氨基酸修饰的手性MOFs的构筑及应用
作 者 : 王晓歌
学位授予单位 : 大连理工大学化工学院
学位名称 : 硕士
外文题名 : The Construction and Application of Homochiral Metal-organic Framework Modified by Amino Acids
导师姓名 : 段春迎
学位年度 : 2017
关键词 : 手性MOFs;氨基酸;不对称催化;对映体分离
摘 要 : 手性是物质的自然属性。不同构型的对映体可能具有完全不同的生物学﹑药理学和生理学活性,因此获取单一手性的化合物尤为重要。手性金属有机骨架化合物(MOFs)在不对称催化和对映体分离方面的优异表现,使其成为制备单一手性化合物的一类理想材料。本文采用廉价易得的手性氨基酸修饰的芳香羧酸配体构筑了两对单一手性MOFs,并研究了其在不对称催化和对映体分离方面的应用。主要内容如下:(1)向均苯三甲酸中引入手性脯氨酸合成了一对芳香羧酸配体L/D-5-(甲氧羰基)吡咯-1-(羰基)间苯二甲酸(L/D-H3PIA),其在水热法条件下与钴离子和NH2-4,4’-联吡啶合成了一对单一手性MOFs(Co-PIA1/Co-PIA2),对其进行了结构表征并研究了其在合成手性环碳酸酯和对映体分离上的应用。催化实验表明,潜在的路易斯酸位点和氨基的协同作用使Co-PIAs能有效地催化该反应的进行(产率达76.32%,ee值达79.75%)。分离结果表明,Co-PIAs对外消旋的1-苯基乙醇、1-苯基乙胺和扁桃酸甲酯具有一定的分离效果。(2)利用手性丙氨酸修饰均苯三甲酸合成了一对配体L/D-5-(1-羧乙基)氨基甲酰基)间苯二甲酸(L/D-H3BIA),通过水热法与锌离子和4,4’-联吡啶合成了一对单一手性MOFs(Zn-BIA1/Zn-BIA2),对其进行了结构表征并研究了其在催化不对称硅氰化反应和对映体分离上的应用。催化研究表明,Zn-BIAs中配位不饱和的锌离子路易斯酸位点和未配位的羧基氧路易斯碱位点协同作用使其在常温下能高效、高选择性地催化该反应的进行(产率达98%,ee值达94.57%)。分离结果表明,Zn-BIA1与Zn-BIA2结构中丰富的手性位点和超分子作用位点的存在使其对外消旋的1-苯基乙醇、1-苯基乙胺和扁桃酸甲酯分离效果要优于Co-PIA1和Co-PIA2。

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