在非均相催化领域中,超细过渡金属纳米颗粒(MNPs)表现出优异的催化性能,引起了人们越来越多的研究兴趣。由于MNPs具有较高的表面能,容易在催化反应中形成聚集物,从而失去原有的催化活性。近年来,金属有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)和石墨烯等多孔有机材料在非均相过渡金属催化领域引起了人们的极大兴趣,它们的高比表面积和多孔材料限域效应有助于提高催化性能。但这些多孔载体大都溶解性较差,影响了催化剂在反应体系中的分散性。
有机分子笼(porous organic cage, POCs)是一类相对较新的离散型微孔材料,在气体储存、分离、传感等多个领域应用广泛。值得一提的是,很多有机分子笼具有有限的孔径(一般小于2 nm)和富电子骨架结构,能够很好地固载超细过渡金属纳米颗粒,由此形成的MNPs@POCs复合物具有可控的纳米颗粒直径、均匀的粒径分布以及良好的溶解性,在非均相催化领域具有巨大的应用潜力。
MNPs@POCs催化的有机化学反应研究尚处于初期探索阶段,研究报道较少。当前的关注点更多集中在MNPs@POCs的制备及结构学研究上,而对于MNPs@POCs在有机化学反应中的催化机制,尤其是催化剂构效关系知之甚少。最近,北京理工大学杨帆致课题组综述了MNPs@POCs催化的还原反应和偶联反应的研究进展,对MNPs@POC复合物的催化活性、构效关系以及回收性能进行了分析介绍,指出了现阶段MNPs@POCs催化有机化学反应研究中存在的关键性问题,并对MNPs@POCs这类绿色高效催化剂的发展前景做出了展望。
论文信息 Transition Metal Nanoparticles-Catalyzed Organic Reactions within Porous Organic Cages Miao Xu, Prof. Fanzhi Yang ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202200183