COF合成通常需要在無(wú)氧環(huán)境通過(guò)溶劑熱方法合成。有機(jī)溶劑環(huán)境不僅嚴(yán)重增加成本，而且導(dǎo)致環(huán)境危害。因此，開發(fā)替代性的OCF合成路線在近些年得到快速的發(fā)展，人們更多的關(guān)注于開發(fā)綠色可持續(xù)合成COF的方法。但是，在溶液相合成COF仍然具有非常大的困難和挑戰(zhàn)，這是因?yàn)樗嗟幕瘜W(xué)反應(yīng)和晶化過(guò)程難以捉摸。
有鑒于此，烏普薩拉大學(xué)Chao Xu等綜述報(bào)道討論溶液相合成COF晶體材料的各種合成策略，對(duì)開發(fā)簡(jiǎn)單的溶液合成COF技術(shù)進(jìn)行展望。
本文要點(diǎn)：
（1）
對(duì)溶液相合成COF的相關(guān)發(fā)展，以及機(jī)理的不同，溶液相合成COF的局限和廣泛應(yīng)用前景進(jìn)行總結(jié)討論。
人們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，通過(guò)謹(jǐn)慎的調(diào)節(jié)反應(yīng)環(huán)境，能夠在溶液相合成亞胺、β-酮亞胺連接構(gòu)成COF。胺和醛在水相和室溫條件下輕松的發(fā)生，特別是加入合適的催化劑或添加劑。
對(duì)各種溶液相合成技術(shù)路線進(jìn)行總結(jié)，提供了一些調(diào)控反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的方法，包括：調(diào)節(jié)有機(jī)單體分子的溶解性和反應(yīng)性、在反應(yīng)體系進(jìn)行單體的結(jié)構(gòu)預(yù)先組織、提供能量或者催化劑促進(jìn)合成反應(yīng)的發(fā)生、構(gòu)筑中間體結(jié)構(gòu)促進(jìn)錯(cuò)誤過(guò)程的修復(fù)以及COF晶化。
對(duì)溶液相COF合成的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)亞胺結(jié)構(gòu)COF的相關(guān)研究比較多，這是因?yàn)閬啺坊瘜W(xué)鍵具有非常強(qiáng)的可逆性，同時(shí)，目前人們開始研究更加穩(wěn)定的烯烴鏈接COF以及酰亞胺鏈接COF。但是因?yàn)檫@種穩(wěn)健的鏈接具有不可逆性質(zhì)，導(dǎo)致限制了關(guān)鍵的錯(cuò)誤-修復(fù)過(guò)程。而且，這種COF結(jié)構(gòu)通常需要多個(gè)步驟，增加了中間相的沉淀或者無(wú)法完整的生成特定結(jié)構(gòu)。此外，溶液相合成COF過(guò)程中，需要精確控制熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程。
（2）
隨著綠色合成COF技術(shù)在最近一些年的發(fā)展和進(jìn)步，作者認(rèn)為溶液相合成穩(wěn)健COF是可行的。未來(lái)需要對(duì)COF在溶液相的晶化過(guò)程深入理解，從而促進(jìn)綠色合成COF技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
Michelle ?hlén, Xueying Kong, Wei Zhao, Félix Zamora, Chao Xu, Overcoming Boundaries: Towards the Ambient Aqueous Synthesis of Covalent Organic Frameworks, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202425426
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202425426
