王为 - 教授课题组

相关研究

1.王为课题组首次将分子内[4+2]环加成反应引入共价有机框架（COFs）的合成，通过催化串联反应的一锅法策略，成功构建了系列吡喃[4,3-b]并吡啶连接的COFs。经固态核磁共振技术、粉末X射线衍射及高分辨透射电子显微镜等系统表征，所得COFs在纯度、稳定性和结晶度方面均表现出优异性能，进一步通过13C标记合成实验结合定量核磁共振测量分析，明确了吡喃并[4,3-b]吡啶连接体高达94%以上的高选择性形成。这一工作将COFs的连接化学从单键或单环的构筑拓展至并环体系。

2.王为课题组首次通过自下而上法构筑镍基共价有机框架LZU-713@Ni作为金属光氧化还原催化剂。该催化剂能高效催化C-O、C-S和C-P偶联反应（兼容多达60种底物），且在多次循环使用后仍保持催化活性。LZU-713@Ni相较于其均相类似物及物理混合双催化剂体系，展现出更优的催化活性；同时，与后修饰法制备的镍基COF相比，通过自下而上法构筑的镍基COF具有分布更均匀、负载量更高的Ni活性位点，从而表现出更高的催化活性。

3.王为课题组首次观测到螺旋共价有机框架（COFs）结构中手性孔道的存在。通过C3对称的三醛单体与手性Ni-Salen单体缩合，一步构筑出具有多层次手性特征的螺旋共价有机框架，通过共价组装实现了分子手性到介观手性再到宏观形貌手性的多层次手性传递。采用电子晶体学（例如HRTEM）确认了介观水平上手性孔道的存在，利用立体对成像技术直接确定了其手性。在此基础上，进一步结合理论计算结果，提出了新的COFs堆积结构的层旋转模型。

4.王为课题组实现了大尺寸共价有机框架单晶的快速普适性合成以及实验室单晶X射线衍射结构解析。开发了一种基于CF3COOH/CF3CH2NH2的快速亚胺交换策略，在1至2天内成功制备出16种共价有机框架单晶，单晶尺寸达50至150微米，将高质量共价有机框架单晶的生长速度提升了50倍以上。所有单晶均可通过实验室单晶X射线衍射仪进行结构解析，分辨率最高达到0.79 Å，无需依赖同步辐射光源。在原子水平上确定了LZU-307单晶具有独特的四重[2+2]穿插的pts拓扑结构，证实了单晶LZU-310和COF-303体系中的构象异构演化过程，并明晰了特定客体分子在多种单晶主体中的排布信息。