共价有机骨架材料COFs教学讲义课件

共价有机骨架材料COFs教学讲义课件1目录一、COFs材料介绍二、COFs材料合成方法三、COFs材料应用四、小结和展望2目录一、COFs材料介绍二、COFs材料合成方法三、一、COFs材料介绍1.1COFs的概念共价有机骨架聚合物（Covalentorganicframeworks）简称COFs，是以轻元素C、O、N、B等以共价键连接而构建，经热力学控制的可逆聚合形成的有序多孔结构的晶态材料。O.M.Yaghi,etal.,Science,2005,310,1166-1170.动力学控制热力学控制无序多孔材料COFs3一、COFs材料介绍1.1COFs的概念O.M.YagCOF-1和COF-5的构建O.M.Yaghi,etal.,Science,2005,310,1166-1170.COF-54COF-1和COF-5的构建O.M.Yaghi,et1.2.1

按形成的共价键分类W.Wang,etal.,Chem.Soc.Rev.,2013,42,548-568.A.硼氧六环B.硼酸酯C.三嗪D.亚胺E.腙①反应可逆②构建单元立体构型保持刚性结构单体、寡聚物相互交换1.2COFs材料的分类“Errorchecking”51.2.1按形成的共价键分类W.Wang,etal.1.2.2按空间构型分类：2DCOFs和3DCOFs2DCOFs的构建方法：

D.Jiang,etal.,Chem.Soc.Rev.,2012,41,6010-6022.COFs材料的分类61.2.2按空间构型分类：2DCOFs和3DCOF3DCOFs的构建方法O.M.Yaghi,etal.,Science,2007,316,268-272.3DCOFs的特点：①通过共价键连接扩展形成网状结构②具有较大的BET值（可达4000m2g-1）③更高的热稳定性（400-500℃）④密度小（最低至0.17cm-3g-1）⑤很多开放位点储存气体的良好“容器”73DCOFs的构建方法O.M.Yaghi,etalY.Yan,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2015,137,8352-8355.3DCOFs的构建8Y.Yan,etal.,J.Am.Chem.S二、COFs合成方法2.1溶剂热法溶剂：均三甲苯/二氧六环混合Pyrextube脱气密封120℃，3dO.M.Yaghi,etal.,Science,2005,310,1166-1170.特点：对COFs材料具有较好的普适性，但合成时间较长，温度较高9二、COFs合成方法2.1溶剂热法溶剂：均三甲苯/二氧六环溶剂：均三甲苯/二氧六环/乙酸混合microwavetube微波条件下反应100℃，60minTpPa-COFL.Wang,etal.,Chem.Commun.,2015,51,12178-12181.2.2

微波辅助法合成COFs特点：合成时间短，反应温度相对更低10溶剂：均三甲苯/二氧六环/乙酸混合microwavetubZnCl2400℃，40hA.Thomas,etal.,Angew.Chem.Int.Ed.,2008,47,3450-3453.不同的单体CTF（CovalentTriazine-BasedFrameworks）系列材料2.3离子热法合成COFs11ZnCl2400℃，40hA.Thomas,etal.2.4

其他合成方法单层COFs的合成W.R.Dichtel,etal.,Science,2011,332,228-231.122.4其他合成方法单层COFs的合成W.R.Dicht2.5COFs的性质孔径范围宽COFs热稳定性高多孔晶体低密度结构多样高比表面规整结构,有序孔结构单元多样化从微孔到介孔COF-103的BET4210m2/gCOF-108低至0.17cm3g-1共价键连接，300-500℃132.5COFs的性质孔径范围宽COFs热稳定性高多孔三、COFs的应用3.1气体储存O.M.Yaghi,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2009,131,8875-8883.MaterialCompositionporesize/ÅVp,DR/cm3g-1SBET/m2g-1H2uptake/mgg-1CH4uptake/mgg-1CO2uptake/mgg-1COF-1C3H2BO90.375014.840230COF-5C9H4BO2271.07167035.889870COF-102C25H24B4O8121.55362072.41871200COF-103C24H24B4O8Si121.54353070.51751190zeolites--

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125025.586370mesoporoussilicas

--

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450-1070

--14-65--

MOF-5C24H12O13Zn412,15

--380076120(300K)970(40bar)MOF-177C54H30O13Zn411,17

--475075.2

--1490(40bar)14三、COFs的应用3.1气体储存O.M.Yaghi,COFs孔道功能化储存二氧化碳的研究D.Jiang,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2015,137,7079-7082.小结：孔道修饰策略得到了一系列由直接缩合反应难以得到的孔道多样化的COFs,并且经过修饰的COFs表现出了明显优化的CO2吸附能力。

