結晶性の高いCOFの合成に使用できるジウレア・トリウレア誘導体

共有結合性有機構造体 (COF)は、有機リンカーを共有結合することにより合成される結晶性の多孔性物質で、分子の分離や貯蔵、光触媒、エレクトロニクスなどへの応用が期待されています¹⁾。1,1'-(1,4-フェニレン)二尿素 (1)をはじめとしたジウレア誘導体は、柔軟なウレア結合からなるCOFの合成に使用されます²⁾。加えて、ZhuとCooperらは、ウレア型COFを前駆体としたβ-ケトエナミン型COFの合成法を報告しました³⁾。まず、1や1,1'-([1,1'-ビフェニル]-4,4'-ジイル)二尿素 (2)などのウレア誘導体と2,4,6-トリホルミルフロログルシノールとの縮合により、ウレア型COFを合成しました。COFの結晶性は合成中のエラー修正プロセスにより向上するため、可逆性の高いウレア結合は結晶性向上に有利です。次いで少量の水を含む溶媒中でこれを加熱することで、ウレア結合の加水分解とそれに続くイミン縮合により、β-ケトエナミン型COFを得ました。この「再構成」により合成したCOFは、直接合成した同構造のCOFよりも結晶性と多孔性が向上し、光触媒性能も向上したことが示されています。

文献

• 1) The Atom, the Molecule, and the Covalent Organic Framework
  • C. S. Diercks, O. M. Yaghi, Science 2017, 355, 923.
• 2) Urea-Linked Covalent Organic Frameworks
  • C. Zhao, C. S. Diercks, C. Zhu, N. Hanikel, X. Pei, O. M. Yaghi, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 16438.
• 3) Reconstructed covalent organic frameworks
  • W. Zhang, L. Chen, S. Dai, C. Zhao, C. Ma, L. Wei, M. Zhu, S. Y. Chong, H. Yang, L. Liu, Y. Bai, M. Yu, Y. Xu, X.-W. Zhu, Q. Zhu, S. An, R. S. Sprick, M. A. Little, X. Wu, S. Jiang, Y. Wu, Y.-B. Zhang, H. Tian, W.-H. Zhu, A. I. Cooper, Nature 2022, 604, 72.

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