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Homochiral versus racemic 2D covalent organic frameworks

  • The synthesis of homochiral two-dimensional covalent organic frameworks (2D COFs) from chiral π-conjugated building blocks is challenging, as chiral units often lead to misaligned stacking interactions. In this work, we introduce helical chirality into 2D COFs using configurationally stable enantiopure and racemic [5]helicenes as linkers in the backbone of 2D [5]HeliCOFs as powders and films. Through condensation with 1,3,5-triformylbenzene (TFB) or 1,3,5-triformylphloroglucinol (TFP), our approach enables the efficient formation of a set of homochiral and racemic 2D [5]HeliCOFs. The resulting carbon-based crystalline and porous frameworks exhibit distinct structural features and different properties between homochiral and racemic counterparts. Propagation of helical chirality into the backbone of the crystalline frameworks leads to the observation of advanced chiroptical properties in the far-red visible spectrum, along with a less compact structure compared with the racemicThe synthesis of homochiral two-dimensional covalent organic frameworks (2D COFs) from chiral π-conjugated building blocks is challenging, as chiral units often lead to misaligned stacking interactions. In this work, we introduce helical chirality into 2D COFs using configurationally stable enantiopure and racemic [5]helicenes as linkers in the backbone of 2D [5]HeliCOFs as powders and films. Through condensation with 1,3,5-triformylbenzene (TFB) or 1,3,5-triformylphloroglucinol (TFP), our approach enables the efficient formation of a set of homochiral and racemic 2D [5]HeliCOFs. The resulting carbon-based crystalline and porous frameworks exhibit distinct structural features and different properties between homochiral and racemic counterparts. Propagation of helical chirality into the backbone of the crystalline frameworks leads to the observation of advanced chiroptical properties in the far-red visible spectrum, along with a less compact structure compared with the racemic frameworks. Homogeneous thin films of [5]HeliCOFs disclosed photoluminescent properties arising from the controlled growth of highly ordered π-conjugated lattices. The present study offers insight into general chiral framework formation and extends the Liebisch−Wallach rule to 2D COFs.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:José del Refugio Monroy, Tejas Deshpande, Joël Schlecht, Clara Douglas, Robbie Stirling, Niklas Grabicki, Glen Jacob SmalesORCiD, Zdravko Kochovski, Filippo Giovanni Fabozzi, Stefan Hecht, Sascha Feldmann, Oliver Dumele
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of the American Chemical Society
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.5 Synthese und Streuverfahren nanostrukturierter Materialien
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:American Chemical Society (ACS)
Verlagsort:Washington, DC
Jahrgang/Band:147
Ausgabe/Heft:21
Erste Seite:17750
Letzte Seite:17763
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Chirality; Covalent organic frameworks; Diffraction; Lattices; Thin films
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Advanced Materials
Material / Materialdesign
DOI:10.1021/jacs.5c01004
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-633755
ISSN:0002-7863
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:13.06.2025
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:13.06.2025
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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