共价有机框架（COFs）是一种新兴的多孔有机聚合物材料，具有巨大的应用前景，但缺乏能够与气体相互作用的柔性。1922年通过实验发现了异构现象（Atropisomerism），但在很少能够在这种框架结构材料存在。有鉴于此，新加坡国立大学赵丹(Dan Zhao)、斯德哥尔摩大学黄哲昊（Zhehao Huang）、名古屋大学Ryotaro Matsuda等报道了COF单晶中的异构现象。合成了COF-320和COF-320-A两种COF异构材料，具有相同的化学结构和互穿结构，但重复单元以不同方式空间排列。

本文要点

（1）

不同于刚性COF-320结构，其阻转异构体（COF-320-A）在不同温度下的等温线中表现出一个或多个非常规气体吸附步骤。通过连续旋转电子衍射和原位粉末X射线衍射确定的单晶结构表明，这些吸附步骤是在改变或不改变晶体空间群的情况下由于内部孔隙膨胀导致。

（2）

COF-320-A对不同气体分子呈现不同的结构变化，通过内部孔隙（晶体到非晶转变）的连续扩展或不连续扩展（晶体到晶体转变）或混合转变形式来识别不同的气体，从而COF-320-A与现有的软/柔性多孔晶体不同。这些研究将阻聚作用从分子扩展到晶体，并推动COFs进入共价连接的软多孔晶体状态，进一步推进了软多孔晶体在气体吸附、分离和储存中的应用。

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Chengjun Kang, Zhaoqiang Zhang, Shinpei Kusaka, Kohei Negita, Adam K. Usadi, David C. Calabro, Lisa Saunders Baugh, Yuxiang Wang, Xiaodong Zou, Zhehao Huang, Ryotaro Matsuda & Dan Zhao, Covalent organic framework atropisomers with multiple gas-triggered structural flexibilities, Nature Mater 2023

DOI: 10.1038/s41563-023-01523-2

https://www.nature.com/articles/s41563-023-01523-2