15COFs孔道功能化储存二氧化碳的研究D.Jiang,et3.2

在催化中的应用A.骨架杂原子配位金属引入催化位点骨架官能团衍生化引入催化位点B.单体导入官能团作为催化位点设计策略163.2在催化中的应用A.骨架杂原子配位金属引入催化位点W.Wang,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2011,133,19816-19822.EntryRXTime(h)Yield(%)1I3962I2973Br2.5984Br397骨架杂原子配位金属引入催化位点17W.Wang,etal.,J.Am.Chem.EntryTFP-DABAloading[mol%]T[oC]FructoseConversion[%]HMFSelectivity[%]Yield[%]1510067976537.5100849781410100>9997975-1005n.d.n.d.D.Zhao,etal.,ChemSusChem.,2015,8,3208-3212.单体导入官能团作为催化位点TFP-DABA18EntryTFP-DABAloading[mol%]T[o四、小结和展望展望：合成：开发高效合成方法，缩短反应时间，增加合成量结构：开发更多新型的COFs材料，得到集高稳定性、高结晶度以及多孔性于一体的COFs

应用：拓展应用范围，深化研究领域小结：COFs材料具有热稳定性高、比表面大等优点，在气体储存、催化以及电子器件领域很有应用前景；硼基COFs有高的结晶度和规整的孔道结构，但是对水和质子性溶剂不稳定；基于亚胺、腙、三嗪等的COFs稳定有所提升，但是一般具有较差的结晶度以及有限的孔道。19四、小结和展望展望：小结：19Thankyou！20Thankyou！20强直性脊柱炎患者行麻醉处理一例及体会成都市第三人民医院麻醉科陈涛强直性脊柱炎患者行麻醉处理一例及体会成都市第三人民医院麻醉科21一、病例资料

共价有机骨架材料COFs教学讲义课件22一般情况患者，男性，55岁，身高163cm，65kg。因膀胱占位拟行经尿道膀胱占位等离子电切术。患者神清合作，有高血压4年，口服降压药血压控制可。有强直性脊柱炎病史若干年一般情况患者，男性，55岁，身高163cm，65kg。23查体患者呈强迫体位。颈部强直前屈5度，不能后仰及左右活动；胸段脊柱后凸畸形，胸部强直前屈30度；腰椎及髋关节强直，活动受限。平躺时头固定枕部悬空，需垫厚枕15cm。四肢感觉及肌力正常，大小便正常。查体患者呈强迫体位。24辅助检查常规检查：血常规、凝血时间、电解质、肝肾功基本正常。心电图：完全性右束支传导阻滞，显著心电轴左偏。胸片：心肺未见确切病变。辅助检查常规检查：血常规、凝血时间、电解质、肝肾功基本正常25既往病史7年前，行胫骨骨折内固定术，椎管内麻醉；2年前，行胆囊切除术，全麻；2年前，行胫骨内固定取出术，椎管内麻醉。病人未诉麻醉中发生特殊情况。既往病史7年前，行胫骨骨折内固定术，椎管内麻醉；26术前气道评估张口度>4cm；头颈不能后仰，颈后仰度<80度；胸颏距<12.5cm；甲颏距>6cm；下颌前伸距离为0；Mallampati分级为2级。为一个可以评估的困难气道术前气道评估张口度>4cm；27

二、麻醉处理

28病人入室后生命体征正常：BP121/71，HR70，SPO298%。先拟行椎管内麻醉，L3-4穿刺失败再行骶管麻醉穿刺成功后注入1%利多卡因和0.25%罗哌卡因混合液20ml，观察15分钟后无效。

病人入室后生命体征正常：BP121/71，HR70，SPO229改行全身麻醉麻醉前静脉给予长托宁0.6mg,地塞米松10mg，利多卡因胶浆行咽喉部表麻，同时紧闭面罩，氧流量6L/min行预充氧超过3分钟。改行全身麻醉麻醉前静脉给予长托宁0.6mg,地塞米松10m30舒芬太尼10ug，力月西2mg静脉滴入排空麻醉机呼吸皮囊后七氟烷挥发罐开到8%，堵住螺纹管开口快速充氧使呼吸皮囊及螺纹管腔充满含高浓度七氟烷的氧气，接面罩后紧闭面罩，瞩患者做深大呼吸4次后，意识消失，呼吸减浅后置入4号喉罩（喉罩套囊涂抹利多卡因胶浆）舒芬太尼10ug，力月西2mg静脉滴入31置入过程顺利，套囊充气后密闭良好，听诊双肺及喉部呼吸音清晰，咽喉部无漏气声，接机械通气，行SIMV模式。置入过程顺利，套囊充气后密闭良好，听诊双肺及喉部呼吸音清晰，32

