元对于Keggin和Dawson型多酸化合物的结构调控作用。.本项目圆满完成了研究任务，详细分析总结了具有不同烷基链长度的离子液阳离子对于产物的结构导向作用，探讨了研究体系中结构组成与磁性、催化性能之间的规律及影响因素，丰富了定向合成的经验积累，为新型功能材料的研究和开发提供了有价值的理论参考和技术储备。相关研究成果已在Chem. Commun.，Inorg. Chem