JACS：通过硼酸酯交换、复分解合成含硼的COF

纳米技术

2021-08-18

硼氧烷（Boroxine）、dioxaborole是目前首先被广泛研究的COF材料，其中一些结构非常重要。设计合成COF材料得到了长达15年的持续发展，但是目前的相关研究中都是基于Yaghi发展的硼酸聚合过程，同时此类合成需要的一些单体分子难以合成、溶解、或者在水溶液中不稳定。

有鉴于此，麦吉尔大学Dmitrii F. Perepichka等报道从硼氧烷（Boroxine）、从dioxaborole合成COF的的新方法，实现了基于频哪醇芳基硼酸酯与甲基硼酸的酯交换反应，基于频哪醇硼酸酯与甲基硼酸保护的邻苯二酚进行合成。

本文要点：

（1）

该反应中使用的芳基硼酸酯、甲基硼酸保护的邻苯二酚都是非常容易进行纯化处理、能够大批量合成并且存在状态非常稳定。作者分别考察了两个反应的动力学，验证该反应的动力学过程容易调控。

（2）

该反应方法与经典的缩合反应（生成水作为副反应产物）合成方法有所区别，新合成方法的副反应产物为甲基硼酸酯，反应进行的情况可以通过¹H NMR进行动力学分析。

（3）

作者通过新发展的合成策略用于合成目前已知的硼氧烷（Boroxine）、dioxaborole，发现与经典方法类似或者更好的晶化效果。此外，作者成功通过这种策略合成了两种新型COF，Py₄THB、B₂HHTP，这两种COF结构由于相应的硼酸原料溶解性较差、水解不稳定性导致经典方法无法进行合成。

参考文献

Ehsan Hamzehpoor, Antranik Jonderian, Eric McCalla, and Dmitrii F. Perepichka*, Synthesis of Boroxine and Dioxaborole Covalent Organic Frameworks via Transesterification and Metathesis of Pinacol Boronates, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c05987

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c05987