近日，我院汪骋和霍浩华教授课题组在后修饰金属有机单层应用于Ir/Ni不对称光催化反应的研究中取得重要进展。相关成果以“Iridium Photosensitizers Immobilized on Metal-Organic Layers Lead to Enhanced Enantioselectivity in Ni/Ir Dual Photocatalysis”为题，发表于《Angewandte Chemie International Edition》（DOI: 10.1002/anie.202518424）。
不对称光催化是制备手性分子的重要手段，在药物合成和先进材料等领域极具应用价值。其中，Ir/Ni协同催化体系在C(sp³)-H键的不对称官能团化反应中展现出优异的收率和对映选择性。然而，贵金属Ir的成本高昂、回收再利用困难等弊端严重限制了其大规模应用的效能。因此，在保持高对映选择性的同时，开发可回收再利用的新型Ir光氧化还原催化材料成为当前该研究领域的关键挑战。
金属有机单层（Metal-Organic Layers，MOLs）作为金属有机框架（Metal-Organic Frameworks，MOFs）的二维版本，具有结构可调、表面易修饰、分散性好等优势，为集成多种催化活性组分提供了理想平台。汪骋教授课题组基于前期在MOLs合成与表界面调控的研究基础，设计合成了三种基于BTB配体的MOLs，并通过配位交换或点击化学反应，在其表面固载了功能化的Ir光敏剂（Ir-PSs），成功制备出六种MOLs基复合Ir光敏材料（MOL-PSs）。
研究发现，在手性双噁唑啉Ni配合物为催化活性组分的体系中，MOL-PSs在饱和氮杂环α-C(sp³))-H键的不对称酰基化反应中表现出优于传统均相Ir光敏剂的对映选择性，最高可达> 99% ee。机理研究表明，手性Ni催化剂可与MOLs表面的-OH或-NH2发生配位作用，进而与MOL-PSs中的Ir光敏剂形成紧密接触的离子对。相较于均相体系，MOLs对Ni催化剂的吸附不仅促进了光生电子的定向转移，更通过引入额外的空间位阻有效调控了Ni(Ⅲ)中心的手性环境，从而显著提升了反应的对映选择性。此外，该催化体系在多种手性配体和反应底物中均表现出了良好的适用性。其中，-NH2功能化的BTBNH₂MOL-L2在连续五次循环使用后，仍能保持较好的催化活性与对映选择性，展现出材料良好的可回收性与稳定性。
该研究不仅展示了MOLs在不对称光催化反应中的巨大潜力，也为解决贵金属光敏剂在成本、回收及手性控制方面的挑战提供了新思路。
本工作在汪骋教授和霍浩华教授的共同指导下完成，2022级博士生彭元照为论文的第一作者。该工作得到了国家重点研发计划（2021YFA1502500）、国家自然科学基金（22125502, 22461160282, 22121001, 92461305）、校长基金交叉课题（20720240151）、2011协同创新中心（20720250005）等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202518424
