JACS: 芳香亲核取代反应构建氰酸酯链接的COF

元催化

2022-10-01

利用动态共价化学构建的共价有机框架（COF）作为一类结晶性多孔材料，在近二十年间发展十分迅速。COF结构单元之间的链接通常具有可逆性，因而可以修复结构缺陷，最终形成有序的框架。聚氰酸酯是一类应用广泛的高稳定性材料。但由于现有合成氰酸酯结构的方法均为不可逆反应，而且聚氰酸酯中含有柔性的C-O-C链接，目前基于氰酸酯的结晶性多孔共价有机框架从未被成功直接制备过。

近日，美国科罗拉多大学张伟教授课题组开发出了动态芳香亲核取代反应，并将其不仅用于了可闭环回收可锻塑热固性新材料的制备，还用来制备了一系列稳定，孔径可调，具有高二氧化碳/氮气吸附选择性的由氰酸酯链接的共价有机框架。

本文要点：

（1）本工作首次利用了动态芳香亲核取代反应构建了具有高晶性的由氰酸酯链接的共价有机框架（CN-COFs）。由于层间氢键的存在，CN-COFs展现了少见的AA’堆积。

（2）研究表明该类材料具有极高稳定性和优秀的二氧化碳/氮气吸附选择性，在多个领域中有着极大的应用前景。

参考文献：

Zepeng Lei, Lacey J. Wayment, Jackson R. Cahn, et al. Cyanurate-Linked Covalent Organic Frameworks Enabled by Dynamic Nucleophilic Aromatic Substitution. J. Am. Chem. Soc. 2022.

DOI：10.1021/jacs.2c00778

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00778