化学所分子识别与功能实验室

王其强研究员团队在新型分子笼框架构筑方面取得进展

发布时间:2020-02-12 放大 缩小

分子笼化合物具有内在空腔,能提供一个屏蔽的微环境,可以用于特殊客体的捕获、活泼中间体的稳定、气体的吸附分离以及促进不同寻常的化学转化。另一方面,共价有机框架作为一类新兴的晶态多孔有机聚合物材料,在气体吸附、物质分离、催化和光电转化等多方面具有应用潜力。分子笼与有机框架的结合,则有望发挥分立分子笼具有内在空腔和丰富溶液化学的优势,又能兼具聚合系统的持久性和耐受性,具有重要意义。

中国科学院化学研究所分子识别与功能院重点实验室王其强研究员团队一直围绕新型功能化大环和分子笼的超分子化学开展研究。近期,他们发展了分子笼到框架的策略,以先前构筑的具有D3h-对称性的缺电性双环分子笼为基元,通过在其V-型空腔上沿引入三个醛基位点,与二胺连接单元进行动态缩合反应,首次实现了分子笼有机框架的构建。研究表明,与分子笼在晶体中由于紧密堆积丧失多孔性相比,分子笼框架具有大的比表面积和永久的多孔结构。同时,显著有别于传统的二维框架,分子笼框架具有垂直悬挂可旋转的芳香连接臂、开放的层间距离和互相贯通的通道。与模型分子笼相比,分子笼框架化后对二氧化碳的吸附显著增强,吸附位点主要位于缺电性V-形空腔附近。该研究有望为新型功能分子材料体系设计开辟新的路径。

相关研究工作发表在J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 3843-3848杂志上。该工作得到了国家自然科学基金委和中国科学院的大力支持。

 

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