定向设计和构筑具有目标结构的晶态材料是配位化学和晶体工程领域的一项挑战,其主要原因是缺乏具有特定几何配位构型的建筑模块。框架化学(Reticular chemistry)的概念是由美国Michael O’Keeffe教授和Omar M. Yaghi教授提出,结合网络拓扑学的理念,用于预测和构筑金属-有机框架(MOFs)材料。框架化学是利用次级建筑单元(SBUs)的方法指导金属-有机框架材料的组装,对于合成三维有序的金属-有机框架材料是一种合理有效的方法。
近年来,框架化学的设计原理已经广泛用于设计构建基于简单网络的金属-有机框架材料。此外,该方法也适用于分子金属-有机多面体(MOPs)的组装。2008年,O'Keeffe和Yaghi教授在一篇综述性论文中(Angew. Chem. Int. Ed.,2008, 47, 5136)提出九种具有单一顶点的基本多面体模型,为定向构筑具有特定构型的金属-有机多面体提供了理论基础。然而,对于复杂构型多面体的构筑,网格化学仍然显得力不从心,主要原因如下:首先,相对于数量庞大的金属-有机框架而言,具有复杂构型的金属-有机多面体报道很少,难以总结出特定规律;其次,用于构筑金属-有机多面体的次级建筑单元在配位构型上要求具有一定的曲率以形成封闭的单分子结构,而这样的SBUs更难获得,由于缺乏符合上述要求的SBUs,使得定向设计和构筑具有复杂构型的金属-有机多面体成为一项挑战性课题。
这一成果发表于近期的Angew. Chem. Int. Ed. 上,并被选为Hot Paper,博士研究生徐娜和甘红梅为共同第一作者,该工作得到国家自然科学基金面上项目的资金支持。
来源:X-MOL