一維結晶性共價有機框架材料的設計、製備與功能開發

《一維結晶性共價有機框架材料的設計、製備與功能開發》是依託廈門大學，由張慧君擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：一維結晶性共價有機框架材料的設計、製備與功能開發
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張慧君
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

有機合成方法學的蓬勃發展已經使得人們可以合成大量結構多樣的有機分子。但是對於在材料化學中非常重要的有機功能分子的修飾與後期多樣化來說，由於母體分子結構的複雜性和多樣性，常規的有機合成方法並不都適用，因此我們需要在已有方法學的基礎上發展和完善更有針對性的合成方法。另外，一維結晶性共價有機框架材料（1D-COFs），由於其結構與碳納米管類似，所以可能具有很多獨特的性質，在納米及材料化學方面也具有潛在的廣泛套用前景。但是，目前並沒有製備該類材料的有效方法。在本項目中，我們計畫利用過渡金屬催化的C-H鍵官能團化等方法對具有管狀空間結構的柱芳烴及類三稜鏡的NDI-△分子進行各種有效的修飾，使其可以通過共價鍵有序的連線，從而高效地製備一系列一維結晶性共價有機框架材料。在此基礎上，我們將進一步開發這類材料在選擇性吸附和光能捕獲等方面的套用。

結題摘要

我們發展了兩個共價有機框架材料（COF）的合成策略：“溶劑調控的同步正交反應策略”和“超分子給受體作用輔助合成策略”，並分別利用這兩個策略合成了兩類結構新穎的COF材料：各向異性的aniso-COFs和層間摻雜的Int-COF。這兩類合成策略的成功為1D-COF的合成提供了有利的理論指導。同時，我們基於銠催化芳環碳-氫鍵的活化和轉化反應，利用萘二醯亞胺（NDI）和苝二醯亞胺分子（PDI）中自帶的醯亞胺羰基作為導向基團，發展了一類針對這兩類n型有機半導體材料分子高區域選擇性後期修飾的有效方法。利用該方法，我們合成了一系列結構新穎的含NDI或PDI結構片段的半導體材料分子。這些方法有望進一步被用於三稜鏡NDI-△分子的功能化，為合成1D-COF材料提供合適的構造基元。