本研究合成了一种新型单体TDOEP，含有三个羟基，通过Friedel-Crafts酰化反应和Aldol反应结合而成。TDOEP与对苯二胺反应生成NKCOF-72，反应在o-二氯苯、n-丁醇和6 M乳酸的混合溶剂中进行，经过120 °C反应1小时后得到红色粉末NKCOF-72。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和固态13C交叉极化魔角旋转核磁共振（CP-MAS NMR）确认了NKCOF-72的形成，并观察到特征吸收峰的消失，验证了加成-消除反应的进行。粉末X射线衍射（PXRD）分析显示，NKCOF-72具有良好的结晶性，其主要峰值表明其特定的晶体结构。该材料在77 K下的氮气吸附等温线显示出典型的介孔特性，BET和Langmuir比表面积分别为1478 m²/g和2207 m²/g。通过高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）观察到显著的晶格条纹，进一步确认了其高结晶性和结构的准确性。该合成方法具有良好的空间时间产率，能够大规模制备高结晶性NKCOF-72（图1-3）。
在NKCOFs中共价固定酶可显著提高酶的稳定性和可操作性。研究发现，脂肪酶与EP-NKCOF-73结合后，其在多种有机溶剂中的活性明显高于游离脂肪酶。由于引入了光热偶氮基团，EP-NKCOF-73不仅作为酶的载体，还可作为光热转换装置，通过光照实现酶催化所需的最佳温度，而无需额外加热设备。在太阳辐照下，脂肪酶与EP-NKCOF-73结合后能在约1小时内升温至52 ± 3°C，其光热转换效率高于游离脂肪酶和空白溶液（正己烷）。脂肪酶与EP-NKCOF-73的光热转换效率估计为37.8%，这一高效能归因于其高密度的偶氮基团和在UV-vis-NIR区域的广泛吸收，而这种特性在游离脂肪酶中并未观察到（图6）。
总结来说，本研究开发了一种IMHB激活方法，成功地在几分钟内合成出一种新型的β-酮烯胺COFs，这在COF领域中属于最快的方法之一。这些COFs具有坚固的结构、合适的孔径和丰富的羟基功能团，有利于后续的改性和酶的共价结合，这在COFs中是很少见的。所获得的酶-COF生物复合材料在脂肪酶的固定化方面表现出优异的性能，具有高负载（0.52 g g⁻¹）和高活性。并开发了一种太阳能驱动的光热促进策略来提升酶的催化性能。偶氮功能化COFs出色的光吸收和光热转化特性可以增强酶的催化性能。在对外消旋底物的手性分离中，脂肪酶与EP-NKCOF-73的复合表现出在太阳光照射下对8种外消旋底物的转化率接近理论值（50%），远高于光照下的其他方法。值得注意的是，脂肪酶与EP-NKCOF-73的复合性能优于脂肪酶@EP-NKCOF-73（孔吸附固定化）和未固定化的自由脂肪酶，突显了共价固定化的优势。此外，脂肪酶与EP-NKCOF-73的复合在经历10轮催化反应后仍保持高催化活性（>80%），展示了其良好的重用性。这项工作为设计高性能生物催化剂的COFs提供了重要的指导，推动酶的工业化进程。
作者信息及链接：
陈瑶：https://www.x-mol.com/groups/chen-yao
研究方向：长期致力于发展生物大分子固定化平台、新型生物医药材料及相关应用转化（如生物药、新型制剂及生物催化等），并对其生物安全性和相关机制进行深入探讨
文章信息：Fast Production of Covalent Organic Frameworks for Covalent Enzyme Immobilization with Boosted Enzymatic Catalysis by Solar-Driven Photothermal Effect
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202416550
