赵新课题组在聚酰胺共价有机框架的合成研究中取得进展

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共价有机框架（COFs）是一类结晶性的有机多孔聚合物，具有高比表面积、孔道规整以及结构可预设计等特点。酰胺键连接的COFs（酰胺COFs）由于具有酰胺键所赋予的高稳定性、键极性和亲水性等性质，表现出较高的实际应用价值。然而酰胺化反应可逆性极低，导致酰胺COFs难以直接制备，其来源十分有限，严重阻碍了这类新型聚酰胺材料的应用开发。
　　中国科学院上海有机化学研究所赵新课题组长期致力于晶态有机多孔聚合物的结构设计与合成。近期，该课题组基于“后合成氧化转化”的策略，发展了一种温和条件下快速将亚胺键连接的COFs（亚胺COFs）中的亚胺键氧化为酰胺键，同时保持前者晶态多孔结构的方法，从而实现了聚酰胺COFs高效、便捷、快速的合成（J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.1c12392）。

图 亚胺COFs到酰胺COFs的快速转化示意图

　　研究人员发现，以亚胺COFs为原料，利用KHSO5作为氧化剂，无水N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，冰醋酸为缓冲剂，在常温常压下搅拌反应体系5小时，亚胺COFs即可转化为高结晶性的酰胺COFs。利用这一方法，多种不同结构的亚胺COFs均可转化为对应结构的酰胺COFs，展示了该方法良好的普适性。放大实验表明即使在克级规模进行转化，该氧化体系依然能保持高效性，在几个小时内就能得到克级的酰胺COF。亚胺COFs易于合成、种类丰富，是目前COFs领域中报道最多、数量最大的一类结构。因此，这一高效、便捷、普适性广、可放大的亚胺COFs到酰胺COFs转化方法的确立，打破了酰胺COFs难以获得的瓶颈，为实现基于聚酰胺（尼龙）这类高性能聚合物的结晶性多孔材料的合成与应用奠定了基础。
　　该工作得到国家自然科学基金委、上海市科委和上海有机所的大力支持。


         文章来源：上海有机所
       赵新，博士，中科院上海有机化学研究所研究员,1972年7月出生于云南。1994年7月毕业于北京师范大学化学系，获理学学士学位。2003年7月毕业于中科院上海有机化学研究所，获理学博士学位。2003年8月至2008年3月在美国哈佛大学化学与化学生物学系和芝加哥大学化学系从事博士后研究。2008年5月任中国科学院上海有机所创新岗位副研究员/课题组长，2014年3月起任"百人计划"研究员。2010年入选上海市“浦江人才计划“，2015年 获上海市自然科学一等奖（第二完成人）， 2017年获国家杰出青年科学基金。目前主要研究方向为有机多孔聚合物、自组装体系的构建与功能，软物质材料等。自2008年建立课题组至今已经在 J. Am. Chem. Soc.；Angew. Chem. Int. Ed.；Adv. Mater. ; Chem. Mater. 以及Macromolecules 等国际重要学术期刊上发表论文60余篇。