廈門大學汪騁和林文斌教授課題組：二維金屬有機單層(MOL)的表面修飾改變催化微環境

【成果簡介】

廈門大學汪騁和林文斌教授課題組通過SBU修飾親疏水單羧酸基團調控催化的親疏水微環境，在二維金屬有機單層(MOL)的表面修飾研究中取得新進展，研究成果以“Surface Modification of Two-Dimensional Metal-Organic Layers Creates Biomimetic Catalytic Microenvironments for Selective Oxidation”為題發表于Angew. Chem. Int. Ed，并被選為frontispiece。

【圖文導讀】

圖1.MOL的表面修飾機制

通過修飾不同的親疏水基團，可以使疏水表面變為親水表面

圖2.MOL的性能表征

a.?GA-FeII-MOLs 和 FeII-MOLs的粉末X射線衍射圖；

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

c.GA-FeII-MOLs 的原子力顯微鏡圖像；

d.經催化作用后?GA-FeII-MOLs 的高分辨透射電鏡和 FFT 圖像；

圖3.催化循環方程

a.?O2 依賴性反應；

b.?H2O2 依賴性反應；

c.?THF 轉換為 2-OH-THF 和 BTL；

【研究內容】

酶催化的高效性和專一性與其可調變的活性中心微環境密不可分。基于這個自然界的模版，科學家用金屬有機框架(MOF)空腔模仿酶的疏水口袋，可望達到相似的催化效果，然而對這類仿生孔道的化學修飾受限于MOF的孔道大小。該課題組最近發展了二維金屬有機單層(MOL)，對MOL次級結構單元(SBU)的后修飾無孔道限制，更具可設計性。基于三聯吡啶三羧酸(TPY)配體的MOL，通過SBU修飾親疏水單羧酸基團，調控催化的親疏水微環境，并在TPY上修飾過渡金屬鐵活性中心，模仿氧化酶的催化結構，以氧氣為氧化劑，高效地將四氫呋喃選擇性氧化成丁內酯。通過修飾不同的親疏水基團，四氫呋喃的氧化產物也隨微環境的變化而變化。

該工作主要由該課題組2015級碩士生史文頡完成，2014級博士生曹凌云以及李劍鋒課題組博士后張華等在表征方面提供了支持。該項研究得到了國家自然科學基金(21671162)、中組部千人計劃項目和廈門大學人才經費的資助。

原文鏈接：http://chem.xmu.edu.cn/show.asp?id=2228

文獻鏈接：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)

本文由材料人編輯部孟令曉編輯，點我加入材料人編輯部。

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