 Ковалентные органические структуры представляют собой класс пористых полимеров, которые обеспечивает атомарно точное включение органических блоков в периодических структурах, создавая высоко упорядоченные столбчатые массивы и одномерные открытые каналы. Одной важной структурной особенностью является то, что они могут быть предварительно разработанных на начальных и высокого упорядоченных структурных уровнях. Ковалентные органические структуры возникли в качестве платформы для дизайна материалов и функциональных исследований. Тем не менее, их низкая стабильность затрудняла любые практические реализации.
Ученые Институте молекулярной науки занялись проектированием и синтезом стабильных кристаллических, пористых, органические ковалентных структуры. Они сосредоточены на иминно-связанных органические ковалентных структурах, которые формировали шестиугольные двумерные слоистые архитектуры. Посредством включения электронодонорные группах на фениловых кольцах иминных связей, они обнаружили, что поляризация иминных облигаций была смягчена; этот электронный эффект уменьшает отталкивание между слоями и укрепляет межслоевые взаимодействия, чтобы укрепить стабильность новых ковалентных органических структур.
Новые полученные ковалентные органические структуры являются стабильными в различных органических растворителях, воде (25 и 100° С), сильной кислоте (водный раствор HCl, 12 M) и сильным основанием (водный раствор NaOH, 14 М). При диспергировании в этих растворителях в течение семи дней, степень кристалличности и пористость ковалентных органических структур оставались прежними. Такие надежный и стабильные ковалентные органические структуры обеспечат платформу для функционального исследования.
В своей работе, исследователи и дальше стали развивать хиральные органокаталитические функции, основанные на стабильных ковалентных органических структур. Включив хиральные каталитические центры в стенках пор ковалентных органических структур, группа разработала ряд хиральных структур, в которых органокаталитические места на стенах могут быть точно настроены.
Эти катализаторы показывают значительно усиленную каталитическую активность и высокую энантиоселективность, а главное - они катализируют реакции в воде при температуре окружающей среды. Эти катализаторы легко отделяются от реакционных систем с помощью простой фильтрации и могут быть использованы много раз. Разработка гетерогенных органокатализаторов в значительной степени снизит стоимость химических превращений и откроет путь к практическому применению.
Стабильность ковалентных органических структур является центральной проблемой, стоящей перед любыми приложениями. Работа ученые демонстрирует то, как химия играет ключевую роль в материаловедении.
Одним из самых сложных вопросов в области ковалентных органических структур является сочетание стабильности, кристалличности и пористости. Исследования ученых будут ускорить функциональность и применение ковалентных органических структур.
|
