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[導讀]金屬-有機框架化合物(MOFs)具有較高的比表面積、可控的孔道大小和可修飾的孔表面,在吸附、分離、催化、熒光和質子傳輸?shù)阮I域展現(xiàn)出了廣泛應用前景。利用柔性的配體(形如氨基酸、多肽、蛋白質等)與金屬離子自組裝

金屬-有機框架化合物(MOFs)具有較高的比表面積、可控的孔道大小和可修飾的孔表面,在吸附、分離、催化、熒光和質子傳輸?shù)阮I域展現(xiàn)出了廣泛應用前景。利用柔性的配體(形如氨基酸、多肽、蛋白質等)與金屬離子自組裝可以構建結構與功能多樣的金屬有機-框架化合物,對這類化合物構-效關系的研究有助于化學家定向設計與合成具有特定功能的雜化材料。然而,受到溶劑、溫度、反應時間、pH值等合成因素的影響,利用柔性配體靶向設計與合成功能性MOFs雜化材料一直是自組裝研究的一個難點。

在科技部“973”計劃、國家自然科學基金委、中科院重要方向性課題等項目的資助下,中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室曹榮課題組在基于柔性配體構建的金屬-有機框架化合物(簡稱FL-MOFs)領域取得系列重要進展。近日,該研究小組受邀在英國皇家化學會《化學會評論》撰寫了題為Metal-organic frameworks based on flexible ligands (FL-MOFs): structures and applications 綜述文章(Chem. Soc. Rev. 2014, doi: 10.1039/C3CS60483G),該綜述系統(tǒng)闡述了FL-MOFs的結構多樣性、FL-MOFs結構的設計策略、手性的FL-MOFs以及動態(tài)FL-MOFs材料;重點介紹了FL-MOFs化合物在吸附、催化和質子傳輸?shù)确矫娴膽谩T摼C述不僅較全面總結了該研究小組以及國內外同行在FL-MOFs方面的研究工作,同時對FL-MOFs未來發(fā)展方向和趨勢進行了探討,有望加深國內外同行對FL-MOFs的認識,并對未來功能性FL-MOFs的設計合成等研究具有重要指導意義。

此前,該研究小組通過自組裝條件的探索,實現(xiàn)了能量相近的構象在FL-MOFs中的完全分離,并在FL-MOFs結構中捕捉到不穩(wěn)定構型的配體(Chem. Commun. 2004, 2104-2105; CrystEngComm 2009, 11, 2248-2250 (封面文章);CrystEngComm 2010, 12, 660-670 (Highlight))。此外,還設計合成一系列的柔性配體,成功制備了具有非線性光學性能、鐵電性能以及吸附分離性能的系列FL-MOFs材料(J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6894-6895; Chem.-Eur. J. 2012, 18, 7896-7902; Chem. Commun. 2010, 46, 8439-8441; Chem. Commun. 2011, 47, 3766-3768; Inorg. Chem. 2011, 50, 2264-2271; Inorg. Chem. 2013, 52, 3127-3132等),受到了國內外同行的廣泛關注。(福建物質結構研究所)

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