一种手性多孔材料的CD光谱和非线性光学性质与吸附

通过元素分析、红外、圆二色光谱等手段表征了配合物[Zn(H2O)(glu)]n·nH2O(1)；研究了其倍频效应、热稳定性及气体吸附等性质.圆二色光谱表征表明了其手性特征,固体粉末倍频测试显示1具有中等强度的倍频效应(与KDP相当)；热稳定性和气体吸附实验表明1是一种可重复使用的气体吸附材料.该配合物的手性特征引起的倍...     

手性共价有机框架材料的研究进展与应用

共价有机框架材料(covalent organic frameworks, COFs)是一类是由各种有机小分子单体通过共价键有序连接而成的有机多孔材料.手性是一种在自然界中普遍存在的现象,手性化合物在医学、药学、农业等方面有重要应用.近几年,手性COFs引起了广大科研工作者的注意.手性COFs由于具有永久多孔、隧道型孔道、结构可预测、结构稳定、可循环利用等特点,在手性催化、手性分离等领域具有广泛的潜在应用.合成手性COFs材料的一种方案是通过各种不同的手性构筑单元直接连接而成,所以通过设计不同结构的手性构筑单元和合成具有功能性基团的手性单体可以得到结构多样的手性COFs材料.手性COFs材料的另一种合成方案是利用后修饰的方法将金属粒子或者有机小分子修饰到手性COFs骨架上从而对结构进行功能性调控.     

手性组装材料及其在对映体分离中的应用

手性组装材料作为一种新型功能复合材料,已经引起众多科学研究领域的广泛关注,尤其是其在对映体分离方面的潜在应用成为当前的研究热点。本文首先从手性来源角度对手性组装材料的构建机制进行了分类探讨,包括手性诱导、手性放大、手性传递和手性转录4个主要途径,其中具有手性的多孔金属有机骨架、纳米笼是基于手性诱导和手性传递机制构建的组装材料,手性凝胶的形成是基于手性放大机制,而手性转录机制主要用于手性多孔无机材料、螺旋纳米结构的构建。其次,介绍了手性组装材料的对映体识别功能,主要针对金属有机骨架化合物(MOFs)、手性凝胶和纳米笼三类手性组装材料在对映体分离中的应用进行了综述。阐述了天然生物大分子DNA的手性自组装特性及其对对映体的立体选择性识别功能,并介绍了DNA螺旋组装结构在手性等离子材料、非对称催化剂设计等方面的应用。最后,归纳了金属有机骨架化合物、手性凝胶、纳米笼和DNA等手性组装材料各自的优势,并对DNA在手性拆分领域的应用前景进行了展望。     

表面分子手性识别与组装结构的STM研究

表面手性现象是物理化学科学研究的重要内容之一,研究表面手性现象,将有助于对分子吸附,分子间相互作用,多相手性催化,手性分离与拆分等科学和实际应用问题的深入理解.在表面手性现象和手性结构的研究中,扫描隧道显微技术（STM）发挥着重要作用,成为研究表面手性现象的重要手段.该综述文章以本课题组近年已发表的研究工作为主,重点介绍利用STM研究固体表面分子吸附组装体系中关于手性问题的部分结果,包括固有手性分子在固体表面的吸附,非手性分子组装形成手性结构,以及表面手性结构的转化和调控.还结合实验结果分析探讨了表面手性的结构形成、放大和传递等,展望了该研究领域的发展趋势.     

手性多孔材料在色谱分离分析中的应用

手性多孔有机骨架材料(Chiral porous organic frameworks,CPOFs)具有孔性质优异、比表面积高、稳定性好以及易功能化等诸多优点,已经在手性催化、识别和分离等领域中得到应用。手性多孔有机骨架材料主要有手性金属-有机骨架材料(Chiral metal-organic frameworks,CMOFs)和手性共价有机骨架材料(Chiral covalent organic frameworks,CCOFs)及其他材料,这类材料具有特殊的手性识别、吸附作用,在色谱分离分析领域中已成为研究热点之一。该文综述了手性多孔材料的合成及其在色谱分离和选择性吸附中的应用,展望了未来CPOFs材料可能的应用与发展方向。     

