【人物与科研】上海交通大学崔勇教授课题组：手性诱导法合成手性共价有机框架

导语

手性是自然界的一个本质特征，在多种化学和生物过程中起着至关重要的作用。共价有机框架（COFs）是一种新兴的晶态有机多孔聚合物，其具有可控的组分、结构和性能。然而，由于COFs的结晶过程难以控制，目前仅有少数的几例手性COFs被合成出来。利用非手性单体通过手性诱导的方法制备手性COFs更是未见报道。上海交通大学崔勇教授课题组在手性共价有机框架的合成方面做了一系列开创性的工作，近日课题组利用非手性单体成功制备了手性COFs（DOI: 10.1038/s41467-018-03689-9）。

崔勇教授课题组简介

崔勇教授课题组成立于2005年。目前课题组成员有特别研究员1名，访问学者1名，博士生16名，硕士生2名。课题组主要从事手性分子设计、合成与组装，包括手性金属有机框架材料（MOF）、共价有机框架材料（COF）、大环和笼状化合物的合成以及手性材料用于不对称催化和手性识别与分离等方向的研究。

崔勇教授简介

崔勇，上海交通大学教授、博士生导师。1999年在中国科学院福建物质结构研究所获理学博士学位；1999至2000年在中国科技大学从事博士后研究；2001至2005年在美国北卡罗莱纳大学和芝加哥大学从事博士后研究；2005年起任上海交通大学化学化工学院教授、博士生导师。2010年获国家杰出青年科学基金。主要从事金属有机、分子组装和手性多相催化与分离等方面研究工作。已在国际重要学术期刊J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nature Commun.和 Adv. Mater. 等期刊上发表论文60余篇, 论文被他引3000多次。研究工作被 Nature Chemistry、Nature China、Chemical Science、“有机化学”和“科学通报”等选作研究亮点评述或专题报道，获得了国内外同行的高度评价。主持和承担国家自然科学基金、国家重大基础研究计划（973）、教育部基础重点项目、上海市基础研究重大和重点项目、教育部和上海市人才基金等多项研究课题。

前沿科研成果

手性诱导法合成手性共价有机框架

手性晶态材料在立体化学和偏振光学上具有十分重要的作用。截止目前，大多数的手性固相材料如金属有机框架（MOFs）都是通过具有手性的构筑单元组装得到的。因此，利用非手性结构单元通过手性诱导的方法构筑手性晶态材料十分具有吸引力。但真正想要实现这一过程却十分困难，究其原因是针对不同的非手性单元，难以找到合适的手性诱导剂。共价有机框架（COFs）是一种新兴的晶态有机多孔聚合物，其具有可控的组分、结构和性能。然而，由于COFs的结晶过程难以控制，利用手性有机单元构筑二维或三维手性COFs（CCOFs）的报道仅有几例，利用非手性单体通过手性诱导的方法制备手性COFs仍未见报道。

先前的研究工作证实，具有C₃对称性的螺旋桨式有机单元可以为手性诱导法制备手性超分子和手性聚合物提供一个良好的平台。崔勇课题组利用非手性的二胺或三胺，与具有C₃对称性的1,3,5-triformylphloroglucinol（Tp）进行缩合，并在合成过程中加入(R)/(S)-1-苯乙胺（1-PEA）作为诱导剂，成功合成出9种二维手性COFs。这些手性COFs虽然和非手性COFs具有相似的PXRD谱图，但却在圆二色谱中展示出了显著的Cotton效应，证明了它们的手性本质。在非手性COFs中，Tp与胺缩合后能够形成等量的具有(Λ)-或(Δ)-螺旋桨构型的核心。随着手性诱导剂的引入，COFs在结晶过程中偏向于形成其中一种螺旋桨构型，从而导致最终产物中手性的出现。这些COFs的手性可以通过1-PEA的构型来调节，其中(S)-1-PEA可以诱导形成(Λ)-CCOF，而(R)-1-PEA可以诱导形成(Δ)-CCOF（图1）。

图1，手性诱导示意图

CCOF-TpTab是作者合成的9种二维手性COFs中的一个，它在模拟人体体液的环境里可以对手性单糖或二糖进行手性选择性荧光淬灭。这是由于TpTab与糖类之间的超分子作用力使得它们形成不同的非对映体复合物，从而导致其荧光的选择性淬灭。通过对CCOF-TpTab进行后期铜离子修饰，可以实现非均相不对称催化亨利反应，反应最高能够得到35%的ee值。尽管其手性选择性还有待提升，但该方法对非手性结构单元通过诱导组装手性多孔材料的研究具有十分重要的意义。这项发现为手性晶态材料的基础和应用研究提供了一种新的手段，并为新型手性多孔材料的设计拓宽了思路。

这一成果近期发表在Nature Communications上，该论文作者为：Xing Han, Jie Zhang, Jinjing Huang, Xiaowei Wu, Daqiang Yuan , Yan Liu, Yong Cui（Nature Commun. 2018, 9, 1294）。

关于人物与科研

在科技元素在经济生活中日益受到重视的今天，中国迎来了“科学技术爆发的节点”。科技进步的背后是无数科学家的耕耘。在化学领域，在追求创新驱动的大背景下，国际合作加强，学成归国人员在研发领域的影响日益突出，国内涌现出众多非常优秀的课题组。为此，CBG资讯采取1+X报道机制，CBG资讯、ChemBeanGo APP、ChemBeanGo官方微博、CBG微信订阅号等平台合力推出“人物与科研”栏目，走近国内颇具代表性的课题组，关注他们的研究，倾听他们的故事，记录他们的风采，发掘他们的科研精神。

* 欢迎联系：[e-mail]