烷烴和芳烴C-H鍵活化實現區域和立體選擇性功能化仍然是有機化學領域中的關鍵挑戰。當前C-H鍵活化存在以下兩個方面的問題：如何克服C-H鍵本身的化學惰性和如何實現反應底物中多種C-H鍵的選擇性活化。C-H鍵轉化成C-O、C-N、C-C和C-X（X= Cl，Br，I）是合成天然產物、藥用化合物和藥品是基本手段，具有重要意義。然而，苛刻的反應條件、官能團耐受性低以及生成副產物等使得C-H活化應用于復雜有機結構的合成通常受到限制。盡管均相反應對于sp2和sp3 類型C-H活化已經有不少報道，但均相催化由于催化劑無法回收、難以重復利用及復雜的純化步驟在實際應用中受到很大限制。將催化活性豐富的鈀化合物與COFs相結合既可以克服均相催化的缺點又能拓展C-H活化類型實現選擇性功能化，使其成為研究熱點領域。COF的結構具有超靈活的可設計性且催化劑結構與功能間存在強關聯性，更加突出該種異相催化劑的研究價值。
近日，北德克薩斯大學的馬勝前教授課題組設計、合成了多種分別具有單一孔結構的Pd(Ⅱ)@Py-2,2’BPyDC和二元孔結構的Pd(Ⅱ)@[(BPyDC)]x%-ETTA（x = 0%，25%，50%，75%，100%）COFs催化劑。研究表明，通過改變二元孔催化劑[(BPyDC)]x%-ETTA的鈀含量，可實現高效異相催化C-H活化選擇性轉變為C-X（X= Cl，Br）和C-OR（R=Me，Et），并且催化劑可回收再利用。更有趣的是，相同條件下與單一孔結構的Pd(Ⅱ)@Py-2,2’BPyDC COFs相比，具有二元孔結構的Pd(Ⅱ) [(BPyDC)]x%-ETTA COFs催化活性更高，這是由于后者有利于促進反應物和產物的擴散。該項工作首次系統地研究了具有不同孔結構的COFs配合鈀化合物作為異相催化劑實現C-H活化，在有機轉化中建立起了微觀調控異相催化劑孔結構和活化C-H鍵實現選擇性功能化之間的聯系，具有重要意義。相關論文在線發表在Small（DOI: 10.1002/smll.202003970）上。
