尽管共价有机框架(COFs)的设计和合成取得了重大进展,但对这类材料微结构的精确控制仍然具有挑战性。
近日,劳伦斯伯克利国家实验室Yi Liu,华南师范大学Weiguang Zhang,Songliang Cai报道了通过利用(S)-和(R)-3-氨基-4-氧代-2-(吡咯烷-2基)-3,4-二氢喹唑啉-7-碳酰肼(L-PDC和DPDC)和4,4′,4″-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三苯甲醛(TZ)作为结构单元来设计和合成手性螺旋COFs的对映体对,即L-PDC-TZ COF和D-PDCTZ COF。
文章要点
1)手性框架的形成涉及前所未有的缩醛胺键和腙键,在多官能L/D-PDC与苯甲醛(BA)之间形成,这由相应的模型反应形成的非对映体L/D-PDC-BA支持。在相同的合成条件下,两种手性COFs表现出相反的Cotton效应和独特的左旋和右旋双螺旋形貌,表明了彼此的对映体性质。
2)详细的机理研究揭示了COF双螺旋纳米纤维依赖于时间的自组装过程。有趣的是,通过调节合成中使用的乙酸的量,COF纳米结构可以在两种相反的螺旋度之间转换,从而能够控制骨架手性和螺旋度。
3)这项工作提出了一个前所未有的例子,无模板自组装手性纳米纤维COF双螺旋。研究人员进一步证明了纳米纤维手性COF螺旋的调制手性性质。当非手性发色团被注入到骨架中时,实现了外部发色团的诱导圆偏振发光(CPL)活性。
参考文献
Xihao Tang, et al, Self-Assembly of Helical Nanofibrous Chiral Covalent Organic Frameworks, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202216310
DOI: 10.1002/anie.202216310
https://doi.org/10.1002/anie.202216310