Nature Chem：双亲性氨基酸实现水相合成COF单晶

纳米技术

2023-04-11

共价有机骨架结构材料COF的关键是晶体结构，但是目前COF的晶化过程通常需要大量的实验尝试、化学推测、大量筛选等过程，合成COF一般需要严苛的合成条件和较低的过饱和条件，这导致合成COF的单晶材料变得非常困难和挑战。

有鉴于此，中山大学刘卫（Wei Liu）、郑治坤（Zhikun Zheng）、北京大学孙俊良（Junliang Sun）等报道通过具有长疏水分子链的双亲性氨基酸分子，在温和的水溶液制备亚胺型COF单晶。

本文要点

（1）

检测聚合和晶化过程，研究结构单元的晶化和晶化机理，提出晶体生长的模型。调控双亲性分子的疏水分子链长度对晶化过程的影响，调控头部官能团、加入催化剂、反应温度、配位阳离子。

（2）

双亲性分子自组装成为胶束，能够动态的分离溶液的单体分子节点（node），双亲性分子的疏水结构分离链接结构（linker），因此能够调控COF的聚合和晶化过程。这种反应能够在胶束生成结构畸变的聚亚胺，随后逐步变为COF晶体。这种方法以克级量合成5种三维COF和二维COF的单晶，产率高达92 %。

参考文献

Zhipeng Zhou, Lei Zhang, Yonghang Yang, Iñigo J. Vitorica-Yrezabal, Honglei Wang, Fanglin Tan, Li Gong, Yuyao Li, Pohua Chen, Xin Dong, Zihao Liang, Jing Yang, Chao Wang, Yuexian Hong, Yi Qiu, Armin Gölzhäuser, Xudong Chen, Haoyuan Qi, Sihai Yang, Wei Liu, Junliang Sun & Zhikun Zheng, Growth of single-crystal imine-linked covalent organic frameworks using amphiphilic amino-acid derivatives in water, Nature Chem 2023

DOI: 10.1038/s41557-023-01181-6

https://www.nature.com/articles/s41557-023-01181-6