山东师大董育斌教授课题组Nat.Commun.： 负载金属NPs的手性COF通过光热转换引发热驱动不对称催化

引言

光热转换材料（PTCMs）将光能转换成热能，在光热治疗（PTT）、光热/光声（PT/PA）成像、光热电子器件等领域具有广泛的应用前景，然而基于PTCM的光热手性催化研究甚少。众所周知，实现高产率和优异的立体选择性对手性合成具有重要意义，为了获得高对映选择性，目前报道的热驱动不对称催化反应通常在低温下进行，但产率往往很低。因此，实现高立体选择性和产率是巨大的挑战。为了满足热驱动不对称催化的多方面要求，迫切需要开发新的策略来制备多功能复合催化剂。

成果简介

山东师范大学董育斌教授课题组报道了两种含卟啉基的单一手性共价有机骨架（CCOF）复合催化剂Au@CCOF-CuTPP和Pd@CCOF-CuTPP，将手性模板、光热转换和高催化活性三者相结合，使得该催化剂分别在光热转化条件下高效促进热驱动的不对称串联Henry反应和A³-偶联反应。研究成果以题为“Photothermal conversion triggered thermal asymmetric catalysis within metal nanoparticles loaded homochiral covalent organic framework”发表在国际著名期刊Nat.Commun.上。山东师范大学董育斌教授和陈功军副教授为论文共同通讯作者，博士研究生马慧超为论文第一作者。

图文导读

图1. CCOF-CuTPP、Au@CCOF-CuTPP和Pd@CCOF-CuTPP的合成与表征

(a) CCOF-CuTPP、Au@CCOF-CuTPP和Pd@CCOF-CuTPP的合成过程及CCOF-CuTPP的空间填充模型

(b) CCOF-CuTPP、Au@CCOF-CuTPP和Pd@CCOF-CuTPP的实验和模拟PXRD图，插入图为CCOF-CuTPP的TEM图像

(c) (d) Au@CCOF-CuTPP和Pd@CCOF-CuTPP的TEM图像

(e).(f) CCOF-CuTPP、Au@CCOF-CuTPP和Pd@CCOF-CuTPP的N₂吸附－解吸等温线及孔径分布

表1. Au@CCOF-CuTPP催化串联不对称Henry反应的优化实验

表2. Au@CCOF-CuTPP催化串联不对称Henry反应的底物扩展

表3. Pd@CCOF-CuTPP催化串联不对称A³-偶联反应的优化实验

表4. Pd@CCOF-CuTPP催化串联不对称A³-偶联反应的底物范围

图2. CCOF-CuTPP、Au@CCOF-CuTPP和Pd@CCOF-CuTPP的光热性能

(a) (b) CCOF-CuTP分别在甲苯/乙醇和1, 4-二氧六环中的光热作用

(c) Au@CCOF-CuTPP在甲苯/乙醇中的光热效应

(d) Pd@CCOF-CuTPP在1, 4-二氧六环中的光热效应

图3. 在60-100℃范围内，Au@CCOF-CuTPP和Pd@CCOF-CuTPP分别热催化串联不对称Henry反应和A³-偶联反应

小结

报道了两种单一手性的共价有机骨架（CCOF）复合催化剂Au@CCOF-CuTPP和Pd@CCOF-CuTPP，CCOF所含的卟啉基在可见光照射下将光能转换成热能，在高温下热驱动催化不对称串联Henry反应和A³-偶联反应中，获得了很高的立体选择性和产率。这种方法为开发多功能的复合催化材料，提供了新的思路。

课题组介绍

董育斌，山东师范大学化学院教授，教育部长江学者特聘教授，教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队带头人，入选国家百千万人才工程，是国家级“有突出贡献中青年专家”，泰山学者特聘教授，ESI全球化学领域前1%科学家。主要从事超分子组装化学和金属有机化学等方面的研究工作。在Nat. Commun., iScience, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Chem. Mater., Chem. Commun., Inorg. Chem., Organometallics等国际有重要影响的学术刊物上发表研究论文190余篇，引用5800余次，H指数44。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-11355-x

本文由山东师大董育斌教授课题组供稿。

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