三、麻醉维持

33丙泊酚-瑞芬太尼复合麻醉手术时间很短，共计15分钟。手术结束后停用麻醉药，10分钟左右患者呼吸完全恢复正常，自行睁眼，能服从指令性动作，拔出喉罩，观察15分钟后送回病房。共价有机骨架材料COFs教学讲义课件34整个麻醉及复苏过程患者生命体征正常平稳，无明显心血管应激反应，苏醒时无烦躁，患者对麻醉过程满意，未诉咽喉不适。整个麻醉及复苏过程患者生命体征正常平稳，无明显心血管应激反应35四、讨论共价有机骨架材料COFs教学讲义课件36强直性脊柱炎（AS）是一种慢性炎性疾病，主要侵犯骶髂关节，而后向上蔓延至脊柱骨突、脊柱旁软组织，也常累及外周关节，临床表现为腰、背、颈、臀、髋部疼痛以及关节肿痛，重者发生脊柱畸形和关节强直。强直性脊柱炎（AS）是一种慢性炎性疾病，主要侵犯骶髂关节，而37关节外表现压迫性脊神经炎、坐骨神经痛以及马尾综合征等神经系统症状；肺纤维化以及胸廓畸形导致的以限制性为主的混合性通气功能障碍；主动脉环状扩张、主动脉瓣缩短变厚引起的主动脉瓣关闭不全及传导障碍；IgA肾病和淀粉样变性。关节外表现压迫性脊神经炎、坐骨神经痛以及马尾综合征等神经系统38关于AS患者的麻醉选择及注意事宜共价有机骨架材料COFs教学讲义课件39（1）、外周神经阻滞：使用肌间沟及锁骨上臂丛神经阻滞可能导致膈肌麻痹，自主呼吸无法维持从而造成严重呼吸困难。（1）、外周神经阻滞：使用肌间沟及锁骨上臂丛神经阻滞可能导致40（2）、椎管内麻醉

早期、病情不是很严重、心肺功能良好、无脊神经压迫症状的病人还是可以选择（2）、椎管内麻醉早期、病情不是很严重、心肺功能良好、无脊41注意：椎管腔容积变小，麻醉平面易扩散，存在限制性通气障碍时更加危险。加之多数患者存在插管困难甚至面罩通气困难，一旦出现呼吸抑制或停止十分棘手。慎用辅助用药。注意：椎管腔容积变小，麻醉平面易扩散，存在限制性通气障碍时更42（3）、全身麻醉多数AS患者的最佳选择，便于呼吸循环管理。置入喉罩是很好的选择插管的病人适合采取保留自主呼吸情况下的清醒半清醒插管或慢诱导插管，可能需借助纤维光镜完成插管。（3）、全身麻醉多数AS患者的最佳选择，便于呼吸循环管理。43注意：做好困难气道的一切准备；半清醒或慢诱导时的麻醉药用量，根据病人的反应采用小量分次给予，达到镇静、听从指令又无明显呼吸抑制的最小剂量为好注意：做好困难气道的一切准备；半清醒或慢诱导时的麻醉药用量，44总之，本人认为在选择麻醉时要对强直性脊柱炎患者不同病变程度、临床表现、X线表现及施麻醉者个人熟悉程度而综合分析判断，且在熟练助手的帮助下完成麻醉，达到安全有效的麻醉效果。总之，本人认为在选择麻醉时要对强直性脊柱炎患者不同病变程度、45

谢谢

46共价有机骨架材料COFs教学讲义课件47目录一、COFs材料介绍二、COFs材料合成方法三、COFs材料应用四、小结和展望48目录一、COFs材料介绍二、COFs材料合成方法三、一、COFs材料介绍1.1COFs的概念共价有机骨架聚合物（Covalentorganicframeworks）简称COFs，是以轻元素C、O、N、B等以共价键连接而构建，经热力学控制的可逆聚合形成的有序多孔结构的晶态材料。O.M.Yaghi,etal.,Science,2005,310,1166-1170.动力学控制热力学控制无序多孔材料COFs49一、COFs材料介绍1.1COFs的概念O.M.YagCOF-1和COF-5的构建O.M.Yaghi,etal.,Science,2005,310,1166-1170.COF-550COF-1和COF-5的构建O.M.Yaghi,et1.2.1