基于手性有机框架材料制备气相色谱固定相的研究进展

对映异构体通常具有不同的药理学、毒理学和生理学性质，获得单一手性化合物对人类健康和环境的可持续发展均具有重要意义。目前，色谱是分离对映异构体的主要方式之一，色谱分离的关键在于固定相的选择。有机框架材料作为一类新兴的结晶多孔材料，具有结构高度有序、孔隙丰富、孔结构和尺寸可调及易于功能化等优点，在对映异构体的色谱分离方面受到广泛关注。通过后修饰或自下而上的合成策略，一系列具有高结晶度和丰富手性识别位点的有机框架材料已经被成功研制。基于动态涂覆或原位生长等方法，手性有机框架材料可被成功固定于气相色谱柱的内表面，从而实现多种对映异构体混合物的高分辨分离；与商用手性色谱柱相比，部分自制的手性有机框架材料色谱柱具有更优异的选择因子和分离度。本文首先介绍了有机框架材料在分离领域所展现出的优势，之后分别论述了手性有机框架材料的合成方式、相应色谱固定相的制备方法及手性有机框架材料对对映异构体的分离性能，最后总结了手性有机框架材料在未来手性材料领域的突出优势和面临的挑战。     

喹啉及其衍生物的多相不对称氢转移反应

喹啉及其衍生物的多相不对称氢转移是制备杂环手性化合物的理想策略.多相手性催化体系具有催化剂可循环利用及产物分离提纯容易等优势.然而,喹啉及其衍生物的多相手性高效催化体系鲜有报道.这主要是由于多相手性氢转移为水-油-固三相反应,在反应的过程中,传质问题极大影响固体催化剂的催化性能.因此,发展具有相转移功能的手性催化材料,是提高多相氢转移体系催化效率的有效途径.本文采用一锅法合成策略,通过离子液体(ILs)为连接基团实现了TsDPEN手性配体在SBA-15介孔孔道中的嫁接.与Rh盐配位后,获得手性固体催化剂SBA-ILBF4-TsDPEN-Rh.FI-IR光谱和13C NMR结果表明,手性催化活性中心成功负载在SBA-15中,随着手性活性中心负载量的增加,SBA-ILBF4-TsDPEN-Rh的比表面积、孔径和孔容逐渐降低.在喹啉衍生物不对称氢转移反应中,SBA-ILBF4-TsDPEN-Rh系列催化剂催化得到产物的ee值为91％,表明多相手性催化剂具有较高的手性选择性.多相手性催化剂的催化活性随着活性中心负载量的上升而呈现下降的趋势,这主要是由于活性中心负载量较低的多相催化剂具有更高的比表面积和孔容,更有利于催化过程中的传质.与均相手性催化剂相比,优化后的多相手性催化剂表现出更高的催化活性(TOF值分别为75和92 h-1).作为对比,本文还合成了采用烷基链为连接基团的SBA-TsDPEN25-Rh,并以其为基础进一步嫁接了ILs基团,得到SBA-TsDPEN20-ILBF4-Rh.在相同的反应条件下,SBA-ILBF4-TsDPEN50-Rh表现出更高的催化活性.上述结果证实了ILs基团在反应过程中起到相转移以及富集氢源甲酸盐的作用,极大促进了喹哪啶不对称氢转移多相催化体系的活性,并且ILs基团和手性活性中心在空间距离上的接近更有利于催化活性的提高.此外,本文还研究了反应体系pH值对固体催化剂上反应速率的影响,随着反应的进行,反应溶液的pH会呈现明显上升的趋势,导致反应速率减缓以及底物转化受限.通过在反应过程中加入适量甲酸或者选用浓度更高的缓冲溶液可以有效防止催化过程中反应速率的减慢.综上可见,负载手性催化剂中的连接基团对多相手性催化剂的催化性能有重要影响.通过改变手性配体的连接基团提高手性固体催化剂的催化活性和手性选择性的策略可以拓展到其他多相手性催化体系.     

手性金属有机骨架材料的合成及其在对映异构体选择性分离中的应用

手性现象在自然界中广泛存在,手性分离在药物研发、农用化学、药理学、环境科学和生物学等诸多领域具有重要意义。手性金属有机骨架化合物材料(MOFs)是一类具有特殊拓扑结构和可设计的孔道结构的新型多孔材料,加之其比表面积高、孔隙率大、热稳定性良好和溶剂耐受性好等特性,使得MOFs在分析化学领域的应用与研究日益深入。本文简要综述了手性MOFs的合成方法,着重讨论了手性MOFs在对映异构体选择性分离方面的应用及相关机理,最后对该类材料的发展前景做了展望。     

