硼酸COF配體是一類以硼酸或硼酸酯為關鍵連接單元的共價有機框架(COFs)構建配體,其通過共價鍵形成高度有序的多孔晶態結構,兼具低密度、高比表面積及可設計性,在氣體分離、催化、傳感等領域展現出獨t優勢,但存在水解穩定性挑戰,需通過結構優化拓展應用范圍。
硼酸COF配體以硼酸(H?BO?)或硼酸酯為連接基元,通過自縮合或與多酚類化合物(如六羥基三亞苯基苯)縮合,形成硼氧六元環(B?O?)或硼酸酯五元環(BO?C?)等穩定結構。例如,COF-1由1,4-苯二硼酸自縮合生成硼氧六元環,而COF-5則通過硼酸與多酚縮合形成硼酸酯環。
一、環境與設備準備
干燥環境
要求:在干燥手套箱(含惰性氣體氛圍,如氮氣或氬氣)或真空干燥器中操作,避免接觸空氣中的水分和氧氣。
濕度控制:環境濕度需低于10%,可使用硅膠干燥劑或分子篩吸附殘留水分。
工具與容器
工具:使用不銹鋼或塑料鑷子、刮刀等工具,避免金屬污染(如鐵、銅)。
容器:提前將反應容器(如燒瓶、離心管)烘干并冷卻至室溫,必要時用惰性氣體吹掃。
二、配體處理與稱量
復蘇與預處理
冷凍保存的配體:若配體長期冷凍保存,需在室溫下緩慢回溫(避免直接加熱),防止冷凝水析出。
潮解處理:若配體表面輕微潮解,可在真空干燥箱中低溫(30°C~40°C)烘干1~2小時。
精準稱量
天平校準:使用分析天平(精度0.1 mg),提前校準并預熱。
快速操作:從密封容器中取出配體后立即稱量,減少暴露時間。
防污染:避免手直接接觸配體,可用稱量紙或潔凈錫箔包裹。
三、溶劑與反應體系準備
溶劑選擇
原則:選擇對配體穩定且與反應體系兼容的溶劑(如無水DMF、THF、甲苯等)。
脫水處理:溶劑需提前分子篩干燥或蒸餾(如用鈉/二苯甲酮回流除水)。
反應液配制
濃度控制:根據反應需求配制合適濃度的配體溶液(通常0.1~10 mg/mL),避免濃度過高導致溶解不全。
脫氣處理:溶液配制后通惰性氣體(如N?)10~15分鐘,去除溶解氧。
四、配體純化(如必要)
檢測純度
方法:使用核磁共振(NMR)、高效液相色譜(HPLC)或質譜(MS)檢測配體純度,確保無分解或氧化產物。
雜質處理:若存在雜質,可通過柱色譜(如硅膠柱)或重結晶進一步純化。
去除不穩定成分
氧化產物:若配體含硼酸基團,可能形成部分氧化的副產物(如B-O鍵斷裂產物),需通過萃取或洗滌去除。
游離酸:用弱堿(如氨水)調節pH至中性,避免酸性環境加速配體分解。
五、反應前驗證
穩定性測試
小規模試驗:取少量配體溶液在反應條件下(如溫度、溶劑)靜置1~2小時,觀察是否變色、沉淀或分解。
對照實驗:設置空白對照組,排除溶劑或操作帶來的干擾。
濃度標定
方法:通過紫外-可見光譜(UV-Vis)或熒光光譜測定配體溶液的實際濃度,確保投料準確。