近日，国际权威期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）发表91社区 汪成/桂波团队的最新研究成果，该研究首次在高连接三维共价有机框架（COF）中实现了拓扑异构，揭示了高连接立体节点的构象变化对框架拓扑的调控作用。

论文题为《六连接节点的三棱柱与反三棱柱构象导向三维共价有机框架的拓扑异构》（“Prismatic and Antiprismatic Conformations of a Six-Connected Node Direct Topological Isomerism in Three-Dimensional Covalent Organic Frameworks”），91社区 2026届博士毕业生叶子秋与博士研究生李琳（北京大学联培）为论文共同第一作者，91社区 汪成教授、桂波副研究员及北京大学孙俊良教授为共同通讯作者。

高连接三维COF具有高比表面积、多方向贯穿孔道以及丰富拓扑类型，在气体吸附与分离、催化、传感等领域展现出广阔的应用前景。从几何上分析，高连接立体节点的连接位点可呈现不同空间排布，从而形成不同拓扑结构的三维COF。因此，通过调控单一高连接立体节点的构象，在理论上也可构筑拓扑异构，从而拓展高连接三维COF的结构多样性。然而，受限于合成与晶体结构解析的固有挑战，高连接节点构象对三维COF框架拓扑及相关性质的影响尚未被探索。

基于课题组前期在立体节点构象调控方面的研究基础，本文设计合成了构象可变的全新六连接荧光立体节点（TMTPHB）。通过调控反应条件，该分子前体可以和对苯二胺分别构筑两种三维COF（3D-TMTPHB-COF-acs和3D-TMTPHB-COF-pcu）。基于电子衍射技术的结构解析表明，两种三维COF分别具有六重IIIa类互穿的acs拓扑和六重IIa类互穿的pcu拓扑，这是首例在高连接三维COF中实现的拓扑异构。此外，两种拓扑异构体在荧光性能和TNP检测灵敏度上表现出显著差异。该研究表明，高连接节点的构象调控是构筑拓扑异构体的有效策略，为拓展三维COF的结构与功能提供了新思路。

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：//doi.org/10.1021/jacs.6c14876

汪成课题组链接：//chengwang.91seq.com/