2D to 3D Reconstruction of Boron-Linked Covalent–Organic Frameworks

化学 共价键 计算化学 有机化学 环境化学
作者
Xue Wang,Thomas Fellowes,Mounib Bahri,Hang Qu,Boyu Li,Hongjun Niu,Nigel D. Browning,Weiwei Zhang,John W. Ward,Andrew I. Cooper
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (20): 14128-14135 被引量:6
标识
DOI:10.1021/jacs.4c02673
摘要

The transformation of two-dimensional (2D) covalent–organic frameworks (COFs) into three-dimensions (3D) is synthetically challenging, and it is typically addressed through interlayer cross-linking of alkene or alkyne bonds. Here, we report the first example of the chemical reconstruction of a 2D COF to a 3D COF with a complete lattice rearrangement facilitated by base-triggered boron hybridization. This chemical reconstruction involves the conversion of trigonal boronate ester linkages to tetrahedral anionic spiroborate linkages. This transformation reticulates the coplanar, closely stacked square cobalt(II) phthalocyanine (PcCo) units into a 3D perpendicular arrangement. As a result, the pore size of COFs expands from 2.45 nm for the initial 2D square lattice (sql) to 3.02 nm in the 3D noninterpenetrated network (nbo). Mechanistic studies reveal a base-catalyzed boronate ester protodeboronation pathway for the formation of the spiroborate structure.
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