Nature Chemistry：異質互穿金屬-有機框架材料

一、【導讀】

互穿是金屬-有機框架材料（MOFs）中的常見現象，控制互穿對于調節孔徑大小、化學環境、客體分子擴散和框架穩定性非常重要。其中交織的亞晶格存在于同一晶體中，這與具有相同亞晶格的常規MOFs形成對比。由不同亞晶格組成的異質互穿MOFs具有獨特的可設計性，并且可以表現出單個晶格中未觀察到的特性。它們在光學、磁學、電子學等領域具有潛在的應用，可以針對特定的吸附、催化和傳感目的進行定制。然而，使用結構相關配體進行傳統合成方法通常會產生多元化框架或混合相，使得有意識地合成異構穿插MOFs仍然具有挑戰性。

二、【成果掠影】

近日，梅西大學Shane G. Telfer團隊提出了合成異質互穿MOFs的新策略。作者使用α-MUF-9作為模板在其孔內生長第二個晶格，得到了三種不同的異質互穿MOFs。此外，還通過為異質互穿MOFs中的互穿亞晶格分配單獨的角色產生不對稱催化。相關的研究成果以“Hetero-interpenetrated metal–organic frameworks”為題發表在Nature Chemistry上。

三、【核心創新點】

作者利用主晶格作為模板，在單獨的步驟中促進了互穿子晶格的形成。這種異質互穿MOF保留了單個子晶格的組成，它們之間不存在組分交換。

四、【數據概覽】

圖1 ?異質互穿MOFs與均等互穿MOFs。 ??2023 Springer Nature

圖2? SCXRD確定的α-MUF-9和MUF-91-MUF-93的結構。? ?2023 Springer Nature

圖3? 從多個SCXRD數據集確定的MUF-93單個晶體的PIP變化。? ?2023 Springer Nature

圖4 利用X射線的異常色散區分異質互穿MOFs中的鈷和鋅位點。? ?2023 Springer Nature

圖5 異質互穿MOFs作為不對稱催化劑。? ?2023 Springer Nature

五、【成果啟示】

異質互穿MOFs的設計策略將為框架化學領域開辟新的視角。通過將不同子晶格耦合到這些結構中，可能會出現特定功能性能。作者將不同的作用分配給異質互穿MOFs中的互穿亞晶格來產生不對稱催化：亞晶格中的非手性仲胺具有催化活性，而手性α-MUF-10主體使羥醛和亨利反應具有不對稱性。這種方法可能會推動設計和合成具有定制屬性的應用材料，推動吸附、催化和傳感等領域的發展。

文獻鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41557-023-01277-z

本文由WYH供稿