基于动态亚胺键电子调变实现金属-有机框架可逆孔道门控及药物封装

《Nature Communications》：Electronic tuning of dynamic imine bonds enables programmable pore gating in metal–organic frameworks

　　

摘要

金属 - 有机框架（MOFs）是用于分子封装的有前景的宿主基质，但其应用常因固定的孔径而受限，该孔径会排除大于孔口的客体分子。在此，我们通过动态亚胺键的电子调变来克服这一局限性，从而诱导可逆孔道门控，暂时将框架的可及性扩展至其固有孔径之外。通过合成后连接体交换，将带有供电子/吸电子取代基的亚胺基连接体引入坚固的锆基 MOF 支架中，我们在保持结晶度的同时系统地调节了亚胺解离平衡。哈米特取代基常数与亚胺键稳定性之间的线性相关性确立了电子效应作为编程框架动力学的预测手段。取代基的系统变化确立了一个最佳亚稳态区域，在该区域中，可逆的连接体解离允许尺寸自适应的客体摄取，而不造成结构退化。作为概念验证，紫杉醇及其他治疗药物被高效封装，所得材料展现出良好的生物相容性，以及在生理条件下可编程、环境响应的释放动力学。