ПРОВОДЯЩИЕ ОТКРЫТЫЕ КАРКАСНЫЕ СТРУКТУРЫ

1. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура (COF), содержащая: множество ядер, где каждое ядро образует по меньшей мере одну ковалентную связь с по меньшей мере одним линкером; и
причем такая каркасная структура содержит проводящее ядро и/или проводящий линкер.
2. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.1, в которой одно или большее число ядер являются в основном плоскими и содержат один или несколько замещенных или незамещенных арилов, замещенных или незамещенных ароматических гетероциклов, замещенных или незамещенных алкенов или их комбинации.
3. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.1, в которой одно или большее число ядер имеют структуру, выбираемую из группы, состоящей из формул I, II, III, IV и V:
, , , , и
1
59
5
6
7
8
9
10
11
12
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
в которых R-R независимо выбирают из группы, включающей H, D, FG, (C-C)алкил, замещенный (C-C)алкил, (C-C)алкенил, замещенный (C-C)алкенил, (C-C)алкинил, замещенный (C-C)алкинил, гетеро(C-C)алкил, замещенный гетеро(C-C)алкил, гетеро(C-C)алкенил, замещенный гетеро(C-C)алкенил, гетеро(C-C)алкинил, замещенный гетеро(C-C)алкинил, (C-C)циклоалкил, замещенный (C-C)циклоалкил, арил, замещенный арил, гетероцикл, замещенный гетероцикл, где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл, где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл, где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл, и где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл;
1
13
X-X независимо выбирают из группы, включающей углерод, кислород, серу, кремний, фосфор и азот;
1
7
Y-Y независимо выбирают из группы, включающей H, D и FG;
1
27
A-А независимо выбирают из группы, включающей C, N, Si или P;
1
4
с тем условием, что X не может превышать своей максимальной валентности, связываясь с Y или R-R; и
с тем условием, что A не может превышать своей максимальной валентности, связываясь с R.
4. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.3, в которой одно или большее число ядер имеют структуру, соответствующую формуле I:
1
12
5
6
7
8
9
10
11
12
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
в которой R-R независимо выбирают из группы, включающей H, D, FG, (C-C)алкил, замещенный (C-C)алкил, (C-C)алкенил, замещенный (C-C)алкенил, (C-C)алкинил, замещенный (C-C)алкинил, гетеро-(C-C)алкил, замещенный гетеро-(C-C)алкил, гетеро-(C-C)алкенил, замещенный гетеро-(C-C)алкенил, гетеро-(C-C)алкинил, замещенный гетеро-(C-C)алкинил, (C-C)циклоалкил, замещенный (C-C)циклоалкил, арил, замещенный арил, гетероцикл, замещенный гетероцикл, где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл, где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл, где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл, и где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл;
1
8
X-Х независимо выбирают из группы, включающей углерод или азот;
1
4
Y-Y независимо выбирают из группы, включающей H, D и FG;
1
4
с тем условием, что X не может превышать своей максимальной валентности, связываясь с Y или R-R.
5. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.4, в которой одно или большее число ядер имеют структуру, соответствующую формуле Ib:
1
4
80
95
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
5
1
5
1
5
1
5
1
5
1
5
1
8
1
8
в которой R-R, R-R независимо выбирают из группы, включающей H, D, FG, (C-C)алкил, замещенный (C-C)алкил, (C-C)алкенил, замещенный (C-C)алкенил, (C-C)алкинил, замещенный (C-C)алкинил, гетеро-(C-C)алкил, замещенный гетеро-(C-C)алкил, гетеро-(C-C)алкенил, замещенный гетеро-(C-C)алкенил, гетеро-(C-C)алкинил, замещенный гетеро-(C-C)алкинил, (C-C)циклоалкил, замещенный (C-C)циклоалкил, арил, замещенный арил, гетероцикл и замещенный гетероцикл;
1
4
X-X независимо выбирают из группы, включающей углерод и азот;
с тем условием, что X не может превышать своей максимальной валентности, связываясь с R.
6. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.4, в которой одно или большее число ядер имеют структуру, соответствующую формуле Ia:
1
12
60
79
5
6
7
8
9
10
11
12
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
в которой R-R, R-R независимо выбирают из группы, включающей H, D, FG, (C-C)алкил, замещенный (C-C)алкил, (C-C)алкенил, замещенный (C-C)алкенил, (C-C)алкинил, замещенный (C-C)алкинил, гетеро-(C-C)алкил, замещенный гетеро-(C-C)алкил, гетеро-(C-C)алкенил, замещенный гетеро-(C-C)алкенил, гетеро-(C-C)алкинил, замещенный гетеро-(C-C)алкинил, (C-C)циклоалкил, замещенный (C-C)циклоалкил, арил, замещенный арил, гетероцикл, замещенный гетероцикл, где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл, где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл, где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил. арил и гетероцикл, и где R и R соединены друг с другом с образованием замещенного или незамещенного кольца, выбранного из группы, включающей циклоалкил, арил и гетероцикл.
7. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.6, в которой одно или большее число ядер имеют структуру, соответствующую формуле Ia:
1
12
60
61
63
66
68
71
73
76
78
79
в которой R-R, R-R, R-R, R-R, R-R, R-R означают H;
62
67
72
77
R, R, R и R означают FG.
8. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.1, в которой одно или большее число ядер содержат соединительную группу, содержащую по меньшей мере один гетероатом.
9. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.8, в которой гетероатом выбирают из группы, состоящей из B, O, N, S, Si, P, Al, F, Cl, Br и I.
10. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.9, в которой гетероатом выбирают из группы, состоящей из B и N.
11. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.8, в которой по меньшей мере одна соединительная группа соответствует формуле , где x означает число от 1 до 2, y означает число от 1 до 8, z означает число от 1 до 8, а R выбирают из группы, состоящей из H, D и FG.
12. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.1, в которой один или несколько линкеров имеют органическую главную цепь, составленную из одного или нескольких замещенных или незамещенных колец, где одно или несколько из этих колец далее замещены одной или несколькими функциональными группами, включая дополнительные замещенные или незамещенные углеводороды и гетероциклические группы или их комбинации; и где линкер содержит по меньшей мере одну соединительную группу.
13. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.1, в которой один или большее число линкеров имеют структуру, выбираемую из группы, состоящей из формул II, III, IV, V, VII, VIII, IX и X:
, , , , , , , и ,
1
56
в которых A-A независимо выбирают из группы, включающей C, Si, N и P;
n является числом от 1 до 8;
T представляет собой атом, способный принимать тетраэдрическую конфигурацию, тетраэдрическую группу или тетраэдрический кластер;
13
145
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
1
20
R-R независимо выбирают из группы, включающей H, D, FG, (C-C)алкил, замещенный (C-C)алкил, (C-C)алкенил, замещенный (C-C)алкенил, (C-C)алкинил, замещенный (C-C)алкинил, гетеро-(C-C)алкил, замещенный гетеро-(C-C)алкил, гетеро-(C-C)алкенил, замещенный гетеро-(C-C)алкенил, гетеро-C-C)алкинил, замещенный гетеро-(C-C)алкинил, (C-C)циклоалкил, замещенный (C-C)циклоалкил, арил, замещенный арил, гетероцикл и замещенный гетероцикл;
9
14
X-X независимо выбирают из группы, включающей углерод, кислород, серу, кремний, фосфор и азот;
5
7
Y-Y независимо выбирают из группы, включающей H, D и FG;
с тем условием, что X не может превышать своей максимальной валентности, связываясь с Y; и
с тем условием, что A не может превышать своей максимальной валентности, связываясь с R.
14. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.13, в которой один или большее число линкеров имеют строение, соответствующее формуле IV:
16
21
в которой A-A независимо представляют собой C или N;
35
44
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
5
1
5
1
5
1
5
1
5
1
5
1
8
1
8
R-R независимо выбирают из группы, включающей H, D, FG, (C-C)алкил, замещенный (C-C)алкил, (C-C)алкенил, замещенный (C-C)алкенил, (C-C)алкинил, замещенный (C-C)алкинил, гетеро-(C-C)алкил, замещенный гетеро-(C-C)алкил, гетеро-(C-C)алкенил, замещенный гетеро-(C-C)алкенил, гетеро-(C-C)алкинил, замещенный гетеро-(C-C)алкинил, (C-C)циклоалкил, замещенный (C-C)циклоалкил, арил, замещенный арил, гетероцикл и замещенный гетероцикл;
с тем условием, что A не может превышать своей максимальной валентности, связываясь с R.
15. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.14, в которой один или большее число линкеров имеют строение, соответствующее формуле IV:
16
21
в которой A-A представляют собой C;
36
48
41
43
R-R, R-R представляют собой Н; и
35
44
39
40
R, R,R-R представляют собой FG.
16. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.15, в которой один или большее число линкеров имеют строение, выбираемое из группы, состоящей из:
, , , , , , , , , , , , , , , и .
17. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.14, в которой один или большее число линкеров имеют строение, соответствующее формуле VII:
,
28
30
в которой A-A независимо представляют собой C или N;
96
101
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
5
1
5
1
5
1
5
1
5
1
5
1
8
1
8
R-R независимо выбирают из группы, включающей H, D, FG, (C-C)алкил, замещенный (C-C)алкил, (C-C)алкенил, замещенный (C-C)алкенил, (C-C)алкинил, замещенный (C-C)алкинил, гетеро-(C-C)алкил, замещенный гетеро-(C-C)алкил, гетеро-(C-C)алкенил, замещенный гетеро-(C-C)алкенил, гетеро-(C-C)алкинил, замещенный гетеро-(C-C)алкинил, (C-C)циклоалкил, замещенный (C-C)циклоалкил, арил, замещенный арил, гетероцикл и замещенный гетероцикл;
с тем условием, что A не может превышать своей максимальной валентности, связываясь с R.
18. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.17, в которой один или большее число линкеров имеют строение, соответствующее формуле VII:
,
28
30
в которой A-A представляют собой C;
96
98
99
101
R, R-R, R независимо представляют собой H или D; и
97
100
R и R представляют собой FG.
19. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.18, в которой один или большее число линкеров имеют строение, выбираемое из группы, состоящей из:
, , , , , , , , , ,  и .
20. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.1, в которой в одном или нескольких линкерах имеется соединительная группа, содержащая по меньшей мере один гетероатом.
21. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.20, в которой гетероатом выбирают из группы, состоящей из B, O, N, S, Si, P, Al, F, Cl, Br и I.
22. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.21, в которой гетероатом выбирают из группы, состоящей из B, O и N.
23. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по пункту 22, в которой по меньшей мере одна соединительная группа соответствует формуле , в которой x означает число от 1 до 2, y означает число от 1 до 8, z означает число от 1 до 8, а R выбирают из группы, состоящей из Н, D и FG.
24. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по пункту 20, в которой соединительная группа выбрана из группы, состоящей из ацилгалогенида, галогенида, простого эфира, сложного эфира, карбоновой кислоты, амина, гидроксила и амида.
25. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.1, в которой каркас претерпел постсинтетическую функционализацию, в результате которой он включает металл или проводящую группировку.
2
-1
-1
26. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.1, в которой COF обладает дырочной проводимостью с подвижностью дырок по меньшей мере 3,0 смBc.
2
-1
-1
27. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по пункту 26, в которой COF обладает дырочной проводимостью с подвижностью дырок по меньшей мере 8,0 смBc.
28. Проводящая ковалентная органическая каркасная структура по п.1, в которой COF способна удерживать заряд в течение по меньшей мере 75 мкс.
29. Гибкий дисплей, содержащий проводящую органическую каркасную структуру по п.1.
30. Полупроводник, содержащий проводящую органическую каркасную структуру по п.1.
31. Устройство для хранения газа, содержащее проводящую органическую каркасную структуру по п.1.
32. Химический сенсор, содержащий проводящую органическую каркасную структуру по п.1.