[发明专利]一种手性多酸基金属有机框架材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种手性多酸基金属有机框架材料，所述多酸基金属有机框架材料的化学式为：C₇₄H₁₀₁B₂Zn₂N₂₂O₈₄W₂₄，根据手性分别记为ZnW−DPNDI−PYI1和ZnW−DPNDI−PYI2，其中DPNDI为N,N’‑二（4‑甲基吡啶）萘酰亚胺，作为桥连配体和光敏剂，PYI为L−吡咯烷‑2‑咪唑，PYI作为手性配体和电子供体；所属晶体均属于单斜晶系，所述ZnW−DPNDI−PYI1和ZnW−DPNDI−PYI2的空间群均为P2(1)。本发明的手性多酸基金属有机框架材料属于多功能无机多孔材料，其具有不对称光催化氧化技术，该技术通过可见光驱动光敏催化剂至激发态后与底物发生氧化还原从而完成相关自由基类型的反应。

技术领域

本发明属于多金属氧酸盐功能材料制备技术领域，具体涉及一种手性多酸基金属有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术

环氧化合物是有机合成的重要中间体和化工原料，“十一五”是我国环氧丙烷行业蓬勃发展，成为环氧丙烷全球最大产销国，2010年产能达到154.5万吨，产量143.76万吨。随着聚醚多元醇行业、高品质电子产品、航空航天产品制造的大量需求，我国环氧丙烷产品需求仍在快速发展，预测到2020年消费量很快会达到275.6万吨。尤其是具有光学活性的环氧化物是手性药物合成的重要中间体，通过环氧化物的选择性开环和官能团转换等反应，可以合成出许多有价值的医药、农药。将来源于石油化石资源的碳氢化合物等化工原料经选择性氧化转化为相应的具有高附加值的手性含氧化合物，使其作为制备聚合物单体以及农药和医药品的基本原料，是现代石油化工行业的主要反应过程之一。Sharpless环氧化(AE)反应是手性技术的重大突破，但该反应具有一定的局限性如仅适用于烯丙醇底物而且使用的氧化剂TBHP不太稳定。随后，不同的手性催化剂被开发对Sharpless体系进行了补充和完善，如Jacobsen催化剂以NaOCl为氧化剂用于非官能团的烯烃环氧化(J.Am.Chem.Soc.,1990,112,2801)、Groves手性卟啉络合催化剂以PhIO为氧化剂用于苯乙烯类底物(J.Am.Chem.Soc.,1991,113,6865)、杨丹和史一安的手性酮催化剂分别以KHSO5和HClO4为氧化剂用于取代烯烃(J.Am.Chem.Soc.,1996,118,491；1996,118,11311；J.Am.Chem.Soc.,1997,119,11224)、Julia-Colonna催化剂以脲素过氧化氢络合物为氧化剂用于-不饱和酮(醛)(Chem.Commun.,1997,739)。虽然以上均相手性催化具有高效、高对映选择性和反应条件温和等特点，但是要实现这些催化反应在工业上的应用，必须首先解决昂贵催化剂的回收利用这个严重的问题，而且这些催化体系主要是基于热催化反应过程，需要有机过酸、有机过氧化物等作氧化剂，存在过程成本高、腐蚀性、危险性、毒性、严重的环境污染和苛刻反应条件等弊端。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种手性多酸基金属有机框架材料，该材料属于多功能无机多孔材料，其具有不对称光催化氧化技术，该技术是一种通过可见光驱动光敏催化剂至激发态后与底物发生氧化还原从而完成相关自由基类型的反应，而本发明的手性多酸基金属有机框架材料能为不对称光催化氧化反应提供更好的技术。