厦门大学汪骋和林文斌教授课题组：二维金属有机单层(MOL)的表面修饰改变催化微环境

【成果简介】

厦门大学汪骋和林文斌教授课题组通过SBU修饰亲疏水单羧酸基团调控催化的亲疏水微环境，在二维金属有机单层(MOL)的表面修饰研究中取得新进展，研究成果以“Surface Modification of Two-Dimensional Metal-Organic Layers Creates Biomimetic Catalytic Microenvironments for Selective Oxidation”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed，并被选为frontispiece。

【图文导读】

图1.MOL的表面修饰机制

通过修饰不同的亲疏水基团，可以使疏水表面变为亲水表面

图2.MOL的性能表征

a. GA-FeII-MOLs 和 FeII-MOLs的粉末X射线衍射图；

b. MOLs、FeII-MOLs、 FeIII-MOLs 的 UV/Vis 光谱；

c.GA-FeII-MOLs 的原子力显微镜图像；

d.经催化作用后 GA-FeII-MOLs 的高分辨透射电镜和 FFT 图像；

图3.催化循环方程

a. O2 依赖性反应；

b. H2O2 依赖性反应；

c. THF 转换为 2-OH-THF 和 BTL；

【研究内容】

酶催化的高效性和专一性与其可调变的活性中心微环境密不可分。基于这个自然界的模版，科学家用金属有机框架(MOF)空腔模仿酶的疏水口袋，可望达到相似的催化效果，然而对这类仿生孔道的化学修饰受限于MOF的孔道大小。该课题组最近发展了二维金属有机单层(MOL)，对MOL次级结构单元(SBU)的后修饰无孔道限制，更具可设计性。基于三联吡啶三羧酸(TPY)配体的MOL，通过SBU修饰亲疏水单羧酸基团，调控催化的亲疏水微环境，并在TPY上修饰过渡金属铁活性中心，模仿氧化酶的催化结构，以氧气为氧化剂，高效地将四氢呋喃选择性氧化成丁内酯。通过修饰不同的亲疏水基团，四氢呋喃的氧化产物也随微环境的变化而变化。

该工作主要由该课题组2015级硕士生史文颉完成，2014级博士生曹凌云以及李剑锋课题组博士后张华等在表征方面提供了支持。该项研究得到了国家自然科学基金(21671162)、中组部千人计划项目和厦门大学人才经费的资助。

原文链接：http://chem.xmu.edu.cn/show.asp?id=2228

文献链接：Surface Modification of Two-Dimensional Metal–Organic Layers Creates Biomimetic Catalytic Microenvironments for Selective Oxidation(Angew. Chem. Int. Ed, 2017, DOI: 10.1002/anie.201703675)

本文由材料人编辑部孟令晓编辑，点我加入材料人编辑部。

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