论文信息：

Water-stable boroxine structure with dynamic covalent bonds

Xiaopei Li, Yongjie Zhang, Zhenqiang Shi, Dongdong Wang, Hang Yang, Yahui Zhang, Haijuan Qin, Wenqi Lu, Junjun Chen, Yan Li, and Guangyan Qing*

Nat. Commun., 2024, 15, 1207

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45464-z

                  https://www.nature.com/articles/s42004-024-01136-z

硼氧六环是一类非常重要的分子结构，广泛应用于制备共价有机框架材料、可愈合/可再加工聚合物材料及阻燃剂等。然而，硼氧六环结构有一个致命弱点，即水解不稳定性，这源于硼氧六环结构是在无水条件下通过硼酸脱水制备而成，其暴露于水后迅速水解为硼酸结构，导致其功能丧失（图1左）。为增强硼氧六环结构的水稳定性，人们做了很多工作，主要策略为降低路易斯酸硼位点的亲电性，具体做法为在结构中引入给电子基团或/和能够在立体上保护硼原子的庞大基团，或/和与N-供体配体形成加合物。尽管这些方法使硼氧六环结构抵抗水解的能力增强，但并未从根本上解决其水解不稳定性的难题。

研究组发现邻羟基苯硼酸同样在自然环境中脱水形成融AIEE与动态共价化学效应于一体的独特二聚体结构（图1右）。然而，与邻氨基苯硼酸二聚体不同的是（其在水中稳定存在），暴露于水后，邻羟基苯硼酸二聚体在自然环境下迅速转化为具有水稳定硼氧六环结构的邻羟基苯硼酸三聚体。通过单晶培养及表征、固体和液体核磁共振谱、荧光光谱、质谱、拉曼光谱等，证实邻羟基苯硼酸在自然环境中也不是以单体形式存在。在固态时，邻羟基苯硼酸脱水生成二聚体。有水存在时，邻羟基苯硼酸二聚体迅速转变为具有水稳定硼氧六环结构的三聚体。该三聚体在水相中展现出对氟离子超强的结合能力，进一步开发的基于此三聚体的聚合物凝胶材料，具有高的酸碱稳定性和可逆的凝胶-溶胶转变能力。

      水稳定硼氧六环结构的发现从根本上解决了这一难题，开启了硼氧六环结构研究的新篇章。该研究成果得到了审稿人的高度评价：“This discovery has far-reaching implications for materials science and chemistry, offering solutions to the challenges posed by boroxine hydrolysis and enabling innovative applications in aqueous environments”，在Nature communications发表（Nat. Commun., 2024, 15, 1207）。论文发表后被选为Feature文章，突出报道。编辑为此专门撰写了评述文章，发表在Commun. Chem. 2024, 7, 50。