MOFS材料和MOPS材料骨架化合物的取代反应

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摘要取代反应，作为最有力的和有效的化学反应之一，已被广泛用于各种合成，包括用于设计和制备功能分子或材料。在过去的十年中，一类新开发的无机 - 有机杂化材料，即有机金属材料（MOMs材料），已经经历了迅速的发展。 MOMs材料的组成，通过强的化学键连接有机连接子含金属节点，并分别可分为具有无穷和离散结构特征的金属 - 有机骨架（MOFs材料）和金属有机多边形/多面体（MOPS材料）。最近的研究表明，该取代反应，可作为在MOFs材料和MOPs材料的合成和修饰的新方法，特别是用于预设计的需要具有所需的结构和功能，这通常是很难成功的由一个釜自组装合成直接合成。本文综述了在MOFs材料和MOPs材料取代反应的实现。列举并分析了在金属离子，有机配体，和MOFs材料和MOPs材料自由导向分子取代反应的例子。在结构或诱导的取代，以及相关的反应的性质，这些材料的特性的变化或修改，我们进行了讨论，得到了该取代反应是在合成和剪裁方面的MOMs材料确实可行和有力的结论。46660

毕业论文关键词：MOFs； MOPs; 取代反应； MOMs材料

Substitution reaction, as one of the most powerful and efficient chemical reactions, has been widely used invarious syntheses, including those for the design and preparation of functional molecules or materials. In the past decade, a class of newly developed inorganic–organic hybrid materials, namely metal–organic materials (MOMs), has experienced a rapid development. MOMs are composed of metal-containing nodes connected by organic linkers through strong chemical bonds, and can be pided into metal–organic frameworks (MOFs)and metal–organic polygons/polyhedra (MOPs) with infinite and discrete structural features, respectively.

Keyword:MOFs; MOPs; Substitution reaction; MOMs

1.介绍4

2.金属离子的取代6

2.1中心金属离子的取代15

2.2金属配体中的金属离子的取代16

2.3协调客体分子的取代21

3.有机配体的取代22

3.1有机桥配体取代22

3.2有机配体的化学修饰25

4.自由客体分子的取代27

4.1中性客体分子取代28

4.2阳离子客体分子取代30

4.3阴离子客体分子取代33

5.结论与展望36

参考文献37

1.介绍

固态化学材料组成的无机，有机，有机和无机杂化品种，在我们日常生活的方方面面，在工业生产中发挥重要作用。在最近十年中，作为一类新的无机 - 有机杂化材料，有机金属材料（MOMs材料）[1]又经历了迅速的发展，由于其不同的和容易地适应结构和相关联的属性使得其有许多的潜在的应用，例如在气体储存[2]，分离[3]，催化[31]，化学传感和药物递送。

MOMs材料是由金属离子或通过强大的化学键连接的有机配体集群。这类衍生物极大的扩展了固态化学和材料科学的研究领域。基于它们的结构特征，两个主要的分支可以从MOMs材料导出：无限联网金属 - 有机骨架（MOFs材料）和离散分子协调组件；紧接着的主要是指金属有机多边形/多面体（MOPs材料）[27]。MOFs材料主要由金属类节点和桥接在其骨架的有机配体连接而成;然而，他们也通常与协同或自由基分子有关。

迄今，通常使用的方法为MOFs材料和MOPs材料的合成是基于金属离子和有机配体在特定的溶剂系统[4]的直接反应（或者少数情况下载固体状态），通常为自组装反应过程。这种传统的合成路线是相当方便和优势，但仅限于在一定程度上。通常情况下，金属离子能够在不同情况下的协调配合变成几何形状，例如，Cu2 +的离子可以采用八面体，四方锥体，正方形，或三角双锥体构以及Zn2+更倾向于八面体或四面体结构。同样地，有机配体如羧酸类具有各种不同的反应/协调的条件下的配位模式。此外，给定的金属离子和有机配体的配位或组合也可以受一些其他因素，包括反应温度，反应物浓度，所用溶剂，模板等等，由此导致了不同的结果。这意着在某些情况下，很难找到合适的反应条件特别是当采用了新型配体的合成MOFs材料或MOPs材料，以控制这种自组装过程的结果。但是，应该澄清的是，即便如此，我们商定MOFs材料和MOPs材料的合成，它强调主要成果从给定/优化合成条件下，金属离子和配体之间的反应易于控制和修改。