Task-Specific Design of Porous Polymer Heterogeneous Catalysts beyond Homogeneous Counterparts

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 8, 2015, Pages 4556-4567

  Sun, Qi ^a   Dai, Zhifeng ^a   Meng, Xiangju ^a   Wang, Liang ^a   Xiao, Feng Shou ^a  

^a ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

adjustable wettability; covalent organic frameworks; heterogeneous catalysis; metal free polymerization; porous organic polymers

Indexed keywords

CATALYSIS; CATALYSTS;

CATALYTIC PROPERTIES; COVALENT ORGANIC FRAMEWORKS; HETEROGENEOUS CATALYST; HIGH SURFACE AREA; HOMOGENEOUS CATALYST; METAL FREE; METAL-FREE CONDITIONS; POROUS ORGANIC POLYMERS;

ORGANIC POLYMERS;

EID: 84938704622     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.5b00757     Document Type: Article

References (89)

1. Gates, B. C. Catalytic Chemistry; Wiley: New York, 1992.
2. Somorjai, G. A. Nature 2004, 430, 730 10.1038/430730a
3. Wan, K. T.; Davis, M. E. Nature 1994, 370, 449-450 10.1038/370449a0
4. Su, D. S.; Perathoner, S.; Centi, G. Chem. Rev. 2013, 113, 5782-5816 10.1021/cr300367d
5. Li, C.-J.; Trost, B. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 13197-13202 10.1073/pnas.0804348105
6. Dioumaev, V. K.; Bullock, R. M. Nature 2000, 424, 530-532 10.1038/nature01856
7. De Vos, D. E.; Dams, M.; Sels, B. F.; Jacobs, P. Chem. Rev. 2002, 102, 3615-3640 10.1021/cr010368u
8. Cole-Hamilton, D. J. Science 2003, 299, 1702-1706 10.1126/science.1081881
9. Zhang, Y.; Li, B.; Ma, S. Chem. Commun. 2014, 50, 8507-8510 10.1039/C4CC04012K
10. Wang, X.-S.; Chrzanowski, M.; Yuan, D.; Sweeting, B. S.; Ma, S. Chem. Mater. 2014, 26, 1639-1644 10.1021/cm403860t
11. Fischer, S.; Schmidt, J.; Strauch, P.; Thomas, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 12174-12178 10.1002/anie.201303045
12. Zhao, Q.; Zhang, P.; Antonietti, M.; Yuan, J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11852-11855 10.1021/ja303552p
13. Zhang, P.; Weng, Z.; Guo, J.; Wang, C. Chem. Mater. 2011, 23, 5243-5249 10.1021/cm202283z
14. Wang, F.; Mielby, J.; Herrmann, F.; Wang, G.; Prieto, G.; Kasama, T.; Weidenthaler, C.; Bongard, H.-J.; Kegnæs, S.; Fürstner, A.; Schüth, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 8645-8648 10.1002/anie.201404912
15. Wang, W.; Zheng, A.; Zhao, P.; Xia, C.; Li, F. ACS Catal. 2014, 4, 321-327 10.1021/cs400983y
16. Du, X.; Sun, Y.; Tan, B.; Teng, Q.; Yao, X.; Su, C.; Wang, W. Chem. Commun. 2010, 46, 970-972 10.1039/B920113K
17. Coîté, A. P.; Benin, A. I.; Ockwig, N. W.; O'Keeffe, M.; Matzger, A. J.; Yaghi, O. M. Science 2005, 310, 1166-1170 10.1126/science.1120411
18. El-Kaderi, H. M.; Hunt, J. R.; Mendoza-Cortés, J. L.; Coîté, A. P.; Taylor, R. E.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2007, 316, 268-272 10.1126/science.1139915
19. Ding, S.-Y.; Wang, W. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 548-568 10.1039/C2CS35072F
20. Fang, Q.; Zhuang, Z.; Gu, S.; Kaspar, R. B.; Zheng, J.; Wang, J.; Qiu, S.; Yan, Y. Nat. Commun. 2014, 5, 4503 10.1038/ncomms5503
