DOI:10.1021/jacs.2c12440
(图片来源:J. AM. CHEM. SOC.)
在过去的20年里,亚胺连接的共价有机框架(COFs)库有了很大的发展,具有各种形态、孔径和应用。一系列的合成方法已经被开发出来,以扩大COF的功能范围。然而,这些方法大多被设计用来引入针对特定应用的功能支架。如果有一种通用的方法,通过后期的功能基团处理使COF多样化,将大大促进这些材料转变为各种有用的应用平台。爱荷华州立大学化学系黄文裕及Levi M. Stanley团队报告了通过Ugi多组分反应在COFs中引入官能团柄的一般策略。为了证明这种方法的通用性,该工作合成了两种具有六角形和鹿角形态的COFs。然后我们引入了叠氮、烷基和乙烯基官能团,这些官能团可以很容易地用于各种合成后修饰。这种简单的方法可以使任何含有亚胺连接的COFs功能化,也有望扩大这些材料在催化、分离和分子感应方面的应用。
图1 胺联共价有机框架中胺键转变的时间线。(图片来源:J. AM. CHEM. SOC.)
图2 TAPB-DMTP-Ugi-COF和TAPS-DMTP-Ugi-COF的合成路线,通过Ugi反应装饰的功能团手柄进行合成后的修饰。(图片来源:J. AM. CHEM. SOC.)
图3 (a) hex-COF(蓝色)、hex-Ugi-COF-OAc-[1.0](红色)和hex-UgiCOF-OAc-[1.5](绿色)的FT-IR光谱和(b)PXRD,(b) 插图为hex-COF(顶部)和hex-Ugi-COF-OAc-[1.0](中间)的SEM图像。(c) hex-COF(顶部)、hex-Ugi-COF-OAc-[1.0(中间)和hex-Ugi-COF-OAc-[1.5](底部)的XPS图谱。(d) 原始合成的hex-COF(蓝色)和hex-UgiCOF-OAc-[1.0](红色)的DNP增强的15N CPMAS固态核磁共振谱。(e) 模型化合物的 13C 溶液态核磁共振(橙色)以及合成的 hex-COF(蓝色)和 hex-Ugi-COF-OAc-[1.0](红色)的 13C CPMAS 固态核磁共振谱。(图片来源:J. AM. CHEM. SOC.)
图4 叠氮化物(粉色)、炔烃(橙色)和乙烯基(紫色)衍生物的(a) FT-IR光谱和(b)实验PXRD模式。(图片来源:J. AM. CHEM. SOC.)
图5 作为合成的kag-COF(蓝色)和kag-Ugi-COF-OAc-[1.0](红色)的(a) FT-IR光谱和(b)实验PXRD图谱。(b)插图:合成的kag-COF(上)和kag-Ugi-cof-COF-OAc-[1.0](下)的扫描电镜图像。作为合成的kag-COF(上)和kagUgi-COF-OAc-[1.0](下)的(c) XPS光谱。(d) FT-IR光谱和(e)叠氮化物-ugo-cof(粉色)、炔(橙色)和乙烯基(紫色)衍生物的实验PXRD模式。(f)模型化合物(橙色)的13C溶液态核磁共振谱和未合成的kag-COF(蓝色)和kag-ugi-COF-OAc-[1.0](红色)的13C CPMAS固态核磁共振谱。(图片来源:J. AM. CHEM. SOC.)