烷烴和芳烴C-H鍵活化實現(xiàn)區(qū)域和立體選擇性功能化仍然是有機化學(xué)領(lǐng)域中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。當(dāng)前C-H鍵活化存在以下兩個方面的問題：如何克服C-H鍵本身的化學(xué)惰性和如何實現(xiàn)反應(yīng)底物中多種C-H鍵的選擇性活化。C-H鍵轉(zhuǎn)化成C-O、C-N、C-C和C-X（X= Cl，Br，I）是合成天然產(chǎn)物、藥用化合物和藥品是基本手段，具有重要意義。然而，苛刻的反應(yīng)條件、官能團耐受性低以及生成副產(chǎn)物等使得C-H活化應(yīng)用于復(fù)雜有機結(jié)構(gòu)的合成通常受到限制。盡管均相反應(yīng)對于sp2和sp3 類型C-H活化已經(jīng)有不少報道，但均相催化由于催化劑無法回收、難以重復(fù)利用及復(fù)雜的純化步驟在實際應(yīng)用中受到很大限制。將催化活性豐富的鈀化合物與COFs相結(jié)合既可以克服均相催化的缺點又能拓展C-H活化類型實現(xiàn)選擇性功能化，使其成為研究熱點領(lǐng)域。COF的結(jié)構(gòu)具有超靈活的可設(shè)計性且催化劑結(jié)構(gòu)與功能間存在強關(guān)聯(lián)性，更加突出該種異相催化劑的研究價值。
近日，北德克薩斯大學(xué)的馬勝前教授課題組設(shè)計、合成了多種分別具有單一孔結(jié)構(gòu)的Pd(Ⅱ)@Py-2,2’BPyDC和二元孔結(jié)構(gòu)的Pd(Ⅱ)@[(BPyDC)]x%-ETTA（x = 0%，25%，50%，75%，100%）COFs催化劑。研究表明，通過改變二元孔催化劑[(BPyDC)]x%-ETTA的鈀含量，可實現(xiàn)高效異相催化C-H活化選擇性轉(zhuǎn)變?yōu)镃-X（X= Cl，Br）和C-OR（R=Me，Et），并且催化劑可回收再利用。更有趣的是，相同條件下與單一孔結(jié)構(gòu)的Pd(Ⅱ)@Py-2,2’BPyDC COFs相比，具有二元孔結(jié)構(gòu)的Pd(Ⅱ) [(BPyDC)]x%-ETTA COFs催化活性更高，這是由于后者有利于促進反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴散。該項工作首次系統(tǒng)地研究了具有不同孔結(jié)構(gòu)的COFs配合鈀化合物作為異相催化劑實現(xiàn)C-H活化，在有機轉(zhuǎn)化中建立起了微觀調(diào)控異相催化劑孔結(jié)構(gòu)和活化C-H鍵實現(xiàn)選擇性功能化之間的聯(lián)系，具有重要意義。相關(guān)論文在線發(fā)表在Small（DOI: 10.1002/smll.202003970）上。
