本文選題：金屬有機骨架(MOF) + 手性分離��； 參考：《鄭州大學》2017年碩士論文

【摘要】：金屬有機骨架化合物(MOF)作為一種新型的多孔功能材料,因其具有較高的比表面積、豐富的拓撲結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定的孔結(jié)構(gòu)以及孔道表面可修飾等特點,使得它在氣體儲存、催化劑、吸附分離等諸多領(lǐng)域都具有非常廣泛的應(yīng)用前景。手性金屬有機骨架材料是MOFs發(fā)展的重要組成部分,由于手性MOFs多孔的功能位點和手性的特點,因而在不對稱合成和手性選擇分離方面受到了廣泛的推崇。氧化石墨烯(GO)作為制備石墨烯(G)的重要前驅(qū)體,除了具有層狀結(jié)構(gòu)和比表面積大的特點外,還含有大量含氧基團,例如羥基、環(huán)氧基團和羧基等。這些含氧基團的存在不僅可以提高氧化石墨烯的親水性能,也為制備功能化氧化石墨烯材料提供了反應(yīng)位點。氧化石墨烯與手性MOFs材料結(jié)合而制備的復(fù)合功能材料,能集各種材料的優(yōu)點于一體,并利用它們的協(xié)同效應(yīng)提高整體復(fù)合功能材料的性能。然而通過文獻調(diào)研,尚未見到有關(guān)手性MOF-磁性石墨烯功能材料用于磁性固相萃取(MSPE)的研究,也尚未見到將此類功能化磁性粒子應(yīng)用于手性分析的研究報道。本論文合成了磁性氧化石墨烯功能化的手性MOFs材料,并將其應(yīng)用于磁性固相萃取來實現(xiàn)對手性藥物中間體的選擇性吸附分離。這些功能材料既具有氧化石墨烯大的比表面積和良好的分散性,又兼具手性MOFs的多孔性及手性,還能結(jié)合磁性材料的磁性,因而具有廣泛的應(yīng)用前景。主要內(nèi)容如下:第一,首先利用水熱法制備磁性四氧化三鐵,然后通過溶膠-凝膠法在磁性Fe_3O_4納米粒子表面包覆一層二氧化硅,再利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)對Fe_3O_4@SiO_2進一步功能化,最后通過化學鍵合法將氨基化的磁性材料鍵合到石墨烯表面,制得Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-GO(簡稱MGO)磁性材料,并通過掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、紅外(IR)、X射線粉末衍射(XRD)進行表征。第二,常壓下制備了純手性MOF1,[Zn2(bdc)(L-lac)(dmf)](bdc=對苯二甲酸;L-lac=L-乳酸),并將制得的MGO按照不同的摻雜量分散在手性MOF1中得到了磁性石墨烯功能化的MOF,Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-GO@MOF1(簡稱MGO-ZnBLD),并通過掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、紅外(IR)、熱重(TGA)、磁滯回線(VSM)、X射線粉末衍射(XRD)、氮氣吸附等進行表征。用磁性固相萃取(MSPE)對甲基苯基亞砜進行選擇性吸附與分離,在磁性石墨烯摻雜量為5%時對映體過量值(ee值)可達90.9%,整個吸附過程僅用了2分鐘,且重復(fù)7次后ee值未見明顯降低。第三,常壓下制備了另一種純手性MOF2,[Zn2(D-Cam)2(4,4'-bpy)]n(D-Cam=D樟腦酸;4,4'-bpy=4,4'-聯(lián)吡啶),同樣通過不同摻雜量的MGO制得Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-GO@MOF2(簡稱MGO-ZnCB),并通過掃描電鏡、透射電鏡、紅外、熱重、磁滯回線、X射線粉末衍射、氮氣吸附、EDS能譜等進行表征。用磁性固相萃取對聯(lián)萘酚進行選擇性吸附與分離,在磁性石墨烯摻雜量為10%時對映體過量值(ee值)可達74.8%,整個吸附過程可以在3分鐘內(nèi)完成,且重復(fù)7次后ee值仍未見明顯降低。第四,利用制得Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-GO@MOF2(簡稱MGO-ZnCB)對另一種手性藥物中間體聯(lián)糠醛進行選擇性吸附分離,在磁性石墨烯摻雜量為8%時對映體過量值(ee值)為57.4%,整個吸附過程僅需要2分鐘,同樣重復(fù)7次后ee值未見明顯降低。
[Abstract]:As a new type of porous functional material, metal organic framework compound (MOF) has the characteristics of high specific surface area, rich topological structure, stable pore structure and surface modifier, which make it widely used in many fields such as gas storage, catalyst, adsorption separation and so on. Chiral metals have a wide range of applications. The framework material is an important part of the development of MOFs. Due to the functional sites and chiral features of the chiral MOFs, it has been widely respected in the asymmetric synthesis and chiral separation. GO is an important precursor for the preparation of Shi Moxi (G), except for the characteristics of large layer structure and specific surface area. The presence of oxygen groups, such as hydroxyl groups, epoxy groups and carboxyl groups, can not only improve the hydrophilic properties of graphene oxide, but also provide a reaction site for the preparation of functionalized graphene oxide materials. The composite functional materials, which are prepared by the combination of graphene oxide and chiral MOFs materials, can be used to collect various materials. The properties of the composite functional materials are improved by their synergistic effects. However, the study of chiral MOF- magnetic graphene functional materials for magnetic