金属有机框架物(MOFs),通常以无机金属团簇作为节点、以有机刚性配体作为支撑骨架,是一种在二维或三维方向上有序排列的一种新型的无机多孔材料。MOFs具有非常鲜明的特点,比如结构多样、设计性强、比表面积高等,因此自20世纪末到21世纪初被发现以来,在过去20年时间里,它们已经吸引了众多研究人员的目光,并在很多领域展现了强大的潜在应用前景,特别是在催化领域。目前,如何利用MOFs的特点来开展有机反应,实现底物的高效转化、产物的选择性合成以及反应体系的绿色环保,是化学家们的一个重要挑战。此外,如何利用各种仪器手段,认识MOFs在催化过程中扮演的角色以及反应机理也是这一交叉领域所面临的重要机遇和挑战。本论文围绕MOFs在有机催化反应中的应用,首先介绍了其发展历史和概况,并简要介绍了几种常用在有机催化上的MOFs。按照MOFs中催化活性位点的不同,分类综述了MOFs在有机催化上的应用实例和发展现状。MOFs的结构规整,比表面积高,性质稳定,非常适合作为异相催化剂或者催化剂载体。论文工作以MOFs材料作为中心发散点,以化学修饰接入功能位点为手段,以有机反应的基本规律作为基础,在这一前沿交叉领域开展了一系列的方法学研究;同时,借助计算化学手段以及先进的仪器设备,对反应机理进行了一定程度的探索,揭示了MOFs在催化有机反应中的某些中间体和反应途径。论文研究主要获得以下结果:1、首先,本论文基于有机体系的特点,选择了兼容性高的UiO-67作为催化剂的起点,通过对MOFs中的二羧酸配体进行修饰,导入特定的官能团作为金属催化剂的锚点,进而得到有催化活性的Ti-MOFs。该催化剂不仅能够在温和的条件下,高效、高选择性的实现羰基化合物的硼氢化反应,并且能够多次循环利用。该催化剂兼具均相催化剂——有机金属配合物,以及异相催化剂——可循环利用的特点,为拓宽均相有机反应在实际生产生活中的应用提供了新的思路。2、其次,基于以往的探索,为高选择性的实现甲烷sp~3惰性碳氢键活化反应,本论文通过向UiO-67中引入含菲洛琳分子骨架的二羧酸配体,向MOFs中成功导入了具有催化活性的金属铱,并利用框架物的孔洞大小以及形状选择性,轻松抑制了热力学上更有优势的多硼化产物,而将反应控制在甲烷单硼化这一步,实现了甲烷的高选择性活化。该类催化剂可能具有跟均相催化体系中不一样的反应机理,文中也有一定的说明。3、廉价金属铜也常用于有机反应中,相比于贵重金属,铜的价格便宜但对某些反应却有着毫不逊色的催化能力。本论文基于官能团化的MOFs材料,设计合成了Cu-MOF催化剂,并将其运用在炔烃偶联反应以及氧化反应中。更多详细的数据结果以及机理探究仍在研究整理之中。