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北京大学孙俊良教授课题组 JACS:手性模板辅助构筑高结晶性手性共价有机框架及其动态行为研究

高分子科技  · 公众号  · 化学  · 2024-12-03 13:24
    

主要观点总结

北京大学孙俊良课题组利用手性模板合成策略,成功构筑了高结晶性手性共价有机框架(COF)。研究以COF-300为模型,实现了构象手性的单晶COF的精准构筑,具有高热稳定性和动态稳定性。通过调控手性模板,精准调节了材料的立体化学,并成功合成手性COF-304,验证了策略的普适性。该成果为手性功能材料在分离、催化及光学等领域的应用提供了新的思路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及目的

随着手性材料在各个领域的应用需求增加,开发具有手性特征的高性能材料成为研究热点。北京大学孙俊良课题组致力于手性共价有机框架(COF)的研究,旨在解决传统手性聚合物易无定形化、难以高度结晶的问题。

关键观点2: 研究方法和策略

课题组采用基于手性模板的合成策略,通过引入手性模板破坏COF的内消旋构象,实现了高结晶性手性COF的精准构筑。以COF-300为模型,成功构筑出具有构象手性的单晶COF。

关键观点3: 研究成果及亮点

研究成功实现了手性COF的高结晶性构筑,具有高热稳定性和动态稳定性。通过调控手性模板,精准调节了材料的立体化学,并实现了圆二色性信号的调控。合成的手性COF-304验证了策略的普适性。这一成果为手性功能材料在分离、催化及光学等领域的应用提供了新思路。

关键观点4: 研究影响及意义

该研究成果对于推动手性功能材料的发展具有重要意义,为高分子材料的设计与性能优化奠定了重要基础。此外,该研究还展示了在相关领域的应用潜力,如分离、催化和光学等领域。


文章预览

点击上方 “ 蓝字 ” 一键订阅 近日, 北京大学孙俊良课题组 开发了一种基于手性模板的合成策略,实现了高结晶性手性共价有机框架( COF )的精准构筑,为手性聚合物领域提供了新突破。该研究以 COF-300 为模型,通过引入手性模板破坏其内消旋构象,成功构筑出具有构象手性的单晶 COF 。材料不仅具备高结晶性,还表现出卓越的热稳定性( 200℃ 空气中退火)和动态稳定性(体积变化 61% )(图 1 )。 图 1 共价有机骨架的构象手性 研究发现, COF-300 在去除模板及水分子后,其结构从开放构象( op )逐步收缩为闭合构象( cp )甚至真空构象( V ),伴随显著的圆二色性信号变化(图 2 、 3 和 4 )。进一步研究显示, COF-300 内部形成了沿 c 轴分布的左右手性螺旋结构,这些螺旋通过特定的 π-π 相互作用增强了材料的稳定性和功能性(图 3 )。 原 ………………………………

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