中科院福建物构所张健、谷志刚研究员Chem.,Sci.,表面手择选择组装具有双手性构筑单元的对映纯晶态多孔薄膜

虽然目前手性晶态多孔材料的研究已经被广泛开展,但是基于多个手性构筑单元的晶态多孔材料还鲜有报道,并且以粉末状态存在的手性晶体多孔材料限制了实际应用。因此开发和制备新型的具有多个手性构筑单元的对映纯晶态多孔薄膜材料具有重要的意义。

手性晶体多孔材料(CPMs)因在不对称催化、对映体的识别和分离、化学与生物工程、光电器件等领域的潜在应用而受到越来越多的关注。特别是由多个手性构筑单元合成的CPMs具有多级孔、多级手性的结构,且手性单元之间易形成协同作用,在不对称合成、对映体识别、非线性光学等领域具有重要的应用前景。虽然目前手性晶态多孔材料的研究已经被广泛开展,但是基于多个手性构筑单元的晶态多孔材料还鲜有报道,并且以粉末状态存在的手性晶体多孔材料限制了实际应用。因此开发和制备新型的具有多个手性构筑单元的对映纯晶态多孔薄膜材料具有重要的意义。

中国科学院福建物质结构研究所张健研究员和谷志刚研究员采用液相外延层层组装法首次基于消旋的金属-有机笼(前期课题组设计合成的Ti4L6, Chem. Mater., 2018, 30, 7769-7775.)与手性金属配合物(R)-或(S)-Mn(DCH)3制备了含双手性构筑单元的对映纯晶态多孔薄膜。相关研究成果近期以题为“Surface chiroselective assembly of enantiopure crystalline porous films containing bichiral building blocks”发表在Chem. Sci.(DOI:10.1039/d1sc03089b)期刊上。

图1. 以手性金属配合物(R)-Mn(DCH)3和消旋的金属-有机笼(Ti4L6)为配体通过液相外延层层组装法进行基底表面手性选择性制备了对映纯手性的(R, Δ)-CPMs薄膜。

该工作选择对映体环己二胺-锰配合物Mn(DCH)3和消旋的四面体钛-有机笼Ti4L6为原料,利用液相外延层层组装法表面手性选择组装制备了对映纯CPMs薄膜。在层层组装过程中,金属-有机笼外消旋体中的D-或L-Ti4L6每一步都与对映体手性Mn(DCH)3进行手性配位,而未配位和多余的配体都能很好的被清洗。制备得到的CPMs薄膜具有优先[111]取向生长、厚度可控、表面均匀平整并且具有较强的手性和圆偏振发光信号。此外,对映体CPMs薄膜对对映体2-丁醇和乳酸甲酯分别表现出良好的对映选择性吸附行为。该工作为通过表面手性选择组装制备含多种手性构筑单元的对映纯CPMs薄膜提供了一种新的策略,并且拓展了多孔晶态材料在手性识别和分离以及手性光学器件方面的应用。

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