尽管串联催化反应比传统合成提高了原子和步骤的经济性，但同时受到所需催化剂不相容的限制。

近日，芝加哥大学林文斌教授报道了设计了双功能金属有机层（MOLs），HfOTf-Fe和HfOTf-Mn，由三氟甲基磺酸盐（Otf）封端的Hf₆二级结构单元（SBUs）作为Lewis酸性中心和金属化的TPY配体作为金属活性位点，用于O₂和CO₂作为共反应物的串联催化转化。

文章要点

1）通过加热HfCl₄、H₃TPY、甲酸InN、二甲基甲酰胺（DMF）和水的混合物，在120 °C下合成了HF-TPY MOL。然后，用FeBr₂和MnCl₂对HF-TPY进行金属化处理，分别得到HF−Fe和HF−Mn MOL。然后，HF−Fe和HF−Mn中的甲酸盐封端基团通过与trimethylsilyl triflate（TMS-OTf）的易位反应完全被Otf基取代，进而分别得到HfOTf-Fe和HfOTf-Mn。

2）研究发现，HfOTf-Fe通过O₂和甲硅烷基化的串联氧化有效地将烃转化为氰醇，而HfOTf-Mn通过串联环氧化和CO₂注入将苯乙烯转化为碳酸苯乙烯酯。

3）研究人员通过密度泛函理论（DFT）计算揭示了高自旋Fe^IV（S= 2）中心参与了sp³ C-H键的氧化。

这项工作突出了MOLs作为一个可调平台的潜力，其可以结合多个催化剂进行串联转化。

参考文献

Wenjie Shi, et al, Bifunctional Metal−Organic Layers for Tandem Catalytic Transformations Using Molecular Oxygen and Carbon Dioxide, J. Am. Chem. Soc, 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c07963

https://doi.org/10.1021/jacs.1c07963