在共价有机框架（COFs）化学中，设计具有明确结构信息的二级构筑单元以选择性形成特定的拓扑网络是至关重要的。近日，北京科技大学姜建壮教授团队通过溶剂热法缩合杂化的无机-有机前体八氨基苯基倍半硅氧烷（POSS-(NH₂)₈）和5,10,15,20-四(4-醛基苯基)卟啉（MTFPP, M = Co, Zn, Ni, 2H），制备了一系列高连通性和功能性的卟啉基3D COFs。将特定的角度信息编码到有机构建模块中，分别得到了具有scu拓扑的POSS-MTFPP-COFs-scu（M = Co, Zn）和首次报道的具有sqc拓扑的POSS-MTFPP-COFs-sqc（M = Ni, 2H）。粉末X射线衍射、红外光谱、固体核磁等实验结合结构模拟证实了sqc和scu拓扑的形成。

作者研究了卟啉中心调控的具有二重互穿scu和sqc拓扑的3D COFs, 证实了这些COFs具有独特的结构和性能。其中，卟啉中心与金属离子配位，允许对框架的结构和功能进行精确控制。此外，COFs内的金属卟啉构筑模块赋予了框架优异的催化性能，使其在光催化二氧化碳（CO₂）还原和抗疟药物青蒿素光化学合成中表现出良好的应用前景。

光催化实验表明，具有sqc拓扑的POSS-NiTFPP-COF-sqc在可见光（λ > 420 nm）照射下，一氧化碳（CO）的生成速率为9680 mol g^-1 h^-1，选择性高达97%。此外，三氟乙酸（TFA）存在时，二氢青蒿酸（DHAA）转化为青蒿素实验在POSS-H₂TFPP-COF-sqc的催化下实现了63%的高产率。同时，POSS-NiTFPP-COF-sqc和POSS-H₂TFPP-COF-sqc在10次或6次循环测试中均表现出良好的稳定性。

这项工作不仅为设计具有高连通性的前体提供了一种新的思路，而且以卟啉中心作为拓扑结构调控中心，为丰富3D COFs的拓扑多样性提供了一种新的策略。