首次实验证实！武汉大学微观世界新进展

探微手性，解锁分子密码

精控构型，链接性能之桥

近日，武汉大学化学与分子科学学院

汪成教授团队首次实验证实

构筑单元的绝对构型不仅能决定

三维共价有机框架（COF）的手性环境

还可精准调控其拓扑结构与功能

为手性框架材料的构筑提供了新的设计思路

近日，国际权威期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）发表化学与分子科学学院汪成教授团队的最新研究成果。该研究首次实验证实，构筑单元的绝对构型不仅能决定三维共价有机框架（COF）的手性环境，还可精准调控其拓扑结构与功能。

论文题为《共价有机框架中绝对构型的调控》（“Absolute Configuration Control in Covalent Organic Frameworks”,J. Am. Chem. Soc.2025, DOI:10.1021/jacs.5c09266）。武汉大学博士后丁慧敏、博士毕业生章雅（北大联培）、华南师范大学博士研究生王子杏、北京大学博士研究生杜泓霖和武汉大学博士研究生李梦思为论文共同第一作者，汪成教授与北京大学孙俊良教授为共同通讯作者，华南师范大学章伟光/蔡松亮教授团队在手性分离测试方面提供了支持。

手性是自然界普遍存在的重要特性，贯穿于分子识别、催化反应和生物功能等过程。在分子化学中，手性分子的绝对构型直接影响其在分子组装过程中的立体相互作用，从而影响最终形成的结构。类似的，在多孔框架材料中，构筑单元的绝对构型也会在组装过程中发挥决定性作用，进而导致材料在结构和功能上的显著变化。然而，长期以来的研究主要利用绝对构型“引入手性环境”，而其对框架对称性、拓扑结构及功能的直接调控缺乏探讨。

本工作中，汪成团队首次通过对手性前体绝对构型的精准调控，实现了三维COF的立体选择性合成，成功构筑了四种具有高结晶性的三维COF。结构解析表明，其中两种COF为手性qtz拓扑结构且互为对映异构体，另外两种则为非手性的dia拓扑。手性分离测试发现，qtz拓扑COF能够高效分离外消旋体，而dia拓扑COF则没有分离性能。该研究成功揭示了绝对构型不仅赋予框架材料手性，还可直接决定材料的拓扑结构与功能，为手性框架材料的构筑提供了新的设计思路。

该工作得到国家自然科学基金、湖北省自然科学基金及学校科研公共服务条件平台的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c09266

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