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近期，《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）發(fā)表了武漢大學化學與分子科學學院汪成教授課題組最新研究成果，證實可通過改變前體位阻來構(gòu)筑具有新拓撲結(jié)構(gòu)的三維共價有機框架。

論文題為《通過位阻控制實現(xiàn)三維共價有機框架拓撲結(jié)構(gòu)調(diào)控—從pts到ljh》（“Tuning the Topology of Three-dimensional Covalent Organic Frameworks via Steric Control: From pts to Unprecedented ljh”），2019級博士研究生謝陽和黎健博士（北京大學）為論文共同第一作者，汪成與北京大學孫俊良研究員為共同通訊作者。

共價有機框架（COFs）是一類由共價鍵連接而成的晶態(tài)有機多孔材料，在眾多領(lǐng)域存在廣闊的應用前景。當前本領(lǐng)域研究主要集中在二維體系，三維（3D）COFs報道較少。盡管拓撲數(shù)據(jù)庫表明3D COFs可存在眾多拓撲結(jié)構(gòu)，但目前僅報道14種，極大限制了其結(jié)構(gòu)多樣性和功能化應用。因此，豐富其拓撲結(jié)構(gòu)對3DCOFs的發(fā)展具有重要意義。理論上，基于框架化學理念，有可能在3D COFs合成中通過引入位阻基團來調(diào)控框架的拓撲結(jié)構(gòu)。然而，此類研究極具挑戰(zhàn)性，特別是3DCOFs結(jié)構(gòu)表征困難，相關(guān)研究未見報道。

汪成等人設計了含有不同位阻基團的兩種前體，進一步通過該課題組前期所提出的“4+4”連接方式（J. Am. Chem. Soc.2016,138, 3302, citations:336;Acc. Chem. Res.2020,53, 2225）合成了兩種高結(jié)晶性3DCOFs，即：3D-TPB-COF-OMe和3D-TPB-COF-Ph。基于連續(xù)旋轉(zhuǎn)電子衍射技術(shù)，他們成功解析出兩種COFs的晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明：含有甲氧基的3D-TPB-COF-OMe為常見的五重穿插pts結(jié)構(gòu)，而含有大位阻苯基基團的3D-TPB-COF-Ph則意外地具備一種拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫不存在的全新復雜拓撲結(jié)構(gòu)，被命名為ljh（LuojiaHill簡稱），具有罕見的自穿插特征。此研究結(jié)果表明可通過改變前體位阻來合成具有不同拓撲結(jié)構(gòu)的3D COFs，進而豐富其結(jié)構(gòu)多樣性。

該工作得到國家自然科學基金、中央高?；究蒲袠I(yè)務費、中國博士后科學基金、瑞典研究理事會以及Knut和Alice Wallenberg基金會的資助。

據(jù)悉，汪成課題組工作主要圍繞“響應性多孔框架材料”展開，特別是三維共價有機框架。自2016年以來，汪成課題組在國內(nèi)外著名學術(shù)期刊上以通訊作者發(fā)表論文27篇，包括J. Am. Chem. Soc.（5篇）、Angew. Chem. Int. Ed.（3篇）、Nat. Commun.（3篇）、Sci. Adv.（1篇）、Adv. Mater.（1篇）、Acc. Chem. Res.（1篇）、CCS Chem.（1篇）等，有5篇論文入選ESI高被引論文。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c03042

參考資料：http://news.whu.edu.cn/info/1015/64237.htm