研究团队首次构建永久多孔卤键有机框架，证明卤键可支撑稳定低密度多孔材料
B910化工消息：6月24日消息，Chemistry World报道，Colorado School of Mines的Michael McGuirk团队构建出一种由卤键稳定的永久多孔有机框架，证明经过分子工程设计后，卤键可以支撑稳定、低密度、具备永久孔隙的有机框架材料。这一结果改变了此前行业和学界对卤键材料的一项常见判断：卤键虽然方向性强、可调性高，但通常被认为不足以形成去除溶剂后仍保持结构和孔隙的高能低密度框架。
该团队采用的关键构筑单元名为B3TFIOx。分子末端含有2-碘噁唑结构，既提供碘作为卤键供体，也提供氮作为受体，从而形成多点、方向性较强的C-I···N相互作用。中间的苯环核心和氟代亚苯基间隔单元则帮助拉开分子距离，并强化分子间π相互作用。研究显示，这种分子可以自组装形成低密度蜂窝状三维网络。
判断一种材料是否为永久多孔有机框架，关键不只是晶体中有孔，而是要在吸附物交换和去除后仍保持结构，并通过气体吸附-脱附实验证明孔隙存在。Chemistry World报道指出，新材料满足这些判据。研究团队还通过同步辐射X射线粉末衍射等手段解析了去溶剂后结构中的复杂无序特征，发现两个蜂窝网络相互锁定，形成稳定的多孔晶体结构。
从材料化学角度看，这项工作扩大了有机框架材料的连接方式选择。当前金属有机框架、共价有机框架和氢键有机框架已经在气体吸附、分离、催化和传感等方向形成大量研究，而卤键有机框架过去受限于结构稳定性，产业化想象空间较窄。如果卤键可以通过自互补分子设计形成稳定孔道，那么材料设计者就能利用卤键的方向性、可调性和重原子效应，开发新的吸附分离和功能材料体系。该研究仍处于基础材料阶段，尚未给出工业应用数据，但它为多孔有机材料平台提供了新的结构化学工具。 （来源：Chemistry World）
该团队采用的关键构筑单元名为B3TFIOx。分子末端含有2-碘噁唑结构，既提供碘作为卤键供体，也提供氮作为受体，从而形成多点、方向性较强的C-I···N相互作用。中间的苯环核心和氟代亚苯基间隔单元则帮助拉开分子距离，并强化分子间π相互作用。研究显示，这种分子可以自组装形成低密度蜂窝状三维网络。
判断一种材料是否为永久多孔有机框架，关键不只是晶体中有孔，而是要在吸附物交换和去除后仍保持结构，并通过气体吸附-脱附实验证明孔隙存在。Chemistry World报道指出，新材料满足这些判据。研究团队还通过同步辐射X射线粉末衍射等手段解析了去溶剂后结构中的复杂无序特征，发现两个蜂窝网络相互锁定，形成稳定的多孔晶体结构。
从材料化学角度看，这项工作扩大了有机框架材料的连接方式选择。当前金属有机框架、共价有机框架和氢键有机框架已经在气体吸附、分离、催化和传感等方向形成大量研究，而卤键有机框架过去受限于结构稳定性，产业化想象空间较窄。如果卤键可以通过自互补分子设计形成稳定孔道，那么材料设计者就能利用卤键的方向性、可调性和重原子效应，开发新的吸附分离和功能材料体系。该研究仍处于基础材料阶段，尚未给出工业应用数据，但它为多孔有机材料平台提供了新的结构化学工具。 （来源：Chemistry World）