21. Kaur, P.; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. ACS Catal. 2011, 1, 819-835 10.1021/cs200131g
22. Zhang, Y.; Riduan, S. N. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2083-2094 10.1039/C1CS15227K
23. Zhang, Y.; Ying, J. Y. ACS Catal. 2015, 5, 2681-2691 10.1021/acscatal.5b00069
24. Dawson, R.; Cooper, A. I.; Adams, D. J. Prog. Polym. Sci. 2012, 37, 530-563 10.1016/j.progpolymsci.2011.09.002
25. Rose, M. ChemCatChem 2014, 6, 1166-1182 10.1002/cctc.201301071
26. Li, B.; Zhang, Y.; Krishna, R.; Yao, K.; Han, Y.; Wu, Z.; Ma, D.; Shi, Z.; Pham, T.; Space, B.; Liu, J.; Thallapally, P. K.; Liu, J.; Chrzanowski, M.; Ma, S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8654-8660 10.1021/ja502119z
27. Xu, Y.; Jin, S.; Xu, H.; Nagai, A.; Jiang, D. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 8012-8031 10.1039/c3cs60160a
28. Ben, T.; Ren, H.; Ma, S.; Cao, D.; Lan, J.; Jing, X.; Wang, W.; Xu, J.; Deng, F.; Simmons, J. M.; Qiu, S.; Zhu, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9457-9460 10.1002/anie.200904637
29. Hauser, B. G.; Farha, O. K.; Exley, J.; Hupp, J. T. Chem. Mater. 2013, 25, 12-16 10.1021/cm3022566
30. Li, B.; Zhang, Y.; Ma, D.; Shi, Z.; Ma, S. Nat. Commun. 2014, 5, 5537 10.1038/ncomms6537
31. Jiang, J.-X.; Su, F.; Trewin, A.; Wood, C. D.; Campbell, N. L.; Niu, H.; Dickinson, C.; Ganin, A. Y.; Rosseinsky, M. J.; Khimyak, Y. Z.; Cooper, A. I. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 8574-8578 10.1002/anie.200701595
32. Schmidt, J.; Weber, J.; Epping, J. D.; Antonietti, M.; Thomas, A. Adv. Mater. 2009, 21, 702-705 10.1002/adma.200802692
33. Chen, L.; Yang, Y.; Jiang, D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9138-9143 10.1021/ja1028556
34. Germain, J.; Hradil, J.; Fréchet, J. M. J.; Svec, F. Chem. Mater. 2006, 18, 4430-4435 10.1021/cm061186p
35. Qiao, Z.-A.; Chai, S.-H.; Nelson, K.; Bi, Z.; Chen, J.; Mahurin, S. M.; Zhu, X.; Dai, S. Nat. Commun. 2014, 5, 3705 10.1038/ncomms4705
36. Li, B.; Guan, Z.; Wang, W.; Yang, X.; Hu, J.; Tan, B.; Li, T. Adv. Mater. 2012, 24, 3390-3395 10.1002/adma.201200804
37. Kuhn, P.; Antonietti, M.; Thomas, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3450-3453 10.1002/anie.200705710
38. Chan-Thaw, C. E.; Villa, A.; Katekomol, P.; Su, D.; Thomas, A.; Prati, L. Nano Lett. 2010, 10, 537-541 10.1021/nl904082k
39. Xie, Z.; Wang, C.; deKrafft, K. E.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2056-2059 10.1021/ja109166b
40. Totten, R. K.; Weston, M. H.; Park, J. K.; Farha, O. K.; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. ACS Catal. 2013, 3, 1454-1459 10.1021/cs4001738
41. Gopalakrishnan, D.; Dichtel, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8357-8362 10.1021/ja402668e
42. Li, L.; Zhao, H.; Wang, J.; Wang, R. ACS Nano 2014, 8, 5352-5364 10.1021/nn501853g
43. Sprick, R. S.; Jiang, J.-X.; Bonillo, B.; Ren, S.; Ratvijitvech, T.; Guiglion, P.; Zwijnenburg, M. A.; Adams, D. J.; Cooper, A. I. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 3265-3270 10.1021/ja511552k
