Isomerismo triple en marcos orgánicos covalentes en 3D

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La cristalografía
• Química supramolecular

Sus antecedentes:

• El isomerismo en marcos orgánicos covalentes (COF) es un fenómeno poco conocido.
• Los estudios anteriores no han explorado la posibilidad de isómeros de marco múltiple dentro de los FOC.

Objetivo del estudio:

• Demostrar por primera vez la existencia de isomerismo de triple marco en COF 3D.
• Investigar la diversidad estructural y las vías de formación de estos isómeros.
• Ampliar el potencial de aplicación de los FOC.

Principales métodos:

• Síntesis de COF 3D utilizando un bloque de construcción tetraédrico con una unión flexible y un bloque de construcción lineal con cadenas laterales PEO.
• Caracterización estructural utilizando difracción de rayos X (incluido el análisis de Rietveld para la topología qtz).
• Análisis espectroscópico (FT-IR, RMN en estado sólido) y cálculos de energía.

Principales resultados:

• Sintetizó con éxito tres isómeros de marco distintos (polimorfos) de COF 3D a partir de los mismos bloques de construcción.
• Se identificó un isomerismo triple sin precedentes, incluidas las redes dia-c3 no interpenetradas, qtz y 3 veces interpenetradas.
• Confirmó la topología qtz como un isómero cinético, evidenciado por la transición interisomérica.
• Se obtienen isómeros en forma de cristales grandes (> 10 μm) con formas distintas pero con espectros idénticos.

Conclusiones:

• La reticulación de bloques de construcción flexibles es una estrategia eficaz para lograr una diversidad significativa en los COF 3D.
• El descubrimiento del isomerismo triple amplía el alcance del diseño de COF y las aplicaciones potenciales.
• Este trabajo proporciona una nueva perspectiva sobre el control de la topología del marco y el isomerismo en materiales porosos.