solid phase extraction (MSPE) has not yet been seen through literature research, and the research reports on the application of such functionalized magnetic particles to chiral analysis have not yet been seen. The functionalized chiral MOFs materials of magnetic graphene oxide are synthesized and used in magnetic solid phase extraction to achieve selective adsorption and separation of chiral drug intermediates. These functional materials have both the specific surface area and good dispersion of graphene oxide, also the porosity and chirality of chiral MOFs, and the combination of magnetic materials. The magnetic properties of the material are widely used. The main contents are as follows: first, the magnetic Fe_3O_4 is prepared by the hydrothermal method. Then a layer of silica is coated on the surface of the magnetic Fe_3O_4 nanoparticles by the sol-gel method, and then the Fe_3O_4@SiO_2 is further functionalized with 3- amipropyl triethoxane (APTES). Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-GO (SEM), transmission electron microscope (TEM), infrared (IR), X ray powder diffraction (XRD) were characterized by bonding the amino - magnetic materials to the surface of graphene. Second, pure chiral MOF1, [Zn2 (BDC) (L-lac) (DMF)] were prepared under atmospheric pressure. Ac=L- lactic acid), and the synthesized MGO was dispersed in the chiral MOF1 by different doping amount in the chiral MOF, Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-GO@MOF1 (MGO-ZnBLD), and was characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), infrared (IR), thermogravimetric (TGA), hysteresis loop (VSM), X ray powder diffraction, nitrogen adsorption, etc. The selective adsorption and separation of methyl phenyl sulfoxide by magnetic solid phase extraction (MSPE), the overdose of enantiomers (EE value) can reach 90.9% when the doping amount of magnetic graphene is 5%, the whole adsorption process is only 2 minutes, and the EE value is not obviously reduced after 7 times. Third, another kind of pure chiral MOF2, [Zn2 (D-Cam) 2 (4,4'-bpy)]n is prepared under constant pressure. (D-Cam=D camphor acid; 4,4'-bpy=4,4'- bipyridine), Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-GO@MOF2 (abbreviated as MGO-ZnCB) was obtained by different doping amounts of MGO, and was characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, infrared, thermogravimetry, hysteresis loop, X ray powder diffraction, nitrogen adsorption, EDS spectrum and so on. The selective adsorption of naphthol by magnetic solid phase extraction was carried out. With the separation, the overdose of enantiomers (EE value) can reach 74.8% when the amount of magnetic graphene is 10%, and the whole adsorption process can be completed in 3 minutes, and the EE value is still not obviously reduced after 7 times. Fourth, Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-GO@MOF2 (MGO-ZnCB) is used to selectively adsorb the other kind of intermediate fural furfural. The overdose of enantiomers (EE value) is 57.4% when the amount of magnetic graphene is 8%, and the whole adsorption process takes only 2 minutes, and the EE value is not significantly reduced after the same repetition of 7 times.
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB34;TQ460.1

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