共价有机骨架 (COF) 是一类新兴的结晶多孔聚合物,因其在多相催化、气体吸附和分离、传感、能量存储和光电子学方面的潜力而受到广泛关注。
近日,武汉大学Bo Gui,Cheng Wang,北京大学孙俊良教授报道了在分子构件中引入空间位阻以防止π·π堆积,从而允许二维(2D)共价有机片通过缠结形成三维(3D)共价有机框架(COF)。
文章要点
1)研究人员从合理设计的在垂直方向含有大蒽单元的前驱体出发,成功合成了高结晶度的COF(3D-An-COF)。
2)非常有趣的是,研究人员确定了3D-An-COF纠缠的2D方网(sql)结构,通过连续旋转电子衍射技术获得的高分辨率数据(1.1 Å),能够直接定位所有非氢原子。
3)在结构上,C2h对称面外蒽基的存在强烈减少了π·π相互作用并促进了方形纠缠的形成。此外,3D-An-COF具有荧光性,可作为传感器检测水中的微量抗生素。
这项研究为3D COF的结构多样化提供了一种新策略,并且必将激励我们构建更多纠缠的COF以用于未来有趣的应用。
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Yuanpeng Cheng, et al, A Fluorescent Three-Dimensional Covalent Organic Framework Formed by the Entanglement of Two-Dimensional, J. Am. Chem. Soc, 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c06159
Sheets, https://doi.org/10.1021/jacs.3c06159