黎占亭教授团队和刘毅教授团队合作实现了水溶性金属-共价-超分子有机框架杂化结构的构筑ǀǀ Sci. China Chem.

金属有机框架（MOF）和共价有机框架（SOF）是近年来发展迅速的结晶性有序孔材料，在吸附、催化、输送及能源材料等的构建方面受到广泛重视，但这两类结构一般不具备溶解性或溶解后即解离。2003年，复旦大学黎占亭课题组和中国科学院上海有机化学研究所赵新研究员及美国劳伦斯伯克利国家实验室刘毅研究员合作，利用自组装策略发展了第一例水相可溶性的超分子有机框架（Supramolecular Organic Framework, SOF）。最近，黎占亭课题组和刘毅课题组进一步合作，构筑了金属-共价-超分子有机框架（Metal-Covalent-Supramolecular Organic Framework，MCSOF-1）杂化结构，为利用自组装策略发展具有MOF和COF特征的均相可溶性的孔材料提供了有效方法。

不同的框架体系具有不同的结构特点，其展示的功能和应用也各有所长。发展具有水溶性的MOF和COF，不但为复杂多层次结构的构建提供新的方法，也有助于在均相条件下探索这两类重要孔结构的新性能，但挑战性在于如何在保持孔结构水溶性的同时，形成周期性的有序结构，并且同时保持可逆共价键的高稳定性。黎占亭等设计了化合物1和2，利用葫芦脲[8]（CB[8]）对疏水性单边N-苯基联二吡啶堆积二聚体的包结作用，实现了上述设想（图1）。化合物1和2在摩尔比为1：6时在水中只能部分的形成腙键，形成3的产率约为4.2%。但在加入3倍当量的CB[8]时，该反应可以定量发生形成3。溶液相和固相小角SAXS及固相XRD实验证实，3和CB[8]自组装形成了杂化的MCSOF-1有序结构（图2）。                           

图1 化合物1-3的结构。

图2 MCSOF-1的构筑及其对Wells-Dawson型杂多酸（WD-POM）吸收。

MCSOF-1具有立方型孔结构，孔径约为1.6 nm，在水中可以吸收Wells-Dawson和Keggin型杂多酸。形成以Ru(bpy)₃²⁺为光敏剂，以POM为催化剂的可见光诱导质子还原产生氢气的催化体系。新的光诱导催化产生氢气的反应可以在水中均相发生，也可以在有机溶剂中非均相发生。MCSOF-1的成功构建在固相孔结构和液相孔结构之间建立了新的桥梁，为复合孔材料的设计提供了新的方法。

相关成果近期在线发表于Science China Chemistry，题目为A stable metal-covalent-supramolecular organic framework hybrid: enrichment of catalysts for visible light-induced hydrogen production。博士生李雄飞为文章第一作者，黎占亭教授和刘毅研究员为通讯作者。点击左下方“阅读原文”可查看和下载全文。

通讯作者简介

黎占亭教授  1985年毕业于郑州大学化学系，1992年于中科院上海有机所获博士学位，曾在南丹麦大学和美国伊利诺伊大学做博士后，1996-2010年任上海有机所副研究员和研究员，现为复旦大学化学系教授。主要从事分子识别与自组装及有机孔材料的研究。

Prof. Yi Liu (刘毅) is the Director (acting) of the Organic and Macromolecular Synthesis Facility. He obtained a Ph.D. in Chemistry in 2004 from the University of California, Los Angeles under the direction of Sir. J. Fraser Stoddart. After his postdoctoral research with Professor K. Barry Sharpless at the Scripps Research Institute, San Diego, he joined the Foundry in 2006 as an independent Principle Investigator and was promoted to the career Staff Scientist in 2011. His research aims to achieve coherent control of functionality and properties across different scales through molecular level design and synthesis.