COFs制备基本问题(三):CCOFs的制备

文摘   2024-10-08 00:00   北京  

文章来源于阡陌 Chemli,作者阡陌

CCOFs的制备方法

自2014年江东林等报道了第一个手性共价有机骨架(CCOFs)及其不对称催化性能。CCOFs研究取得较快的发展,其制备方法主要包括1)后合成修饰策略(Post-synthetic modification);(2)直接合成法(Direct synthesis);(3)手性诱导策略(Chiral induction synthesis);(4)手性传递策略(chiral transformation or chiral memory);(5)连接子分解-手性诱导策略。

         

 

1. 后合成修饰策略

2015年,江东林等使用合成后修饰策略,通过点击化学,在非手性COFs的孔壁上引入手性中心和催化活性位点,将非手性材料转化为两种不同的手性有机催化剂,并且COFs的结晶度和孔隙率得以保持。所得COFs可以催化不对称Michael reactions。

1-1 Xu, H.; Gao, J.; Jiang, D. L. Stable, crystalline, porous, covalent organic frameworks as a platform for chiral organocatalysts. Nat. Chem. 2015, 7, 905-912.    

1-2 Xu, H.; Chen, X.; Gao, J.; Lin, J. B.; Addicoat, M.; Irle, S.; Jiang, D. L. Catalytic covalent organic frameworks via pore surface engineering. Chem. Commun. 2014, 50, 1292-1294.

2. 直接合成法

顾名思义,直接合成法直接使用手性单体制备CCOFs手性单体主要分为两类(1)手性骨架单体;(2)手性辅基单体. 构建块的固有手性在形成CCOFs的过程中会传递到整体框架,并保持所得同手性框架的绝对构型。崔勇教授等首次采用手性骨架单体制备CCOFs。王为等首次采用手性辅基单体制备CCOFs。

   

2-1 Wang, X. R.; Han, X.; Zhang, J.; Wu, X. W.; Liu, Y.; Cui, Y., Homochiral 2D Porous Covalent Organic Frameworks for Heterogeneous Asymmetric Catalysis. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138 (38), 12332-12335.    

2-2 Xu, H. S.; Ding, S. Y.; An, W. K.; Wu, H.; Wang, W., Constructing Crystalline Covalent Organic Frameworks from Chiral Building Blocks. J J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 11489-11492.

3手性诱导策略

崔勇教授等通过手性催化诱导从非手性有机前体中结晶出CCOFs。    

3-1 Han, X.; Zhang, J.; Huang, J.; Wu, X.; Yuan, D.; Liu, Y.; Cui, Y., Chiral induction in covalent organic frameworks. Nature Communications 2018, 9, 1294.

4. 手性传递策略

袁晨和侯贤灯等通过手性传递策略将手性从有机分子笼传递到COFs,使非手性单体组成的COFs具有手性。    

4-1 Song, Q. Y.; Yang, J.; Zheng, K. N.; Zhang, T.; Yuan, C.; Yuan, L. M.; Hou, X. D. Chiral Memory in Dynamic Transformation from Porous Organic Cages to Covalent Organic Frameworks for Enantiorecognition Analysis. J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 7594-7604.

5. 连接子分解-手性诱导策略

赵新等发现丙二酸二酰肼在酸性催化缓慢加热情况下,会缓慢释放肼(联胺)。蔡松亮等利用同类型手性苹果酸、天冬氨酸和酒石酸的衍生二酰肼单体,采用一锅法制备CCOFs。在CCOFs形成过程中,当柔性手性二酰肼完全或部分分解为肼时,手性(源自螺旋桨状Tz核的单手构象)在COFs中得到了很好地保留,这也可以看成是另一种形式的手性记忆合成策略。    

5-1 Zhi-Bei Zhou, Hui-Hui Sun, Qiao-Yan Qi & Xin Zhao, Converting Azine Linkage into Highly Stable (Thio)Urea-Based Bicyclic-Fused-Ring Connections in Covalent Organic Frameworks via Criss-Cross [3+2] Cycloaddition. CCS. Chem. 2024, 6, 2230–2240.

5.2 Xihao Tang,& Jiajia Zha, Xueying Wu, Jingyi Tong, Qianfeng Gu, Kai Zhang, Yuwei Zhang, Shengrun Zheng, Jun Fan, Weiguang Zhang, Qichun Zhang,* Chaoliang Tan* and Songliang Cai* Construction of Chiral Covalent Organic Frameworks Through a Linker Decomposition Chiral Induction Strategy for Circularly Polarized Light Detection Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202413675    




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