近期，国际权威期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）发表武汉大学化学与分子科学学院汪成教授团队的最新研究成果，报道了一种通过二维片层穿插构筑三维共价有机框架的新型策略。论文题为《一种由二维片层穿插形成的荧光三维共价有机框架》（“A Fluorescent Three-Dimensional Covalent Organic Framework Formed by the Entanglement of Two-Dimensional Sheets”，J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, DOI: 10.1021/jacs.3c06159）。汪成团队博士研究生程远朋和北京大学博士研究生辛俊洁为论文共同第一作者，汪成教授、桂波副研究员与北京大学孙俊良教授为共同通讯作者。

共价有机框架（COF）是一类由分子前体通过共价键组装而成的新兴晶态有机多孔材料，在催化、存储和分离等领域具有广泛应用。其中，三维COF具有比表面积大、孔道贯穿、开放位点丰富等结构特点，在诸多领域极具潜力。但受限于共价成键组装的难度，三维COF的结构多样化发展非常缓慢，极大限制了其应用研究。根据框架化学原理，通过二维片层穿插也可构筑三维COF，进而丰富三维COF的结构。然而，目前相关报道非常稀缺，亟需发展二维片层穿插合成三维COF的新型设计策略。

一种可行的解决方案是在平面分子的垂直方向引入大体积位阻基团，利用位阻基团之间的排斥抑制层间堆积，进而通过二维片层穿插构筑三维COF。为证明该策略的可行性，他们将具有大位阻的蒽单元引入分子前体，设计并合成了两个在垂直方向具有蒽单元的平面分子，并进一步构筑了具有良好结晶性的三维COF（3D-An-COF）。结构解析显示，3D-An-COF由二维片层通过近乎垂直的角度穿插而成，是一种全新的三维COF。此外，蒽单元的引入赋予该COF良好的荧光性能，可用于水相中抗生素的高效检测。此研究提供了一种三维COF的新型构筑策略，有助于丰富三维COF的结构多样性，推动功能化三维COF的发展和应用。

该工作得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费资助及学校科研公共服务条件平台的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.3c06159

汪成课题组链接：http://chengwang.whu.edu.cn/