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Angew. Chem. :通过KMAE聚合合成碳碳共轭的二维COF2022-05-02
二维π共轭共价有机框架 (2D c-COFs)是具有面内π共轭和有序重复单元的二维共轭多孔聚合物,在光电子学、自旋电子学、光催化和能量存储等应用上具有巨大的潜力。对于溶液法合成2D c-COF,动态共价化学(可以在动态平衡中形成-断裂-重建共价键)对于形成热力学控制的晶体框架是必不可少的。自2016年首例碳碳共轭的(亚乙烯基连接的)二维共价有机框架(V-2D-COF)报道后,V-2D-COF由于具有高化学稳定性和卓越的π共轭框架结构引起了人们的关注。其中,Knoevenagel缩聚制备的氰基(-CN)取代的V-2D-COF,在磁性材料、锂离子电池、发光、和光催化等方面表现出优异的性能。然而,对于合成结晶性CN取代的V-2D-COFs的Knoevenagel 2D 缩聚反应机制理解仍然不足。

近日,德累斯顿工业大学及马克斯普朗克研究所的冯新亮教授团队,利用原位核磁技术研究模型反应,成功揭露出Michael-addition-elimination动态反应,该动态反应途径也经过中间体成功证明。该动态Michael-addition-elimination反应可以实现C=C双键的交换,且进一步核磁研究证明,通过加水引入质子可以极大地提高C=C双键交换的速率(5分钟内达到1:1的平衡)。

该团队在理解该反应的基础上,进一步提出的新聚合方法:Knoevenagel聚合反应以及原位动态Michael-addition-elimination反应(缩写为KMAE聚合),KMAE聚合法可以合成多例高结晶的V-2D-COF。与此同时,该团队在支持信息中也提出直接利用Michael-addition-elimination聚合反应制备V-2D-COF的方法。

文信息

Combination of Knoevenagel Polycondensation and Water-Assisted Dynamic Michael-Addition-Elimination for the Synthesis of Vinylene-Linked 2D Covalent Organic Frameworks

Shunqi Xu, Zhongquan Liao, Arezoo Dianat, SangWook Park, Matthew A. Addicoat, Yubin Fu, Dominik L. Pastoetter, Filippo Giovanni Fabozzi, Yannan Liu, Gianaurelio Cuniberti, Marcus Richter, Stefan Hecht, Xinliang Feng

文章第一作者徐顺奇博士毕业于德累斯顿工业大学,现为马克斯·普朗克研究所博士后

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202202492