作为一类新兴多孔材料，金属有机框架（MOFs）能够包容多种客体分子，从而实现多样化的应用。在众多引入客体的方法中，原位封装法因其可将小分子、有机金属簇、蛋白质乃至更复杂的客体引入框架中而独具优势。此前的研究主要集中于对中性或阴离子客体的封装；然而，温和条件下实现阳离子型机械互锁分子在金属有机框架中的原位封装尚鲜有报道。

近日，我院杨述良教授与北京大学焦阳研究员以及美国西北大学J. Fraser Stoddart团队报道了一种绿色原位封装策略，成功地在室温、以水为绿色溶剂的条件下，将阳离子型索烃分子（DA[2]C）原位封装于UiO-66-F4 MOF中。该框架由Zr6节点和四氟对苯二甲酸配体构成。FTIR、ssNMR、XPS等证明了DA[2]C•4Cl分子的存在。理论计算表明，四氟对苯二甲酸配体与阳离子DA[2]C之间存在强相互作用，这主要源于羧酸根阴离子与DA[2]C阳离子之间的静电作用，以及配体中电负性强的氟原子对阳离子产生的吸引作用。作为概念验证应用，DA[2]C·4Cl/UiO-66-F4复合材料在催化脱毒反应中展现出优异性能：可将2-氯乙基乙基硫醚完全转化为相应的亚砜产物且选择性极高（>97%）。该方法还可扩展至其他有机阳离子分子，包括二苄基苯并咪唑氯化物和功能化的并苯基环芳烃，提供了一个构建具有多种应用潜力的主客体MOF体系的通用平台。相关成果以“In Situ Encapsulation of Cationic [2]Catenane in a Stable Zirconium Metal-Organic Framework” 为题发表在化学类顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》上。

我院杨述良教授是该论文的第一作者以及共同通讯作者，该工作得到国家自然科学基金项目（22471008, 22373080）、福建省自然科学基金（2022J05009）、中央高校基本科研业务费（20720240054）以及厦门大学南强青年学者计划、小米青年人才计划/小米基金等的资助。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5c04895

（图/文 储能学系）