手性有序无机介孔硅用作气相色谱固定相

手性介孔材料在手性分离、不对称催化、手性传感等领域具有广泛的应用价值。手性有序无机介孔硅是一类介孔结构高度有序、不含有机成分的手性材料。该文采用D-苯丙氨酸为手性源合成手性有序无机介孔硅(COIMS),将其用聚硅氧烷(OV-1701)稀释后用作固定相制备毛细管气相色谱手性柱,并对该手性柱的分离性能进行了考察,8种手性化合物在该手性柱上得到了拆分。COIMS柱对直链烷烃、醇的分离也表现出良好的选择性。该柱还具有分析时间短、在较高温度下测定稳定等优点,其具有开发成高温手性固定相的潜力。     

分子印迹聚合物在毛细管电色谱拆分手性药物中的研究进展

手性药物通过与生物体内生物大分子之间的手性匹配与分子识别来发挥药理作用。两个对映体与体内手性环境相互作用的不同导致每个对映体表现出不同的药理活性、代谢过程、代谢速率及毒性等药代动力学特征。因此发展手性药物的拆分方法,对于手性药物的开发和生产过程的质量监控具有重要意义。分子印迹聚合物（MIPs）是以目标分子作为模板而制备的高分子聚合物,它具有特定的空间分子结构和官能团,对目标分子具有高度的特异性识别能力。基于该特点,MIPs非常适合于手性药物的拆分和纯化。毛细管电色谱（CEC）可同时基于毛细管电泳和液相色谱的分离机理对目标物进行分离,因此具有高分离效率和高选择性的特点。将MIPs材料作为CEC的固定相,可将这两种技术的优势结合,从而实现对手性药物的高效拆分。MIPs材料在1994年首次应用于CEC手性拆分,此后该研究领域开始获得关注和发展。MIPs材料主要通过4种模式在CEC中实现手性拆分,分别是作为开管柱、填充柱和整体柱的固定相以及分离介质中的准固定相。该综述以这4种模式作为分类基准,根据MIPs制备所需的材料和分离对象对其在CEC手性拆分中的应用进行了总结,揭示了MIPs在CEC手性拆分中的潜力,同时评述了这4种模式各自的优势与不足,并对将来MIPs在CEC手性拆分中的发展进行了展望。     

混合型甘氨酸-N，N-双亚甲基膦酸-磷酸锆：合成、表征及插层

采用氢氟酸络合法,在nP/nZr=2.0条件下,以甘氨酸-N,N-双亚甲基膦酸(DMPG)和H3PO4为原料,按不同投料物质的量的比制备了2个α、γ-混合型甘氨酸-N,N-双亚甲基膦酸-磷酸锆层状主体化合物Zr(PO4)0.41(HPO4)0.043[(O3PCH2)2NCH2COOH]0.67.H2O(1)和Zr(PO4)0.21(HPO4)0.038[(O3PCH2)2NCH2COOH]0.82.2H2O(2),用元素分析、X射线衍射、红外光谱、热分析、固体核磁磷谱等对化合物进行了表征,同时研究了与正丁胺客体分子的插层组装性能。     

γ-苄基膦酸-磷酸锆的合成、表征及插层性能研究

于220℃水热晶化下制备了高结晶度的γ-ZrP,合成了3种γ-苄基膦酸-磷酸锆层状化合物Zr(PO₄).(H₂PO₄)_0.15(C₆H₅CH₂PO₃H)_0.85·0.4H₂O(1,d=1.86nm),Zr(PO₄)(H₂PO₄)_0.30(C₆H₅CH₂PO₃H)_0.70·0.6H₂O(2,d=1.78nm)和Zr(PO₄)(H₂PO₄)_0.50(C₆H₅CH₂PO₃H)_0.50·0.7H₂O(3,d=1.66nm).用X射线粉末衍射和³¹P固态核磁共振等手段表征其结构,并研究了其与α-苯乙胺的插层性能.     

一种新颖的具有螺旋孔道的磷酸钴Co2(HPO4)2·H2O的水热合成与晶体结构

过渡金属磷酸盐是空旷骨架磷酸盐体系中重要的组成部分[1～3]. 几种由碱金属或碱土金属作为平衡阳离子的磷酸钴的研究已被报道[4～5]. 采用有机胺结构导向剂合成的具有空旷磷酸钴骨架结构的化合物亦见报道[6～9]. 本文采用中温水热合成技术合成出新颖的具有螺旋孔道的磷酸钴Co2(HPO4)2*H2O, 这种化合物在沸石拓扑集合中尚未发现结构对应成员.     

