在超分子有机框架中设计外在孔隙结构：利用巨型四面体分子实现结构调控

《Journal of the Chinese Chemical Society》：Designing extrinsic porosity in supramolecular organic frameworks: Structural control with giant tetrahedral molecules

超分子材料设计中，利用巨型四面体分子tetraNDI与多臂吡咯衍生物Pyx通过电荷转移作用构建稳定孔隙结构。研究发现Py4和Py3分别与tetraNDI形成1D柱状相和2D层状相，通过原位温度依赖性WAXS和热分析证实了孔隙结构的稳定性和精确性，为环境敏感型非共价材料设计提供了新策略。

　　

摘要

在超分子结构中创建稳定且定义明确的孔隙结构是一个重大挑战，因为非共价相互作用对环境条件非常敏感。本研究通过探索使用巨型四面体分子作为超分子框架的基本构建块来设计和合成外部多孔材料，从而应对这一挑战。通过将多臂芘衍生物（Py_x）结合到一个含有刚性巨型四面体分子（tetraNDI）的自组装系统中，利用电荷转移（CT）相互作用来指导构建坚固的超分子结构。研究发现，tetraNDI与Py_x衍生物之间的几何相互作用在决定最终结构形态方面起着关键作用：Py₄和Py₃与tetraNDI相互作用形成一维柱状相，而Py₂则覆盖在tetraNDI表面形成二维层状相。通过原位温度依赖性广角X射线散射（WAXS）和热分析，在tetraNDI:Py₃的多孔超分子柱中识别出了稳定且精确的分子级空位。这些发现不仅扩展了我们对超分子化学的理解，还为多孔材料的战略性设计提供了一种新方法，解决了非共价键合结构中环境敏感性的根本问题。