Sintesi di strutture metallo-organiche a base di triazolo e tetrazolo funzionalizzate a Zr attraverso lo scambio di leganti post-sintetici

Summary

Lo scambio di leganti post-sintetici (PSE) è uno strumento versatile e potente per l'installazione di gruppi funzionali in strutture metallo-organiche (MOF). L'esposizione dei MOF a soluzioni contenenti ligandi funzionalizzati con triazolo e tetrazolo può incorporare queste frazioni eterocicliche in Zr-MOF attraverso processi PSE.

Abstract

Le strutture metallo-organiche (MOF) sono una classe di materiali porosi che si formano attraverso legami di coordinazione tra cluster metallici e leganti organici. Data la loro natura coordinativa, i ligandi organici e la struttura del puntone possono essere facilmente rimossi dal MOF e/o scambiati con altre molecole coordinative. Introducendo ligandi bersaglio in soluzioni contenenti MOF, i MOF funzionalizzati possono essere ottenuti con nuovi tag chimici tramite un processo chiamato scambio di ligando post-sintetico (PSE). PSE è un approccio semplice e pratico che consente la preparazione di una vasta gamma di MOF con nuovi tag chimici tramite un processo di equilibrio solido-soluzione. Inoltre, il PSE può essere eseguito a temperatura ambiente, consentendo l'incorporazione di ligandi termicamente instabili nei MOF. In questo lavoro, dimostriamo la praticità del PSE utilizzando ligandi eterociclici contenenti triazolo e tetrazolo per funzionalizzare un MOF basato su Zr (UiO-66; UiO = Università di Oslo). Dopo la digestione, i MOF funzionalizzati sono caratterizzati attraverso varie tecniche, tra cui la diffrazione dei raggi X in polvere e la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare.

Introduction

Le strutture metallo-organiche (MOF) sono materiali porosi tridimensionali che si formano attraverso legami di coordinazione tra cluster metallici e leganti organici multi-argomento. I MOF hanno attirato un'attenzione significativa grazie alla loro porosità permanente, bassa densità e capacità di associare componenti organici e inorganici, che consente diverse applicazioni ^1,2. Inoltre, la vasta gamma di nodi metallici e linker organici strut offre MOF combinazioni strutturali teoricamente illimitate. Anche con strutture di struttura identiche, le proprietà fisiche e chimiche dei MOF possono essere modificate ....

Protocol

I reagenti necessari per preparare i MOF e i leganti sono elencati nella tabella dei materiali.

1. Impostazione del processo di scambio di ligando post-sintetico (PSE)

1. Asciugare completamente i MOF UiO-66 pre-sintetizzati sotto vuoto per rimuovere eventuali sali metallici e leganti non reagiti nei pori e residui di solvente rimanenti durante la notte.
   NOTA: Vedere il file supplementare 1 per la procedura di sintesi dei MOF UiO-66.
2. Preparare ligandi funzionalizzati, H2 BDC-triazolo e H₂BDC-tetrazolo (vedere il file supplementare 1 per il

Results

La sintesi riuscita dei MOF UiO-66 scambiati, UiO-66-triazolo e UiO-66-tetrazolo ha prodotto solidi microcristallini incolori. Entrambi iligandi H 2 BDC-triazolo e H₂BDC-tetrazolo hanno anche mostrato uno stato solido incolore. Il metodo standard utilizzato per determinare il successo dello scambio prevedeva la misurazione dei modelli PXRD e il confronto della cristallinità del campione con il MOF UiO-66 incontaminato. La Figura 2 mostra i modelli PXRD di UiO-66-Triazol.......

Discussion

Il processo PSE con ligandi BDC funzionalizzati verso MOF UiO-66 basati su Zr è un metodo semplice e versatile per ottenere MOF con tag chimici. Il processo PSE è meglio condotto in mezzi acquosi, che richiedono la fase iniziale di solvating il ligando in un mezzo acquoso. Quando si utilizza BDC pre-sintetizzato con gruppi funzionali, si raccomanda la dissoluzione diretta in un solvente basico, come una soluzione acquosa KOH al 4%. In alternativa, può essere utilizzato sale di sodio o di potassio di benzene-1,4-dicarboss.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acido 2-bromotereftalico,	BLD, Pharm	BD5695	reagente per BDC-Triazolo,
Azidotrimetilsilano,	Simga, Aldrich,		155071 reagente per BDC-Triazolo
, Bis(trifenilfosfina)palladio(II) dicloruro	TCI	B1667	reagente per BDC-Triazolo
cianuro di rame(I),	Alfa-Aesar	12135	per BDC-Tetrazolo
Reagente	Acros organics	20150	BDC-Triazolo
	Daihan Scientific	SHO-1D	PSE
Acido formico	Daejung chimico	F0195	reagente per BDC-Tetrazole
Sistema ibrido LC/Q-TOF Bruker	BioSciences	maXis 4G	HR-MS
IDROSSIDO DI LITIO MONOIDRATO	Daejung chimico	5087-4405	reagente per BDC-Triazolo
Solfato di magnesio	Samchun chimico	M1807	per BDC-Triazolo
Alcool metilico	Daejung chimico	M0584	reagente per BDC-Tetrazolo
N,N-Dimetilformammide	Daejung chimico	D0552	reagente per BDC-Tetrazolo
Spettrometro di risonanza magnetica nucleare-500 MHz	Bruker	AVANCE 500MHz	NMR
(22 mm, rivestimento in foglio di sughero)	Materiale Sungho Korea	22-200	per digestione
Cianuro di potassio	Reagente Alfa-Aesar	L13273	per BDC-Tetrazolo
PVDF Filtro sinringe (13 mm, 0,45 &; m)	LK Lab Korea	F14-61-363	materiale per digestione
Fiala di scintillazione (20 mL, vetro borosilicato)	Sungho Korea	74504-20	materiale per digestione
Sodio azide	Reagente TCI	S0489	per BDC-Tetrazolo
Bicarbonato di sodio	Chimico Samchun	S0343	per BDC-Triazolo
Fluoruro di tetrabutilammonio (soluzione 1 M THF)	Acros organics	20195	reagente per BDC-Triazolo
Trietilammina	TCI	T0424	reagente per BDC-Triazolo
Trietilammina cloridrato	Daejung	chimico8628-4405	reagente per BDC-Tetrazolo
Trimetilsilil-acetilene	Alfa-Aesar	A12856	reagente per BDC-Triazolo
Trifenilfosfina	TCI	T0519	reagente per BDC-Triazolo
SISTEMA DIFFRATTOMETRO A RAGGI X	Rigaku	MiniFlex 600	PXRD
Cloruro di zirconio (IV)	Reagente Alfa-Aesar	12104	per BDC-Tetrazolo