超分子碱金属膦酸盐——哌嗪双膦酸钠的合成及晶体结构

二维或三维金属膦酸盐聚合物作为功能材料在催化、离子交换和纳米材料等研究领域受到广泛关注 .最初的研究主要集中在四价金属盐 ,后来陆续报道了对于其它价态金属盐的研究 [1～ 3] ,但关于单一碱金属的研究报道较少 . 2 0 0 0年 ,Aranda等[4 ] 报道了首例 Na2 [( HO3PCH2 ) 3NH ]· 1 .5 H2 O( Na PP- 1 )晶体结构 .与其它膦酸盐的明显差别是 ,碱金属双膦酸盐是治疗骨质疏松症的药物 [5] .本文从重要的医药原料哌嗪 [6 ]出发 ,制备并测定了一种具有超分子特征的 α-氨基双膦酸钠Na2 [( HO3PCH2 ) NC4 H8N( CH2 PO3H) ]( H2 O)…     

New amine-templated zinc phosphates with a temperature-induced increase of structural dimensionality

Three new amine-templated zinc phosphates, [C4N2H14][Zn(HPO4)2].H2O, AU-I, [C4N2H14][Zn2(H(0.5)PO4)2(H2PO4)], AU-II, and [C4N2H14][Zn5(H2O)(PO4)4], AU-III, are prepared by hydrothermal synthesis using an organic amine, N,N'-dimethylethylendiamine CH3NHCH2CH2NHCH3, as structure-directing agent. The three materials are prepared from the same reaction mixture, 1Zn(CH3CO2)2:3.05H3PO4:2.25CH3NHCH2CH2NHCH3:138H2O (pH = 5.1), AU-I at RT, AU-II at 60 degrees C, and AU-III at 170 degrees C. The materials are built from corner-sharing ZnO4 and PO4 tetrahedra forming chains, layers, or framework structures for AU-I to III, respectively, and are linked together by hydrogen bonds via the diprotonated amine ions. The complete hydrogen-bond scheme is resolved for these new compounds and reveals some interesting phenomena, for example, a hydrogen shared between two phosphate groups in AU-II, thereby forming H(0.5)PO4 groups. Furthermore, the water molecules are different; that is, in AU-I they act as hydrogen-bond donor and acceptor, whereas they act as ligand in AU-III with coordination to Zn. The structures of the compounds are determined by single-crystal X-ray diffraction analysis. AU-I, [C4N2H14][Zn(HPO4)2].H2O, crystallizes in the triclinic space group P-1, a = 8.215(2), b = 8.810(3), c = 8.861(3) A, alpha = 88.001(4) degrees , beta = 89.818(5) degrees , and gamma = 89.773(5) degrees , Z = 2. AU-II, [C4N2H14][Zn2(H(0.5)PO4)2(H2PO4)], is monoclinic, P2/n, a = 11.7877(4), b = 5.2093(2), c = 12.2031(4) A, beta = 98.198(1) degrees , Z = 2. AU-III, [C4N2H14][Zn5(H2O)(PO4)4], crystallizes in the orthorhombic space group Pna2(1) with lattice parameters, a = 20.723(2), b = 5.2095(6), c = 17.874(2) A, Z = 4. The phase stability investigated by systematic hydrothermal synthesis is presented, and the materials are further characterized by 31P solid-state MAS NMR, for example, by determination of 31P chemical shift anisotropies for AU-III, while the thermal behavior is investigated by thermogravimetry (TG).     

Synthesis and characterization of octa- and hexanuclear polyoxomolybdate wheels: role of the inorganic template and of the counterion

Eight new compounds based on [O3PCH2PO3]4- ligands and {MoV2O4} dimeric units have been synthesized and structurally characterized. Octanuclear wheels encapsulating various guests have been isolated with different counterions. With NH4+, a single wheel was obtained, as expected, with the planar CO32- guest, (NH4)12[(MoV2O4)4(O3PCH2PO3)4(CO3)2].24H2O (1a), while with the pyramidal SO32- guest, only the syn isomer (NH4)12[(MoV2O4)4(O3PCH2PO3)4(SO3)2].26H2O (2a) was characterized. The corresponding anti isomer was obtained with Na+ as counterions, Na12[(MoV2O4)4(O3PCH2PO3)4(SO3)2]39H2O (2b), and with mixed Na+ and NH4(+) counterions, Na+(NH4)11[(MoV2O4)4(O3PCH2PO3)4(SO3)2].13H2O (2d). With [O3PCH2PO3]4- extra ligands, the octanuclear wheel Li12(NH4)2[(MoV2O4)4(O3PCH2PO3)4(HO3PCH2PO3)2].31H2O (4a) was isolated with Li+ and NH4+ counterions and Li14[(MoV2O4)4(O3PCH2PO3)4(HO3PCH2PO3)2].34H2O (4c) as a pure Li+ salt. A new rectangular anion, formed by connecting two MoV dimers and two MoVI octahedra via methylenediphosphonato ligands with NH4+ as counterions, (NH4)10[(MoV2O4)2(MoVIO3)2(O3PCH2PO3)2(HO3PCH2PO3)2].15H2)O (3a), and Li9(NH4)2Cl[(MoV2O4)2(MoVIO3)2(O3PCH2PO3)2]. 22H2O (3d) as a mixed NH4+ and Li+ salt have also been synthesized. The structural characterization of the compounds, combined with a study of their behavior in solution, investigated by 31P NMR, has allowed a discussion on the influence of the counterions on the structure of the anions and their stability. Density functional theory calculations carried out on both isomers of the [(MoV2O4)4(O3PCH2PO3)4(SO3)2]12- anion (2), either assumed isolated or embedded in a continuum solvent model, suggest that the anti form is favored by approximately 2 kcal mol(-1). Explicit insertion of two solvated counterions in the molecular cavity reverses this energy difference and reduces it to less than 1 kcal mol(-1), therefore accounting for the observed structural versatility.     

