ここでは、空気を含まない条件下で、低原子価金属と多位ホスフィンリンカーから低原子価金属有機フレームワーク(LVMOF)を合成するためのプロトコルについて説明します。得られた材料は、低原子価金属ベースの均一系触媒を模倣した不均一系触媒として潜在的な用途を有する。
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ここでは、空気を含まない条件下で、低原子価金属と多位ホスフィンリンカーから低原子価金属有機フレームワーク(LVMOF)を合成するためのプロトコルについて説明します。得られた材料は、低原子価金属ベースの均一系触媒を模倣した不均一系触媒として潜在的な用途を有する。
金属有機フレームワーク(MOF)は、ガスの貯蔵と分離、生物医学、エネルギー、および触媒作用における潜在的な用途のために、研究の焦点となっています。最近、低原子価MOF(LVMOF)が不均一系触媒としての可能性について検討されており、多位体ホスフィンリンカーがLVMOFの形成に有用なビルディングブロックであることが示されています。しかし、ホスフィンリンカーを用いたLVMOFの合成には、空気や水の排除、従来とは異なるモジュレーターや溶媒の使用など、MOF合成文献の大部分とは異なる条件が必要であり、これらの材料へのアクセスがやや困難になります。この研究は、ホスフィンリンカーを用いたLVMOFの合成に関する一般的なチュートリアルとして機能し、以下に関する情報が含まれています:1)金属前駆体、モジュレーター、および溶媒の賢明な選択。2)実験手順、エアフリー技術、および必要な機器。3)結果として得られるLVMOFの適切な保管と取り扱い。4)これらの材料の有用な特性評価方法。このレポートの目的は、MOF研究のこの新しいサブフィールドへの障壁を下げ、新しい触媒材料への進歩を促進することです。
金属有機フレームワーク(MOF)は、結晶性の多孔質材料の一種です1。MOFは、二次構築ユニット(SBU)と呼ばれることが多い金属イオンまたは金属イオンクラスターノードと、2次元および3次元のネットワーク構造を与える多トピック有機リンカーから構築されます2。過去30年間、MOFは、ガス貯蔵3 と分離4、生物医学5、および触媒6での使用の可能性から、広く研究されてきました。報告されているMOFの圧倒的多数は、高酸化状態の金属ノードと、カルボン酸塩2などの硬いアニオン性ドナーリンカーで構成されています。しかしながら、多くの均一系触媒は、ホスフィン7のような軟質ドナー配位子と組み合わせて軟質の低原子価金属を利用する。したがって、低原子価金属を含むMOFの範囲を拡大することで、MOFを適用できる触媒変換の範囲を広げることができます。
埋め込まれたソフトドナーサイトを使用してMOFに低原子価金属を組み込むための確立された戦略は、範囲が限られており、親MOF構造の自由
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1.シュレンクラインの設定
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Sn1-Pdの合成に成功すると、明るい黄色の結晶性固体が生成されます。類似のテトラトピックホスフィンリンカーを使用するPd(0)MOF生成物も黄色です。反応が成功したかどうかを判断する最も効果的な方法は、PXRDパターンを収集し、サンプルの結晶化度を評価することです。例えば、図2は、結晶性Sn1-PdのPXRDパターンを示す。サンプルが結晶性であることを確認するための重要な特徴は、反射ピークが比較的シャープで、ベースラインが平坦であることです。ピークの広がりは、多くの場合、アモルファス材料を示しています。説明するために、図3は、合成手順でトリフェニルホスフィンモジュレーターが使用されなかったSn1-PdのサンプルのPXRDパターンを示しています。この場合、診断反射信号は、64当量のトリフェニルホスフィンモジュレーターが合成に使用された手付かずのサンプルと比較して著しく広かった。この広がり効果は、特に周囲空気条件に72時.......
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十分な結晶性を有する所望のホスフィンベースのLVMOF生成物を達成するために従わなければならないプロトコルには、いくつかの重要なステップがあります。1つ目は、金属前駆体とモジュレーターの混合物(この場合、それぞれテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)とトリフェニルホスフィン)が、マルチトピックホスフィンリンカー(この場合は Sn1)とは独立して溶解する必要があることです。これは、リンカーに対するモジュレーターの有効濃度が低すぎるか、またはモジュレーターがまったく存在しない場合に生じる非晶質配位ポリマーの急速かつ不可逆的な形成を回避するためである15。関連して、すべての試薬は、互いに対する試薬の有効濃度が反応の化学量論と一致するように、混合する前に完全に溶解し、均質でなければなりません。もう1つの重要なステップは、試薬を混合および加熱する前に、反応フラスコ(または溶媒)内に酸素が存在しないことを確認することです。Pd(0)前駆体は酸素に敏感であるだけでなく、ホスフィンモジュレーターとホスフィンリンカーはどちらも、特に加熱すると、酸素の存在下で対.......
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著者は開示するものは何もありません。
この研究は、国立科学財団化学部門からの助成金によって、賞番号CHE-2153240でサポートされました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 2800超音波洗浄機、3/4ガロン、40kHz | ブランソン | CPX2800H | |
| アルゴン、超高純度マ | セソン | G1901101 | 不活性ガス源として使用 |
| D8 ADVANCE粉末X線回折計 | ブルカー | PXRDパターンの収集に使用 | |
| デュワーフラスコ | ケムグラスライフサイエンス | CG159303 | 液体窒素に使用 |
| フラスコ、 高真空バルブ、容量(mL)10、バルブサイズ0-4 mm | 合成樹脂ガラス | F490010 | 「10 mLフラスコ」と呼ばれる反応容器 |
| 2定性的濾紙、標準、42.5 mm円 | Whatman | 1002-042 | 製品分離に使用 |
| 塩化メチレン(HPLC) | フィッシャーサイエンティフィ | MFCD00000881 | 使用前に乾燥および脱酸素化 |
| Sn1(テトラトピックホスフィンリンカー) | 文献手順に従って調製(参考文献15) | ||
| SuperNuova+攪拌ホットプレート | サーモフィッシャーサイエンティフィック | SP88850190 | オイルバスの加熱に使用 |
| テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、99%(99.9 +%-Pd) | Strem Chemicals | 46-2150 | 商用Pd(0)ソース |
| トルエン(HPLC) | フィッシャーサイエンフィシフィ | MFCD00008512 | 前に乾燥させ、脱酸素化 |
| トリフェニルホスフィンを使用、≥95.0% (GC) | Sigma-Aldrich | 93092 | モジュレーターとして使用 |
| 計量ペーパー | フィッシャーサイエンティフィック | 09-898-12B | 固形添加に使用 |
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