新加坡国立JACS：垂直方向撑开构筑多孔COF

纳米技术

2024-11-16

COF(共价有机框架)可以用于分子的限域和分子分离。但是，π堆叠导致层间距离限制在3-6 Å，但是对客体分子而言空间太小。因此，COF阻止接触x–y空间，将客体分子严格的限制在z方向的孔隙内。每一层的延伸面都掩藏在相邻层之间，排除了客体分子的相互作用。

有鉴于此，新加坡国立大学江东林教授等报道一种打开COF层之间的空间策略，以在层之间产生可进入的纳米空间，作者通过配位键代替层间π-π堆叠。

本文要点

（1）

通过拓扑聚合合成二维共价Co(II)卟啉层验证这种扩展层空间，这些层通过双齿配体轴向柱与钴(II)卟啉沿z方向的配位键堆积，通过一锅反应组装垂直方向膨胀的COF。由此产生的框架用轴向柱将层分开，通过柱配体分子的长度决定层间形成离散的孔结构。这种设计导致中间层能够被客体分子接触，多边形π平面暴露在外部，能够用于各种超分子相互作用。

（2）

蒸汽吸附、穿透吸附实验和理论计算相互作用的结果表明，最佳层间空间的垂直膨胀COF框架能够产生额外的相互作用，可以区分苯和环己烷，在环境条件下有效地分离苯/环己烷的混合物。

参考文献

Shuailei Xie, Matthew A. Addicoat, and Donglin Jiang*, Vertically Expanded Crystalline Porous Covalent Organic Frameworks, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c11880

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11880