近日，我院超分子配位化學研究所甯國宏教授、李丹教授團隊在J. Am. Chem. Soc.上發表了題為“Gold(I)-Organic Frameworks as Catalysts for Carboxylation of Alkynes with CO2”的重要研究成果（圖1）。
圖1. 金（I）基金屬有機框架催化炔烴與二氧化碳的羧基化反應。
金是一種具有獨特性質的迷人元素，在化學、納米技術、材料科學和醫學中的得到廣泛的應用。金屬有機框架（MOF）作為一類具有周期性和精确的結構、高比表面積以及功能多樣性的晶态多孔材料。為了将金（I）集成到MOF中，科學家們已經開發出一些方法，如将金納米顆粒封裝在孔道中，或将金配合物錨定在框架結構中。然而，這些方法會降低MOF的孔隙率，并且金離子分散不均勻，導緻材料性能不能令人滿意。與之相對，構建具有金（I）節點的多孔金屬有機框架（Au-MOFs）不僅保持了孔隙率，而且得到均勻分布的金位點。因此，Au-MOFs的制備是具有重要意義的。然而，在所有金屬中，由于金具有最低的電化學電勢和最高的電負性，在常規溶劑熱條件下金離子極易被還原為零價金，Au-MOFs的合成仍是具有高度挑戰性，且尚未有先例。
圖2. 基于金（I）環三核配合物的金（I）基金屬有機框架合成策略。圖片來源：J. Am. Chem. Soc.。
作者通過結合配位和動态共價化學，利用一個具有較好穩定性的Au（I）環三核配合物為前驅體，選用合适的連接配體，通過共價連接的方法，合成了系列金（I）基金屬有機框架材料（JNM-Au）。這是金（I）基金屬有機框架的首次報道。該方法操作簡便，不需氮氣保護，在常溫常壓下15分鐘即可完成反應，同時可以進行克級的合成。作者嘗試了四種具有不同取代基的連接配體，都能快速簡便地獲得具有高結晶性和均一孔徑的金（I）基金屬有機框架材料（圖2）。由于JNM-Au具有開放的Au（I）位點，該材料對炔烴與二氧化碳的羧基化反應具有優異的催化活性和廣泛的底物耐受性，并且在不損失催化性能的情況下至少可重複使用5次（圖3）。
圖3. JNM-Au-1催化炔烴與二氧化碳的羧基化反應。圖片來源：J. Am. Chem. Soc.。
本研究成果近期發表在J. Am. Chem. Soc.上，危榮佳博士為第一作者，甯國宏教授和李丹教授為通訊作者，太阳集团app首页為唯一通訊單位。該論文得到了國家自然科學基金、國家自然科學基金重點項目、廣東省重大基礎與應用基礎計劃、廣東省自然科學傑出青年基金、廣東省青年珠江學者項目、廣州市市校聯合項目和太阳集团app首页等的大力支持。
原文鍊接
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08262
文/圖：危榮佳
校對：劉雪
責編：李逸凡
初審：甯國宏
終審：李丹
