金屬-有機(jī)框架（MOFs）材料是由金屬作為節(jié)點(diǎn)、有機(jī)化合物作為橋聯(lián)配體，通過配位鍵組裝得到的新型多孔晶態(tài)材料。MOFs具有靈活多變的結(jié)構(gòu)、豐富的功能中心、溫和的合成條件等優(yōu)點(diǎn)，近年來在光、電、磁功能材料和能量儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換材料的研究中備受關(guān)注。下文簡要介紹南開大學(xué)師唯教授課題組手性金屬-有機(jī)框架傳感與識(shí)別方面的研究進(jìn)展。

2019年，Han等證明可以通過簡單的陽離子交換，將手性功能基元和發(fā)光功能基元引入陰離子鋅基MOF，從而得到手性發(fā)光雙功能材料。這種雙功能材料對(duì)立體異構(gòu)體的混合物表現(xiàn)出對(duì)映選擇性的發(fā)光響應(yīng)，如可對(duì)Cinchonine和Cinchonidine差向異構(gòu)體以及氨基醇對(duì)映異構(gòu)體進(jìn)行高效傳感。Zn-MOF-C-Tb材料的可重復(fù)使用性較強(qiáng)—未觀察到該材料的發(fā)光強(qiáng)度、淬滅效率或識(shí)別能力在多次使用后的明顯衰減。這項(xiàng)研究為多功能MOF的設(shè)計(jì)合成提供了新的合成路線并實(shí)現(xiàn)了針對(duì)手性分子的快速傳感識(shí)別。

2022年，Han等對(duì)具有相同孔道形狀但不同孔道尺寸的IRMOF-74-I-Mg (I)和IRMOF-74-II-Mg (II)的開放金屬位點(diǎn)進(jìn)行配位修飾，并進(jìn)一步引入第二發(fā)光中心Tb3+離子，獲得了兩個(gè)同拓?fù)洚惪讖降氖中噪p發(fā)光金屬-有機(jī)框架I-C-Tb和II-C-Tb，研究了它們針對(duì)不同尺寸手性分子的傳感功能。結(jié)果表明I-C-Tb和II-C-Tb對(duì)能夠進(jìn)入孔道的異構(gòu)體及其混合物具有對(duì)映選擇性識(shí)別功能，而對(duì)不能進(jìn)入孔道的異構(gòu)體及其混合物不具有對(duì)映選擇性識(shí)別功能。該工作通過簡單的手性化策略合成了兩例手性雙發(fā)光的金屬-有機(jī)框架傳感材料，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)對(duì)映異構(gòu)體的選擇性傳感和定量識(shí)別。金屬-有機(jī)框架傳感材料的孔徑顯著影響了其對(duì)不同尺寸手性分子的傳感功能。這項(xiàng)工作揭示了多孔傳感材料的孔徑在其發(fā)光傳感功能中的作用。

2023年，Han等基于金屬-有機(jī)框架的手性和缺陷特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并合成了一系列具有手性缺陷的金屬-有機(jī)框架，并將其用于手性分子的對(duì)映選擇性定量傳感。該合成方法可在維持原有金屬-有機(jī)框架的高熱和溶劑穩(wěn)定性的同時(shí)，獲得極高的傳感效率和對(duì)映選擇性傳感功能，并且可以通過對(duì)對(duì)應(yīng)異構(gòu)體混合液的熒光分析獲得對(duì)映體過量值。該工作通過低成本、可擴(kuò)展和高效的路線合成了一系列手性發(fā)光金屬-有機(jī)框架，使其能夠?qū)Σ煌膶?duì)映異構(gòu)體進(jìn)行選擇性和定量識(shí)別。這種方法在制藥和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有極高價(jià)值，并為開發(fā)先進(jìn)的手性分子傳感材料開辟了一條新的途徑。

師唯，教授，博士生導(dǎo)師，國家優(yōu)秀青年基金獲得者

1997.9-2001.6，南開大學(xué)化學(xué)系，本科；2001.9-2006.6，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院，博士研究生；2006.12-2015.12，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院，副教授；2014.2-2015.2，加州大學(xué)伯克利分校，訪問學(xué)者；2015.12-今，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院，教授，博導(dǎo)；

研究領(lǐng)域：

金屬-有機(jī)框架、配位聚合物、熒光探針、能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換材料、分子磁性材料

獲獎(jiǎng)記錄：

2013年入選教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”；2015年入選天津市高?！?31”創(chuàng)新型人才第二層次；2015年入選南開大學(xué)“百名青年學(xué)科帶頭人培養(yǎng)計(jì)劃”；2016年獲得基金委“優(yōu)秀青年科學(xué)基金”；2017年度天津市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)，“功能導(dǎo)向金屬-有機(jī)框架的設(shè)計(jì)、合成與性質(zhì)研究”，第三完成人；2018年獲得英國皇家學(xué)會(huì)“Newton Advanced Fellowship”；2018年入選天津市中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才；2018年獲得天津市杰出青年科學(xué)基金資助。

樂研-南開產(chǎn)學(xué)研合作產(chǎn)品

1、1181712 | 樂研試劑 高端化學(xué)試劑供應(yīng)商

2、ZIF-14 | 945215-37-2 - 樂研試劑

3、ZIF-8 | 59061-53-9 - 樂研試劑

4、MOF-808(Zr) | 1579984-19-2 - 樂研試劑

5、1270942 | 樂研試劑 高端化學(xué)試劑供應(yīng)商

6、UiO 66 | 1072413-89-8 - 樂研試劑

7、UiO-66-NH2 | 1260119-00-3 - 樂研試劑

8、UIO-66-(OH)2 | 1356031-63-4 - 樂研試劑

9、UIO-66-COOH | 1334722-04-1 - 樂研試劑

10、Ce-UiO-66 | 1801427-51-9 - 樂研試劑

11、UiO 67 | 1072413-83-2 - 樂研試劑

12、1270935 | 樂研試劑 高端化學(xué)試劑供應(yīng)商

13、MIL-101(Cr) F Free | 876661-00-6 - 樂研試劑

14、MIL-100(Fe) | 1195763-37-1 - 樂研試劑

15、NH-MIL-101(Al) | 1404201-64-4 - 樂研試劑

16、Al-Fum | 1370461-06-5 - 樂研試劑

17、1253586 | 樂研試劑 高端化學(xué)試劑供應(yīng)商

參考文獻(xiàn)

1.Zongsu Han,Kunyu Wang, Mengmeng Wang, Tiankai Sun,Jun Xu, Hong-Cai Zhou, Peng Cheng, Wei Shi*, Tailoring Chirality and Porosity in Metal-Organic Frameworks for Efficient Enantioselective Recognition,Chem,2023, DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.004.

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6.Zhonghang Chen, Zongsu Han, Wei Shi*, Peng Cheng, Design, Synthesis and Applications of Chiral Metal-Organic Frameworks, Acta Chim. Sinica,2020, 78, 1336–1348.

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