按形成的共价键分类W.Wang,etal.,Chem.Soc.Rev.,2013,42,548-568.A.硼氧六环B.硼酸酯C.三嗪D.亚胺E.腙①反应可逆②构建单元立体构型保持刚性结构单体、寡聚物相互交换1.2COFs材料的分类“Errorchecking”511.2.1按形成的共价键分类W.Wang,etal.1.2.2按空间构型分类：2DCOFs和3DCOFs2DCOFs的构建方法：

D.Jiang,etal.,Chem.Soc.Rev.,2012,41,6010-6022.COFs材料的分类521.2.2按空间构型分类：2DCOFs和3DCOF3DCOFs的构建方法O.M.Yaghi,etal.,Science,2007,316,268-272.3DCOFs的特点：①通过共价键连接扩展形成网状结构②具有较大的BET值（可达4000m2g-1）③更高的热稳定性（400-500℃）④密度小（最低至0.17cm-3g-1）⑤很多开放位点储存气体的良好“容器”533DCOFs的构建方法O.M.Yaghi,etalY.Yan,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2015,137,8352-8355.3DCOFs的构建54Y.Yan,etal.,J.Am.Chem.S二、COFs合成方法2.1溶剂热法溶剂：均三甲苯/二氧六环混合Pyrextube脱气密封120℃，3dO.M.Yaghi,etal.,Science,2005,310,1166-1170.特点：对COFs材料具有较好的普适性，但合成时间较长，温度较高55二、COFs合成方法2.1溶剂热法溶剂：均三甲苯/二氧六环溶剂：均三甲苯/二氧六环/乙酸混合microwavetube微波条件下反应100℃，60minTpPa-COFL.Wang,etal.,Chem.Commun.,2015,51,12178-12181.2.2

微波辅助法合成COFs特点：合成时间短，反应温度相对更低56溶剂：均三甲苯/二氧六环/乙酸混合microwavetubZnCl2400℃，40hA.Thomas,etal.,Angew.Chem.Int.Ed.,2008,47,3450-3453.不同的单体CTF（CovalentTriazine-BasedFrameworks）系列材料2.3离子热法合成COFs57ZnCl2400℃，40hA.Thomas,etal.2.4

其他合成方法单层COFs的合成W.R.Dichtel,etal.,Science,2011,332,228-231.582.4其他合成方法单层COFs的合成W.R.Dicht2.5COFs的性质孔径范围宽COFs热稳定性高多孔晶体低密度结构多样高比表面规整结构,有序孔结构单元多样化从微孔到介孔COF-103的BET4210m2/gCOF-108低至0.17cm3g-1共价键连接，300-500℃592.5COFs的性质孔径范围宽COFs热稳定性高多孔三、COFs的应用3.1气体储存O.M.Yaghi,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2009,131,8875-8883.MaterialCompositionporesize/ÅVp,DR/cm3g-1SBET/m2g-1H2uptake/mgg-1CH4uptake/mgg-1CO2uptake/mgg-1COF-1C3H2BO90.375014.840230COF-5C9H4BO2271.07167035.889870COF-102C25H24B4O8121.55362072.41871200COF-103C24H24B4O8Si121.54353070.51751190zeolites--

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125025.586370mesoporoussilicas

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450-1070

--14-65--

MOF-5C24H12O13Zn412,15

--380076120(300K)970(40bar)MOF-177C54H30O13Zn411,17

--475075.2

--1490(40bar)60三、COFs的应用3.1气体储存O.M.Yaghi,COFs孔道功能化储存二氧化碳的研究D.Jiang,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2015,137,7079-7082.小结：孔道修饰策略得到了一系列由直接缩合反应难以得到的孔道多样化的COFs,并且经过修饰的COFs表现出了明显优化的CO2吸附能力。

