汪成課題組成功合成全共軛二維卟啉基共價(jià)有機(jī)框架 最新研究進(jìn)展刊登于《德國應(yīng)用化學(xué)》
（轉(zhuǎn)自武大新聞網(wǎng)）（通訊員何劍超）國際權(quán)威期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewante Chemie International Edition）發(fā)表化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院汪成課題組的最新研究成果。該工作通過Knoevenagel縮合反應(yīng)，成功合成高結(jié)晶性的全共軛二維卟啉基共價(jià)有機(jī)框架（Por-sp2c-COF），并進(jìn)一步研究了其在光催化氧化胺生成亞胺反應(yīng)中的應(yīng)用。
論文題為“Designed Synthesis of a 2D Porphyrin-Based sp2 Carbon-Conjugated Covalent Organic Framework for Heterogeneous Photocatalysis”（《全共軛卟啉基二維共價(jià)有機(jī)框架的構(gòu)筑及其在異相光催化中的應(yīng)用》）。2016級(jí)博士生陳如凡為論文的第一作者，汪成教授為通訊作者。
共價(jià)有機(jī)框架（Covalent Organic Frameworks, COFs）是一類由小分子單體通過共價(jià)鍵連接而成的晶態(tài)有機(jī)多孔聚合物，在諸多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而，當(dāng)前報(bào)道的大多數(shù)COF材料是由可逆共價(jià)鍵構(gòu)筑而成，普遍存在化學(xué)穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用受到限制。因此，構(gòu)筑具有強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性的COF材料是該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。近年來，一類由Knoevenagel縮合反應(yīng)構(gòu)筑的全共軛二維sp2c-COF引起了廣泛關(guān)注。它由碳碳雙鍵連接而成，可在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件下展現(xiàn)出較高的化學(xué)穩(wěn)定性。而且，其全共軛結(jié)構(gòu)有利于提升π電子在整個(gè)骨架中的離域效應(yīng)并實(shí)現(xiàn)高的電子傳輸效率，可構(gòu)筑高效的異相光催化劑。但是，由于其合成極為困難，該類COF材料在光催化領(lǐng)域的研究報(bào)道非常少。
在本文中，汪成教授與郎賢軍教授合作，以卟啉為功能基元并通過Knoevenagel縮合反應(yīng)，成功合成了具有高結(jié)晶性的Por-sp2c-COF。研究表明，Por-sp2c-COF的比表面積為689m2/g，在強(qiáng)酸（9 M HCl）和強(qiáng)堿（9 M NaOH）等條件下都能保持結(jié)構(gòu)完整，具有較高穩(wěn)定性。在光催化氧化伯胺生成亞胺的反應(yīng)中，Por-sp2c-COF表現(xiàn)出高的光催化活性（高于大多數(shù)已報(bào)道的異相有機(jī)光催化劑），而另一種通過亞胺鍵連接的二維卟啉COF材料卻發(fā)生了降解，充分展示了sp2碳連接鍵在穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢(shì)。將反應(yīng)底物更換為仲胺之后，在光照作用下，亞胺鍵連接的二維卟啉COF材料仍能穩(wěn)定存在，但是Por-sp2c-COF展現(xiàn)出更高的光催化活性，表明了共軛結(jié)構(gòu)對(duì)電子傳輸?shù)拇龠M(jìn)作用。
原文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201902543
（編輯：肖珊）
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