From Guest‐Induced Crystallization to Molecular Imprinting: Calculation‐Guided Discovery of Hydrogen‐Bonded Tetrazole Frameworks for p‐Xylene Separation

乙苯 四唑 结晶 选择性 密度泛函理论 氢键 材料科学 分子印迹 二甲苯 分子 组合化学 计算化学 化学 甲苯 有机化学 催化作用
作者
Yi Su,Qiang Gao,Xiaojun Ding,Gang Ye
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202423932
摘要

Exploring host‐guest interactions to regulate hydrogen‐bonding assembly offers a promising approach for developing advanced porous crystal materials (PCMs). However, screening compatible guests with appropriate geometries and host‐guest interactions that could inhibit the dense packing of building blocks remains a primary challenge. This study presents a novel guest‐induced crystallization (GIC) strategy, guided by thermodynamic calculations, to develop porous hydrogen‐bonded organic frameworks (HOFs) using structurally challenging tetrazole building units. Thermodynamic principles are established from the crystal structure data and the density functional theory calculation of the formation energy (ΔE). This provides criteria to identify available guests in GIC, enabling the successful discovery of a hidden HOF that is kinetically challenging to crystallize. Furthermore, the potential application for p‐xylene (PX) separation is predicted by analyzing the ΔE of guest‐induced HOFs. A high PX selectivity (PX/m‐xylene=6.1, PX/o‐xylene=7.2, and PX/ethylbenzene=4.1) is achieved through selective inclusion of PX from C8 aromatic isomers within the guest‐induced HOFs. Significantly, the guest‐free HOF (HOF‐PX‐a), bearing PX‐templated cavities derived from molecular imprinting, shows a record‐high PX/ethylbenzene selectivity (21.7) in liquid adsorption. This work elucidates the underpinning self‐assembly rules of GIC for HOF construction, providing exciting new opportunities for the predictable assembly of PCMs for molecular recognition and target‐specific separations.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
WXR完成签到,获得积分10
刚刚
wlh123完成签到,获得积分10
刚刚
小蔡完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
赤苇完成签到 ,获得积分10
1秒前
phobeeee完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
笨笨千亦完成签到 ,获得积分10
2秒前
WJ1989完成签到,获得积分10
2秒前
ZYC007完成签到,获得积分10
2秒前
yangyang发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
zw完成签到,获得积分20
3秒前
yyyyyge完成签到,获得积分10
4秒前
xzn1123完成签到,获得积分0
5秒前
南风完成签到 ,获得积分10
5秒前
我我我完成签到,获得积分10
5秒前
SYSUer完成签到,获得积分10
6秒前
thinking完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
H-China发布了新的文献求助10
6秒前
rachel03发布了新的文献求助10
7秒前
Tiffy完成签到,获得积分10
7秒前
恋爱三角理论完成签到,获得积分10
7秒前
mxx发布了新的文献求助10
7秒前
刘芊完成签到,获得积分10
7秒前
TY发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
柠檬杨完成签到,获得积分10
9秒前
飞快的盼易完成签到,获得积分10
9秒前
慕青应助yY0720采纳,获得10
9秒前
Dandy完成签到,获得积分10
10秒前
9182完成签到,获得积分10
10秒前
hkh发布了新的文献求助10
11秒前
感动水杯完成签到 ,获得积分10
11秒前
小二郎应助北纬三十度采纳,获得10
12秒前
清风明月完成签到,获得积分10
12秒前
忐忑的白枫完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6013415
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7582549
关于积分的说明 16140608
捐赠科研通 5160724
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2763435
邀请新用户注册赠送积分活动 1743491
关于科研通互助平台的介绍 1634346