超稳定硼酸功能化喹啉连接共价有机框架的构建及其对槲皮素的选择性吸附研究

本研究针对复杂基质中槲皮素等含顺式二羟基(cis-diol)化合物的选择性分离难题，通过后合成修饰策略将COF-366转化为喹啉连接的硼酸功能化共价有机框架(COF-366-BA)。该材料展现出卓越的化学稳定性与选择性吸附性能，结合硼亲和、π-π相互作用等多重机制，成功应用于红茶中槲皮素的DSPE-HPLC检测，为功能性COFs设计及天然活性成分提取提供了新思路。

　　

【研究背景】
槲皮素作为植物中广泛存在的黄酮类化合物，其分子中的顺式二羟基(cis-diol)结构赋予其显著的抗炎、抗氧化和抗肿瘤活性，在健康与营养领域备受关注。然而，复杂基质中槲皮素的高效分离面临两大挑战：一是黄酮类化合物结构相似性导致的分离选择性不足，二是传统吸附材料在苛刻条件下的稳定性缺陷。尽管共价有机框架(COFs)因其高比表面积和可设计性成为理想吸附剂，但亚胺键连接的COFs易在强酸/碱环境中水解，限制了实际应用。

【研究设计与方法】
中国科学院的研究团队创新性地采用后合成修饰策略，通过氮杂狄尔斯-阿尔德(aza-Diels-Alder)反应将4-乙炔基苯硼酸引入COF-366骨架，构建了喹啉连接的硼酸功能化COF(COF-366-BA)。研究综合运用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)和氮气吸附-脱附等技术表征材料特性，通过吸附动力学和热力学实验阐明作用机制，并建立分散固相萃取-高效液相色谱(DSPE-HPLC)方法检测红茶样本。

【研究结果】

1. 材料表征：COF-366-BA保持球形形貌，硼元素分布均匀，比表面积达892 m²
   /g。XRD证实其结晶度保留，红外光谱显示1620 cm^-1
   处喹啉特征峰，证实亚胺键成功转化。
2. 稳定性验证：在6 M HCl和10 M NaOH中处理24小时后，COF-366-BA结构完整，优于传统亚胺COFs。
3. 吸附性能：对槲皮素的吸附量达145.2 mg/g，选择性系数较腺苷和柚皮苷高3.8倍，符合伪二级动力学和Langmuir模型，表明化学吸附主导。
4. 实际应用：建立的DSPE-HPLC方法回收率达92.3%-105.4%，AGREEprep评分0.72，证实方法绿色高效。

【结论与意义】
该研究通过喹啉环稳定化策略解决了COFs化学稳定性与功能化难以兼得的矛盾，首创的硼酸功能化COF-366-BA兼具高选择性和环境耐受性。其多重相互作用机制为天然产物分离提供了新思路，而绿色评估工具的应用推动了分析方法可持续发展。论文发表于《Analytica Chimica Acta》，为功能性多孔材料设计及其在食品与医药领域的应用树立了新范式。