Nature Chemistry：异质互穿金属-有机框架材料

一、【导读】

互穿是金属-有机框架材料（MOFs）中的常见现象，控制互穿对于调节孔径大小、化学环境、客体分子扩散和框架稳定性非常重要。其中交织的亚晶格存在于同一晶体中，这与具有相同亚晶格的常规MOFs形成对比。由不同亚晶格组成的异质互穿MOFs具有独特的可设计性，并且可以表现出单个晶格中未观察到的特性。它们在光学、磁学、电子学等领域具有潜在的应用，可以针对特定的吸附、催化和传感目的进行定制。然而，使用结构相关配体进行传统合成方法通常会产生多元化框架或混合相，使得有意识地合成异构穿插MOFs仍然具有挑战性。

二、【成果掠影】

近日，梅西大学Shane G. Telfer团队提出了合成异质互穿MOFs的新策略。作者使用α-MUF-9作为模板在其孔内生长第二个晶格，得到了三种不同的异质互穿MOFs。此外，还通过为异质互穿MOFs中的互穿亚晶格分配单独的角色产生不对称催化。相关的研究成果以“Hetero-interpenetrated metal–organic frameworks”为题发表在Nature Chemistry上。

三、【核心创新点】

作者利用主晶格作为模板，在单独的步骤中促进了互穿子晶格的形成。这种异质互穿MOF保留了单个子晶格的组成，它们之间不存在组分交换。

四、【数据概览】

图1  异质互穿MOFs与均等互穿MOFs。  ©2023 Springer Nature

图2  SCXRD确定的α-MUF-9和MUF-91-MUF-93的结构。  ©2023 Springer Nature

图3  从多个SCXRD数据集确定的MUF-93单个晶体的PIP变化。  ©2023 Springer Nature

图4 利用X射线的异常色散区分异质互穿MOFs中的钴和锌位点。  ©2023 Springer Nature

图5 异质互穿MOFs作为不对称催化剂。  ©2023 Springer Nature

五、【成果启示】

异质互穿MOFs的设计策略将为框架化学领域开辟新的视角。通过将不同子晶格耦合到这些结构中，可能会出现特定功能性能。作者将不同的作用分配给异质互穿MOFs中的互穿亚晶格来产生不对称催化：亚晶格中的非手性仲胺具有催化活性，而手性α-MUF-10主体使羟醛和亨利反应具有不对称性。这种方法可能会推动设计和合成具有定制属性的应用材料，推动吸附、催化和传感等领域的发展。

文献链接：

https://www.nature.com/articles/s41557-023-01277-z

本文由WYH供稿