肇庆学院团队研发新型 MOF 催化剂 实现温和条件下高效构建有机硼化合物
近日,肇庆学院环境与化学工程学院新能源材料与催化团队陈莲芬副教授在国际知名期刊《Materials Today Chemistry》(JCR Q1, IF=6.7)发表题为“Post-synthetic metallization in a robust metal-organic framework for efficient B–H bond insertion via enynone-derived carbenes”的重要研究成果,成功开发出首例基于金属有机框架(MOF)的非均相催化剂 CuCl-MOF-303,为温和条件下高效合成有机硼化合物提供了新路径。
有机硼化合物是有机合成与材料科学领域的关键化学品,但传统合成方法存在催化剂稳定性差、反应条件苛刻等问题。该团队创新采用合成后金属化(PSM)策略,将催化活性 Cu (I) 位点稳定负载于 MOF-303 骨架中,借助 MOF 材料独特的孔道限域效应,实现了炔烃衍生卡宾介导的 B-H 键插入反应。
实验表明,CuCl-MOF-303 催化剂展现出优异的催化性能,在常温常压条件下即可高效催化胺硼烷加合物与炔酮类化合物反应,以 68%-86% 的中高收率制备 2 - 硼基取代呋喃衍生物。相较于均相催化体系,该催化剂不仅解决了分离困难的痛点,还凭借 MOF 孔道的空间限制作用,实现了对不同空间位阻底物的尺寸选择性催化,为复杂分子合成提供了更高的选择性控制。
该研究首次将 MOF 材料应用于炔烃衍生卡宾介导的 B-H 键插入反应,为非均相催化构建 C-B 键提供了新思路,也彰显了合成后金属化策略在功能 MOF 催化剂设计中的应用潜力。成果不仅丰富了有机硼化合物的绿色合成方法,还为 MOF 材料在精细化工领域的应用开辟了新方向。
该研究由肇庆学院联合海南大学、中山大学合作完成,得到国家自然科学基金、广东省普通高校重点领域专项等项目支持。团队将继续深耕MOF基催化剂的结构设计与性能优化,推动相关技术在有机合成领域的产业化应用。
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