Химики синтезировали монокристаллические двумерные металл-органические ковалентные каркасы

Исследовательская группа из Гонконгского политехнического университета, Нанкайского университета, Гонконгского баптистского университета и Городского университета Гонконга синтезировала два высокопористых монокристаллических двумерных металл-органических ковалентных органических каркаса (MOCOF), получивших обозначения PUMC-1 и PUMC-2 doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Согласно публикации в журнале Nature Communications, работа расширила размерность MOCOF, которые ранее были представлены лишь несколькими трёхмерными структурами, и прояснила механизм их образования doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Сборка структур и дифракционный анализ

Для синтеза каркасов авторы использовали два исходных блока: тетракис(4-аминофенил)порфирин и транс-A₂B₂-порфирин кобальта(II) doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. На первой стадии синтезируются одномерные координационные полимеры (1D CP), содержащие центры ковалентного наращивания цепи doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Затем эти одномерные интермедиаты в ходе ковалентной самосборки при варьировании условий образуют две различные конформации 2D MOCOF doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Детальный процесс формирования и кристаллическую структуру полученных соединений авторы расшифровали с помощью трёхмерной электронной дифракции doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Полученные данные подтвердили высокую степень упорядоченности и пористости слоистых решёток doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Механизм координационного контроля

Исследователи установили, что структуры PUMC-1 и PUMC-2 могут быть получены не только ступенчатым методом, но и в рамках однореакторного (one-pot) синтеза из тех же мономеров doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Формирование идентичных кристаллических фаз в обоих процессах послужило прямым экспериментальным доказательством того, что ковалентная сборка каркаса направляется предварительной координацией компонентов doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

До проведения данного исследования сложности структурного анализа затрудняли понимание того, какой именно процесс — координационный или ковалентный — определяет топологию MOCOF doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Разработка PUMC-1 и PUMC-2 открывает экспериментальный путь к созданию низкоразмерных гибридных сеток в рамках ретикулярной химии doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.