近日,山东师范大学化学化工与材料科学学院耿琰教授团队在国际著名学术期刊Nature Communications发表题为“Photocatalytic four-component reaction to access covalent organic frameworks for photocatalysis”的研究论文,创新性地将可见光催化四组分反应用于合成一系列功能化COFs,开发了一种新型的高效温和的COFs合成方法,并实现了光催化苯并咪唑的合成。

共价有机框架(COFs)是一类由轻元素通过共价键连接而成的多孔晶体材料,因其孔道规整、比表面积大、结构可设计等优点,在气体吸附、催化、传感等领域展现出巨大潜力。然而,传统COFs合成通常依赖高温、高压或强酸等苛刻条件,不仅能耗高,还限制了功能基团的引入,阻碍了COFs结构多样性的拓展。近年来, 光催化作为一种新型的催化模式,已被广泛应用于合成化学领域,该方法具有条件温和、环境友好以及原子经济等特点。然而截至目前,光催化合成COFs的研究却鲜有报道。本论文报道了一种用于COFs合成的光催化四组分反应策略。在室温光照下,4CzIPN作为光催化剂,通过芳香醛、肼类、芳香烯和硼酸的光催化四组分聚合反应,成功构建了一系列具有高结晶度和永久孔隙性的COFs。此外,所获得的Cp-tBu-N3-COF在可见光驱动的缩合-环化反应中表现出良好的光催化活性,可生成多种苯并咪唑类化合物。这一合成策略同时融合了光催化和四组分反应的优点,不仅解决了传统COFs合成方法中长期存在的苛刻反应条件问题,还能够在一次性反应中整合四种不同类型的单体,实现了结构多样化COFs的精准合成。

青年教师吴成娟副教授和硕士研究生李廷锐为论文共同第一作者,耿琰教授为论文通讯作者。相关研究得到了国家自然科学基金、泰山学者攀登计划项目和山东省自然科学基金等资助。
供稿审核人:赵曰峰、赵巍
编辑:赵丽娟
终审:巩 固
