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  共價有機骨架材料(COFs)是一類多孔聚合物，可自動精確地把有機單元合并到周期性結構中，創造高度有序的π柱狀陣列和一維開放通道。一個重要的結構特征是可以在初高階結構級別預先設計。COFs已成為材料設計和功能探索的平臺。然而，它們的低穩定性已經阻礙了實際應用。

  日本綜合研究大學院大學博士研究生Hong Xu(現康奈爾大學博士后研究員)在自然科學研究院分子科學研究所和他的同事們嘗試設計并合成穩定的晶態多孔共價有機骨架材料。他們關注亞胺連接的六方二維分層架構的COFs。通過將電子供體基團合并到亞胺連接的苯環，他們發現極化亞胺鍵發生軟化；這種電子效應降低了層間的排斥力并加強了層間的相互作用，增加了共價有機骨架材料的穩定性。

  新探索的COFs在多種有機溶劑中是穩定的，如水(25和100°C)、強酸(12mol/L鹽酸水溶液)和強堿(14mol/L氫氧化鈉水溶液)。在這些溶劑中分散七天，COFs保持著結晶和孔隙度。目前還沒開發出這樣穩定的COFs，為功能性探索提供了平臺。

  在這項工作中，他們進一步研究了這些穩定的COFs手征性有機催化功能。通過將手征性催化位置與COFs的孔壁合并起來，該研究小組開發了一系列手征性COFs，其中孔壁上的有機催化位置可被精確地調整。憑借COFs骨架的不溶性，手征性COFs作為不對稱邁克爾反應的異構催化劑。

  這些催化劑表現出高度加強的催化活性和高度對映選擇性，最重要的是，它們在室溫水環境條件下催化了反應。這些COFs催化劑易于從反應系統中通過簡單的過濾而分離，并可循環使用多次。異構有機催化劑的開發將大大降低化學轉換的成本并提供了更為實際的應用。他們的成果發表在2015年9月21日的《Nature Chemistry》期刊。

  “在任何應用前，都要必須考慮到COFs的穩定性。電子供體對COFs影響的發現是一個意外的驚喜。這項工作非常好地展示了COFs非常有趣的地方，化學在材料科學中如何發揮關鍵性作用”，Hong Xu說。

  該研究小組的組長助理教授Donglin Jiang評論說，“在COFs領域一個最具挑戰性的問題是如何同時具有穩定性、結晶性和孔隙性。這項研究將加速COFs的功能探索和應用。