61COFs孔道功能化储存二氧化碳的研究D.Jiang,et3.2

在催化中的应用A.骨架杂原子配位金属引入催化位点骨架官能团衍生化引入催化位点B.单体导入官能团作为催化位点设计策略623.2在催化中的应用A.骨架杂原子配位金属引入催化位点W.Wang,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2011,133,19816-19822.EntryRXTime(h)Yield(%)1I3962I2973Br2.5984Br397骨架杂原子配位金属引入催化位点63W.Wang,etal.,J.Am.Chem.EntryTFP-DABAloading[mol%]T[oC]FructoseConversion[%]HMFSelectivity[%]Yield[%]1510067976537.5100849781410100>9997975-1005n.d.n.d.D.Zhao,etal.,ChemSusChem.,2015,8,3208-3212.单体导入官能团作为催化位点TFP-DABA64EntryTFP-DABAloading[mol%]T[o四、小结和展望展望：合成：开发高效合成方法，缩短反应时间，增加合成量结构：开发更多新型的COFs材料，得到集高稳定性、高结晶度以及多孔性于一体的COFs

应用：拓展应用范围，深化研究领域小结：COFs材料具有热稳定性高、比表面大等优点，在气体储存、催化以及电子器件领域很有应用前景；硼基COFs有高的结晶度和规整的孔道结构，但是对水和质子性溶剂不稳定；基于亚胺、腙、三嗪等的COFs稳定有所提升，但是一般具有较差的结晶度以及有限的孔道。65四、小结和展望展望：小结：19Thankyou！66Thankyou！20强直性脊柱炎患者行麻醉处理一例及体会成都市第三人民医院麻醉科陈涛强直性脊柱炎患者行麻醉处理一例及体会成都市第三人民医院麻醉科67一、病例资料

共价有机骨架材料COFs教学讲义课件68一般情况患者，男性，55岁，身高163cm，65kg。因膀胱占位拟行经尿道膀胱占位等离子电切术。患者神清合作，有高血压4年，口服降压药血压控制可。有强直性脊柱炎病史若干年一般情况患者，男性，55岁，身高163cm，65kg。69查体患者呈强迫体位。颈部强直前屈5度，不能后仰及左右活动；胸段脊柱后凸畸形，胸部强直前屈30度；腰椎及髋关节强直，活动受限。平躺时头固定枕部悬空，需垫厚枕15cm。四肢感觉及肌力正常，大小便正常。查体患者呈强迫体位。70辅助检查常规检查：血常规、凝血时间、电解质、肝肾功基本正常。心电图：完全性右束支传导阻滞，显著心电轴左偏。胸片：心肺未见确切病变。辅助检查常规检查：血常规、凝血时间、电解质、肝肾功基本正常71既往病史7年前，行胫骨骨折内固定术，椎管内麻醉；2年前，行胆囊切除术，全麻；2年前，行胫骨内固定取出术，椎管内麻醉。病人未诉麻醉中发生特殊情况。既往病史7年前，行胫骨骨折内固定术，椎管内麻醉；72术前气道评估张口度>4cm；头颈不能后仰，颈后仰度<80度；胸颏距<12.5cm；甲颏距>6cm；下颌前伸距离为0；Mallampati分级为2级。为一个可以评估的困难气道术前气道评估张口度>4cm；73

二、麻醉处理

74病人入室后生命体征正常：BP121/71，HR70，SPO298%。先拟行椎管内麻醉，L3-4穿刺失败再行骶管麻醉穿刺成功后注入1%利多卡因和0.25%罗哌卡因混合液20ml，观察15分钟后无效。

病人入室后生命体征正常：BP121/71，HR70，SPO275改行全身麻醉麻醉前静脉给予长托宁0.6mg,地塞米松10mg，利多卡因胶浆行咽喉部表麻，同时紧闭面罩，氧流量6L/min行预充氧超过3分钟。改行全身麻醉麻醉前静脉给予长托宁0.6mg,地塞米松10m76舒芬太尼10ug，力月西2mg静脉滴入排空麻醉机呼吸皮囊后七氟烷挥发罐开到8%，堵住螺纹管开口快速充氧使呼吸皮囊及螺纹管腔充满含高浓度七氟烷的氧气，接面罩后紧闭面罩，瞩患者做深大呼吸4次后，意识消失，呼吸减浅后置入4号喉罩（喉罩套囊涂抹利多卡因胶浆）舒芬太尼10ug，力月西2mg静脉滴入77置入过程顺利，套囊充气后密闭良好，听诊双肺及喉部呼吸音清晰，咽喉部无漏气声，接机械通气，行SIMV模式。置入过程顺利，套囊充气后密闭良好，听诊双肺及喉部呼吸音清晰，78

三、麻醉维持