具有开放骨架结构氟化磷酸钛的水热合成及分子动力学辅助确定骨架中模板剂的位置

在水热体系中,制备了一个具有三维开放骨架结构的氟化磷酸钛化合物Ti₄(PO₄)4(HPO₄)₂F₂.[(CH₃)₂N(CH₂)₂NH₃][H₃O](简称TP-J3J=Jilinuniversity).用X射线粉末衍射、元素分析、热重分析和X射线单晶衍射对其进行了表征.单晶结构分析表明,该化合物属于三斜晶系,P1空间群,晶胞参数a=0.6353(1)nm,b=0.8699(2)nm,c=1.1069(2)nm,α=93.94(3),β=90.13(3),γ=107.96(3),V=0.5804(2)nm³,Z=2,R₁=0.0391,wR₂=0.0959,GOF=1.052.TP-J3的骨架结构可以看作是由次级结构单元(SBU)[Ti₂(PO₄)₂(HPO₄)F]通过氧桥共顶点相连构筑而成的,在a和c方向形成了两种不同的八元环孔道,两种孔道相互交叉,形成了一种“类笼”结构.通过计算模拟确定双质子化的模板剂存在于“类笼”中,模板剂与骨架原子之间存在强烈的氢键作用,可稳定骨架的结构.     

新型三维结构亚磷酸钒(Ⅲ)[V2(HPO3)3·(H2O)3]·H2O的水热合成与晶体结构

在具有开放骨架结构的过渡金属磷酸盐微孔材料的合成中，钒磷酸盐因在催化和磁学方面具有潜在的性质和特殊结构特征而引起人们的广泛兴趣．近年来，人们正在尝试用假四面体结构的[HPO3]^2-替代四面体结构的[PO4]^3-，因为{HPO3}结构基元同钒原子的连接方式与{PO4}结构基元和钒原子的连接方式具有明显的差别，     

[C6N2H18]2[Mo5O15(HPO4)2]·H2O的水热合成与结构表征

通过水热法合成了一个新化合物[C6N2H18]2[Mo5O15(HPO4)2]·H2O,并通过IR光谱、ICP、元素分析、差热与热重分析和X射线单晶衍射分析等手段进行了表征.结果表明,晶体属三方晶系,P3(2)21空间群,a=1.1231(1)nm,c=2.2802(5)nm,V=2.4911(7)nm3,Dx=2.835Mg/m3,Z=6,最后的一致性因子R=0.0227,wR=0.0675.阴离子中Mo5O15构成一环状结构,2个HPO4一个连在环的下方,一个连在环的上方,形成类似于“飞碟”状的结构,阳离子为2个质子化的四甲基乙二胺.     

新型二维无机-有机骨架晶体材料Zn3(PTC)2(H2O)8·4H2O的合成、结构与荧光性质

无机-有机骨架配位聚合物由于在吸附、催化、分离、光学、磁学、主客体化学等功能材料方面具有潜在的应用前景而受到人们的关注[1～5] .这些材料大多是用刚性或柔性的有机配体与d区的金属元素通过较强的配位键或较弱的作用力,如氢键和π-π堆积作用形成1 -D,2 -D,3 -D和笼状结构等多种拓扑结构.选择合适的有机配体不仅可以形成新颖的聚合物结构,同时也可以产生不同的物理性质.Yaghi等[6～10 ] 用对苯二甲酸和均苯三甲酸等芳香多酸有机配体合成出大量的具有孔道开放骨架的配合物.这些配合物在去除孔道中的溶剂后仍然可以保持骨架的完整性,B…