Science发布COF全新研究：COF的单晶XRD结构表征手段

木文韬 6年前 (2018-07-06) 16063浏览

【引言】

结晶问题是多孔共价有机骨架（COF）化学中的突出问题，它们的结构表征仅限于粉末X射线或电子衍射数据的建模和解决方案。尚未报道适合于X射线衍射表征的COF单晶。目前，需要通过单晶XRD（SXRD）确定结构解决方案有以下问题：（i）从粉末衍射数据模拟COF结构是困难的；（ii）原子位置和几何参数（键长和角度）通常无法实现；（iii）由相互渗透的框架和无序引起的复杂性仍未被发现；（iv）其毛孔内的物质排列未知。

【成果简介】

今日，在兰州大学王为教授，北京大学孙俊良教授和美国加州大学伯克利分校Omar M. Yaghi教授（共同通讯作者）的带领下，与伯克利全球科学研究所，百时美施贵宝公司和天津化学化工协同创新中心合作，报告了一种使用苯胺作为调制剂来生长由强亚胺键（~600 kJ/mol）固定在一起的高质量三维（3D）多孔COF大单晶。苯胺具有与COF成分相似的反应性，但是它是单官能的，并且作为成核的抑制剂，因此改变了结晶过程。高质量的晶体允许收集高达0.83Å分辨率的单晶X射线衍射数据，从而产生明确的解决方案和精确的各向异性细化。具体地，破解亚胺基COF-300中的相互渗透程度，并确定水合形式的COF-300中的水的排列。COF-303的反向亚胺连接性与非反向类似物不同，并且获得了等网状扩展的COF（LZU-79）的晶体结构。此外，团队用罕见的lon-b-c3拓扑结构解决并改进了新合成的手性LZU-111的单晶结构。相关成果以题为“Single-crystal x-ray diffraction structures of covalent organic frameworks”发表在了Science上。