44. Yue, Y.; Mayes, R. T.; Kim, J.; Fulvio, P. F.; Sun, X.-G.; Tsouris, C.; Chen, J.; Brown, S.; Dai, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 13458-13462 10.1002/anie.201307825
45. Zhang, Y.; Wei, S.; Liu, F.; Du, Y.; Liu, S.; Ji, Y.; Yokoi, T.; Tatsumi, T.; Xiao, F.-S. Nano Today 2009, 4, 135-142 10.1016/j.nantod.2009.02.010
46. Kandambeth, S.; Mallick, A.; Lukose, B.; Mane, M. V.; Heine, T.; Banerjee, R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19524-19527 10.1021/ja308278w
47. Chandra, S.; Kandambeth, S.; Biswal, B. P.; Lukose, B.; Kunjir, S. M.; Chaudhary, M.; Babarao, R.; Heine, T.; Banerjee, R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17853-17861 10.1021/ja408121p
48. McKeown, N. B.; Gahnem, B.; Msayib, K. J.; Budd, P. M.; Tattershall, C. E.; Mahmood, K.; Tan, S.; Book, D.; Langmi, H. W.; Walton, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 1804-1807 10.1002/anie.200504241
49. Zhu, X.; Tian, C.; Mahurin, S. M.; Chai, S.-H.; Wang, C.; Brown, S.; Veith, G. M.; Luo, H.; Liu, H.; Dai, S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10478-10484 10.1021/ja304879c
50. Farha, O. K.; Spokoyny, A. M.; Hauser, B. G.; Bae, Y.-S.; Brown, S. F.; Snurr, R. Q.; Mirkin, C. A.; Hupp, J. T. Chem. Mater. 2009, 21, 3033-3035 10.1021/cm901280w
51. Spitler, E. L.; Colson, J. W.; Uribe-Romo, F. J.; Woll, A. R.; Giovino, M. R.; Saldivar, A.; Dichtel, W. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 2623-2627 10.1002/anie.201107070
52. Xu, L.; Zhou, X.; Tian, W. Q.; Gao, T.; Zhang, Y. F.; Lei, S.; Liu, Z. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 9564-9568 10.1002/anie.201400273
53. Schmid, R.; Tafipolsky, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12600-12601 10.1021/ja804734g
54. Bunck, D. N.; Dichtel, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14592-14955 10.1021/ja408243n
55. Hunt, J. R.; Doonan, C. J.; LeVangie, J. D.; Coîté, A. P.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11872-11873 10.1021/ja805064f
56. Ding, S.-Y.; Gao, J.; Wang, Q.; Zhang, Y.; Song, W.-G.; Su, C.-Y.; Wang, W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19816-19822 10.1021/ja206846p
57. Nagai, A.; Chen, X.; Feng, X.; Ding, X.; Guo, Z.; Jiang, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 3770-3774 10.1002/anie.201300256
58. Stegbauer, L.; Schwinghammer, K.; Lotsch, B. V. Chem. Sci. 2014, 5, 2789-2793 10.1039/C4SC00016A
59. Fang, Q.; Gu, S.; Zheng, J.; Zhuang, Z.; Qiu, S.; Yan, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 2878-2882 10.1002/anie.201310500
60. Liu, F.; Meng, X.; Zhang, Y.; Ren, L.; Nawaz, F.; Xiao, F.-S. J. Catal. 2010, 271, 52-58 10.1016/j.jcat.2010.02.003
61. Wang, L.; Zhang, J.; Sun, J.; Zhu, L.; Zhang, H.; Liu, F.; Zheng, D.; Meng, X.; Shi, X.; Xiao, F.-S. ChemCatChem 2013, 5, 1606-1613 10.1002/cctc.201200578
62. Bunck, D. N.; Dichtel, W. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 1885-1889 10.1002/anie.201108462
63. Nagai, A.; Guo, Z.; Feng, X.; Jin, S.; Chen, X.; Ding, X.; Jiang, D. Nat. Commun. 2011, 2, 536 10.1038/ncomms1542
64. Okuhara, T. Chem. Rev. 2002, 102, 3641-3666 10.1021/cr0103569
