三種用于構筑卟啉COFs的縮合反應介紹
動態共價化學(DCC)被認為是COFs晶態結構生成的基礎。在這一過程中,可逆反應生成的共價鍵經歷斷裂、轉化、再生的過程,終達到熱力學穩定狀態。由于有序堆積的COFs結構相較于小分子齊聚物或無定形聚合物在熱力學上更為穩定,因此DCC反應更傾向于生成COFs,其生成過程也一直伴隨著結構中缺陷的識別與修復,即“自診斷”與“自修復”過程,終得到具有晶態結構的有機框架。
由于卟啉分子具有剛性與平面性,其直接構筑的COFs具有良好的結晶性。然而,卟啉的拓撲結構較為固定并且合成難度稍大,目前僅有少數卟啉前體被報道用于合成卟啉COFs(圖式1中1~9)。在反應過程中,卟啉單元與連接單元通過一系列可逆反應相互縮合,終得到具有高度結晶性與豐富孔道的卟啉COFs。目前,已報道的用于構筑卟啉COFs的反應主要包括亞胺縮合反應、硼酸酯縮合反應以及方酸與氨基之間的縮合反應(圖式1),以下將逐一進行介紹。
圖 1
一、亞胺縮合反應
氨基與醛基的可逆縮合是一類古老而常見的有機反應。通過5,10,15,20-四-[4-(氨基)苯基]-卟啉(TAPP,1)與對苯二甲醛(10)縮合,合成了首例由亞胺鍵連接的卟啉COF,并命名為COF-366。隨后,報道了一系列由亞胺鍵連接的金屬化卟啉COFs(金屬離子絡合在卟啉環的中心),并證實金屬離子的種類對COFs的性質具有較大影響。
近,我們合成了一種由5,10,15,20-四-[4-(醛基)苯基]-卟啉(p-Por-CHO,5)與對苯二胺(21)構筑的卟啉COF,命名為Por-COF,其合成過程如圖式2所示。Por-COF與COF-366具有類似的拓撲結構,但是相比于COF-366,Por-COF具有更高的BET比表面積及孔容。
二、硼酸酯縮合反應
硼酸與二酚縮合生成硼酸酯的反應也被用于構筑COFs。我們在合成COF-366的同時,也通過TBPP(6)與19的硼酸酯縮合反應合成了卟啉COF(COF-66),如圖式3所示。隨后報道了一系列通過硼酸酯連接的由金屬化的TBPP構筑的卟啉COFs(MPor-COF)。2014年,還報道了由二硼酸基苯基卟啉分子(BBPP,9)構筑的具有六方體孔道結構的COFs(Tp-Por-COF)。然而必須指出的是,由硼酸酯縮合反應構筑的COFs較不穩定,在水中甚至是水蒸氣里均會水解,結果導致結構被破壞,從而限制了其進一步應用。
三、方酸與氨基的縮合反應
除了亞胺縮合與硼酸酯縮合反應,通過將Cu(II)TAPP(4)與方酸縮合,成功合成出了一種由方酸單元連接的卟啉COF(CuP-SQCOF)(如圖式4所示),其展現出**的化學穩定性與熱穩定性。不僅如此,由于具有全共軛的結構,CuP-SQCOF具有非常寬的光吸收范圍,從而在光催化領域具有潛在應用。
西安齊岳生物是一家科研材料供應商,我們可提供卟啉配合物,卟啉化合物、卟啉衍生物,卟啉熒光探針、卟啉聚合物、卟啉功能化材料、卟啉mof,cof骨架材料。
5,10,15,20-四(4-羥基苯基)卟啉cas:51094-17-8
5,10,15,20-四(4-甲氧基苯基)卟啉cas:22112-78-3
4-(10,15,20-三苯基卟啉-5-基)苯胺cas:67605-64-5
5,10,15,20-四(4-氨基苯)-21H,23H-卟啉cas:
5,10,15,20-四三(4-甲氧基苯基)-21H,23H-卟啉cas:
5,10,15,20-四(4-乙炔基苯基)卟啉cas:160240-15-3
5,10,15-三(4-吡啶基)-20-(4-三甲基硅基炔苯基)卟啉cas:
5,10,15,20-四(4-氰基苯基)卟啉cas:14609-51-9
5,15-(氨苯基)- 10,20-苯基卟啉cas:116206-75-8
內消旋-四(4-羧基苯基)卟啉鋅(II)cas:27647-84-3
5,10,15,20-四(4-甲酰基苯基)卟啉cas:150805-46-2
CAS:95051-10-8;5-(4-羧苯基)-10,15,2-三苯基卟吩
CAS:67605-64-5;4-(10,15,20-三苯基卟啉-5-基)苯胺
CAS:87345-22-0;5-(羥苯基)- 10,15,20-苯基卟啉
CAS:16456-81-8;間-四苯基卟啉氯化鐵(III)
CAS:14609-51-9;5,10,15,20-四(4-氰基苯基)卟啉
CAS:14172-91-9;5,10,15,20-四苯基-21H,23H-卟吩銅(II)
CAS:32195-55-4;氯化5,10,15,20-四苯基-21H,23H-卟啉鎂
CAS:14172-90-8;5,10,15,20-四苯基-21H,23H-卟吩鈷(II)
CAS:71410-72-5;5,15-二(4-吡啶基)-10,20-二苯基卟啉)
CAS:145764-54-1;5,10,5,20-四(3,5-二羥苯基) -21H,23H-卟吩
CAS:14945-24-5;5,10,15,20-四(4-二甲基氨基苯基)卟啉
CAS:22843-73-8;5,10,15,20-四(4-硝基苯基)卟啉
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