近期，国际权威期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）发表化学与分子科学学院汪成教授课题组的最新研究成果，该研究提供了一种简单而普适的方法来拓展构筑三维共价有机框架（3D COFs）的四面体节点。

论文题为《将单体从平面扭转至四面体合成共价有机框架》（“Twist Building Blocks from Planar to Tetrahedral for the Synthesis of Covalent Organic Frameworks”）。博士研究生高超（武汉大学）和黎建博士（北京大学)为论文共同第一作者，汪成与北京大学孙俊良研究员为共同通讯作者。

共价有机框架（Covalent Organic Frameworks, COFs）是一类新兴的晶态有机多孔材料，在众多领域展现出广阔的应用前景。当前COFs的研究主要集中在二维体系，三维（3D）COFs的报道仍然很少。究其原因，主要是3D COFs的合成难度大、结构表征困难、构筑基元特别是立体构筑基元非常有限等。从立体几何角度来看，3D COFs的构建通常需要一个可向三维空间延伸的立体构筑单元。然而，现有的四面体节点种类很匮乏（主要为四苯基甲烷或金刚烷的衍生物），严重限制了3D COFs的发展。

前期研究中，汪成课题组提出了“4+4”连接方式来构筑三维COFs的拓扑设计新策略。本文中，他们通过增加空间位阻将平面型分子扭转成四面体的策略，采用“4+4”连接方式，利用取代基不同的联苯基前体合成了具有不同维度的两种COFs（2D-BPTA-COF和3D-BMTA-COF）。由结构解析得知，2D-BPTA-COF为层状堆积结构，联苯的二面角为~ 0˚；当在联苯邻位引入位阻较大的甲基后，其二面角变为~ 60˚，3D-BMTA-COF具有为五重互锁pts结构。此结构表明，通过增加位阻可将前体分子从平面型扭转成四面体构型，进而构筑3D COFs，为后续丰富三维COFs的结构多样性提供了一种新思路。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b13824