65. Liu, F.; Kong, W.; Qi, C.; Zhu, L.; Xiao, F.-S. ACS Catal. 2012, 2, 565-572 10.1021/cs200613p
66. Román-Leshkov, Y.; Chheda, J. N.; Dumesic, J. A. Science 2006, 312, 1933-1937 10.1126/science.1126337
67. Wang, L.; Wang, H.; Liu, F.; Zheng, A. M.; Zhang, J.; Sun, Q.; Lewis, J. P.; Zhu, L. F.; Meng, X. J.; Xiao, F.-S. ChemSusChem 2014, 7, 402-406 10.1002/cssc.201301076
68. Liu, F.; Li, W.; Sun, Q.; Zhu, L.; Meng, X.; Guo, Y.-H.; Xiao, F.-S. ChemSusChem 2011, 4, 1059-1062 10.1002/cssc.201100166
69. Wang, L.; Xiao, F.-S. ChemCatChem 2014, 6, 3048-3052 10.1002/cctc.201402437
70. Fritsch, J.; Rose, M.; Wollmann, P.; Böhlmann, W.; Kaskel, S. Materials 2010, 3, 2447-2462 10.3390/ma3042447
71. Zhang, P.; Wu, T.; Han, B. Adv. Mater. 2014, 26, 6810-6827 10.1002/adma.201305448
72. Xie, Y.; Zhang, Z.; Jiang, T.; He, J.; Han, B.; Wu, T.; Ding, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 7255-7258 10.1002/anie.200701467
73. Liu, F.; Wang, L.; Sun, Q.; Zhu, L.; Meng, X.; Xiao, F.-S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16948-16950 10.1021/ja307455w
74. Magano, J.; Dunetz, J. R. Chem. Rev. 2011, 111, 2177-2250 10.1021/cr100346g
75. Gao, W.-Y.; Chrzanowski, M.; Ma, S. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5841-5866 10.1039/C4CS00001C
76. Mackintosh, H. J.; Budd, P. M.; McKeown, N. B. J. Mater. Chem. 2008, 18, 573-578 10.1039/B715660J
77. Shultz, A. M.; Farha, O. K.; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. Chem. Sci. 2011, 2, 686-689 10.1039/c0sc00339e
78. Wang, X.-S.; Liu, J.; Bonefont, J. M.; Yuan, D.-Q.; Thallapally, P. K.; Ma, S. Chem. Commun. 2013, 49, 1533-1535 10.1039/c2cc38067f
79. A, S.; Zhang, Y.; Li, Z.; Xia, H.; Xue, M.; Liu, X.; Mu, Y. Chem. Commun. 2014, 50, 8495-8498 10.1039/C4CC01783H
80. Saha, B.; Gupta, D.; Abu-Omar, M. M.; Modak, A.; Bhaumik, A. J. Catal. 2013, 299, 316-320 10.1016/j.jcat.2012.12.024
81. Zhang, Y.; Riduan, S. N.; Ying, J. Y. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 1077-1081 10.1002/chem.200801570
82. Verde-Sesto, E.; Maya, E. M.; Lozano, Á. E.; de la Campa, J. G.; Sánchez, F.; Iglesias, M. J. Mater. Chem. 2012, 22, 24637-24643 10.1039/c2jm34927b
83. Li, L.; Chen, Z.; Zhong, H.; Wang, R. Chem.-Eur. J. 2014, 20, 3050-3060 10.1002/chem.201304046
84. Cornils, B.; Herrmann, W. A. J. Catal. 2003, 216, 23-31 10.1016/S0021-9517(02)00128-8
85. Sun, Q.; Jiang, M.; Shen, Z.; Jin, Y.; Pan, S.; Wang, L.; Meng, X.; Chen, W.; Ding, Y.; Li, J.; Xiao, F.-S. Chem. Commun. 2014, 50, 11844-11847 10.1039/C4CC03884C
86. Sun, Q.; Dai, Z.; Liu, X.; Sheng, N.; Deng, F.; Meng, X.; Xiao, F.-S. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 5204-5209 10.1021/jacs.5b02122
87. Sun, Q.; Meng, X.; Liu, X.; Zhang, X.; Yang, Y.; Yang, Q.; Xiao, F.-S. Chem. Commun. 2012, 48, 10505-10507 10.1039/c2cc35192g
88. Sun, Q.; Jin, Y.; Zhu, L.; Wang, L.; Meng, X.; Xiao, F.-S. Nano Today 2013, 8, 342-350 10.1016/j.nantod.2013.07.002
89. Huangfu, Y.; Sun, Q.; Pan, S.; Meng, X.; Xiao, F.-S. ACS Catal. 2015, 5, 1556-1559 10.1021/acscatal.5b00008