共价有机框架(COFs)的合成后修饰是构建功能化COFs材料的重要方法。然而这一传统方法通常受限于有限的反应类型、繁琐的前驱体合成以及耗时的晶态框架合成条件筛选等因素。此外,功能基团通过共价键连接到COF骨架上后,便难以进一步按需调整切换。近期,果冻传媒
袁立华/李晓伟与原子核科学技术研究所冯文/蔡益民团队报道了一种基于大环化合物的超分子策略,在同一大环芳烃COF平台上实现了类似于可切换螺丝刀的非共价后修饰。
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袁立华教授领衔的超分子组装与有机功能材料团队长期致力于大环分子及其功能聚合物材料的设计合成及其在超分子果冻传媒
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领域的功能应用研究。在本工作中,为验证大环芳烃COF平台的可切换螺丝刀式按需后功能化策略的有效性,将具有富电子空腔的柱[5]芳烃引入COF中,通过大环主客体作用锚定不同功能的缺电子客体,以实现COF的可切换后修饰。为了验证策略的有效性,向柱[5]芳烃COF中引入不同的阳离子功能化客体分别实现了:1)对碘单质的高效捕获;2)对核素钯离子或汞离子的选择性吸附。移除客体后,COF材料可循环回收利用并多次用于负载不同客体,从而应用于不同的需求场景。

图1. (a)大环超分子策略用于非共价可切换COFs合成后功能化示意图;(b)大环芳烃COF平台的设计合成与对阳离子客体的主客体作用
该研究以“A Macrocycle-Based Supramolecular Strategy for Interchangeable Screwdriver-Like On-Demand Post-Functionalization of Covalent Organic Framework”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2025, e202510534. Doi: 10.1002/anie.202510534。果冻传媒-麻豆传媒视频
袁立华教授/李晓伟特聘研究员,原子核科学技术研究所冯文研究员/蔡益民副研究员为论文的共同通讯作者,果冻传媒
硕士果冻传媒胡连城为论文第一作者。本工作得到了国家自然科学基金及中央高校基础研究经费的资助。感谢果冻传媒-麻豆传媒视频
测试平台齐悦老师,分析测试中心邓鹏翅老师和袁晨老师在核磁以及X-射线衍射测试中提供的帮助。