Summary
Postsyntetisk ligandutveksling (PSE) er et allsidig og kraftig verktøy for å installere funksjonelle grupper i metallorganiske rammer (MOF). Eksponering av MOFs til løsninger som inneholder triazol- og tetrazolfunksjonaliserte ligander kan inkorporere disse heterosykliske delene i Zr-MOFs gjennom PSE-prosesser.
Abstract
Metallorganiske rammer (MOF) er en klasse av porøse materialer som dannes gjennom koordinasjonsbindinger mellom metallklynger og organiske ligander. Gitt deres koordinative natur, kan de organiske ligandene og stagrammen lett fjernes fra MOF og / eller byttes ut med andre koordinative molekyler. Ved å introdusere målligander til MOF-holdige løsninger, kan funksjonaliserte MOF-er oppnås med nye kjemiske koder via en prosess som kalles postsyntetisk ligandutveksling (PSE). PSE er en enkel og praktisk tilnærming som muliggjør utarbeidelse av et bredt spekter av MOFer med nye kjemiske koder via en likevektsprosess med faste løsninger. Videre kan PSE utføres ved romtemperatur, noe som tillater inkorporering av termisk ustabile ligander i MOF. I dette arbeidet demonstrerer vi praktisk bruk av PSE ved å bruke heterosykliske triazol- og tetrazolholdige ligander for å funksjonalisere en Zr-basert MOF (UiO-66; UiO = Universitetet i Oslo). Etter fordøyelsen karakteriseres de funksjonaliserte MOF-ene via forskjellige teknikker, inkludert pulverrøntgendiffraksjon og kjernemagnetisk resonansspektroskopi.
Introduction
Metallorganiske rammer (MOF) er tredimensjonale porøse materialer som dannes gjennom koordinasjonsbindinger mellom metallklynger og multi-topic organiske ligander. MOF-er har fått betydelig oppmerksomhet på grunn av deres permanente porøsitet, lave tetthet og evne til å knytte organiske og uorganiske komponenter, noe som muliggjør forskjellige applikasjoner 1,2. Videre tilbyr det store spekteret av metallnoder og stagorganiske linkere MOF-er teoretisk ubegrensede strukturelle kombinasjoner. Selv med identiske rammestrukturer kan MOFs fysiske og kjemiske egenskaper modifiseres gjennom ligandfunksjonalisering med kjemiske koder. Denne modifikasjonsprosessen tilbyr en lovende rute for å skreddersy egenskapene til MOF-er for spesifikke applikasjoner 3,4,5,6,7,8,9.
Både prefunksjonalisering av ligander før MOF-syntese og postsyntetisk modifikasjon (PSM) av MOFs har blitt brukt til å introdusere og/eller modifisere funksjonelle grupper i MOF-ligander10,11. Spesielt har kovalente PSM-er blitt grundig studert for å introdusere nye funksjonelle grupper og generere en rekke MOF-er med forskjellige funksjoner12,13,14. For eksempel kan UiO-66-NH2 konverteres til amidfunksjonaliserte UiO-66-AM med forskjellige kjedelengder (fra korteste acetamid til lengste n-heksylamid) gjennom acyleringsreaksjoner med passende acylhalogenider (som acetylklorid eller n-heksanoylklorid)15,16. Denne tilnærmingen demonstrerer allsidigheten til kovalente PSM-er for å introdusere spesifikke funksjonelle grupper på MOF-ligander, og baner vei for et bredt spekter av applikasjoner.
I tillegg til kovalente PSM-er er postsyntetisk ligandutveksling (PSE) en lovende strategi for å modifisere MOF-er (figur 1). Siden MOFs er sammensatt av koordinasjonsbindinger mellom metaller og ligander (som karboksylater), kan disse koordinasjonsbindingene erstattes med eksterne ligander fra en løsning. Eksponering av MOFs til en løsning som inneholder ønsket ligand med kjemiske koder kan inkorporeres i MOFs via PSE 17,18,19,20,21,22. Siden PSE-prosessen akselereres av eksistensen av koordinative løsningsmidler, kalles fenomenet også solvent-assistert ligandutveksling (SALE)23,24. Denne tilnærmingen tilbyr en fleksibel og enkel metode for å funksjonalisere MOF-er med et bredt spekter av eksterne ligander, noe som muliggjør et bredt spekter av applikasjoner 25,26,27,28,29.
Figur 1 Syntese av triazol og tetrazolfunksjonaliserte H2BDC-ligander og fremstilling av triazol- og tetrazolfunksjonalisert UiO-66 MOF gjennom PSE. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Fremdriften av PSE-prosessen kan styres ved å justere ligandforholdet, utvekslingstemperaturen og tiden. Spesielt kan romtemperatur PSE brukes til å oppnå funksjonaliserte MOF-er ved å bytte ligander fra en løsning til MOF-faste stoffer20. PSE-strategien er spesielt nyttig for å introdusere både termisk ustabile funksjonelle grupper (som azidogrupper) og koordinative funksjonelle grupper (som fenolgrupper) i MOF-strukturer18. I tillegg har PSE-strategien blitt brukt på ulike MOFer med metall- og koordinasjonsbindingsvariasjoner. Denne utvekslingen er en universell prosess i kjemien til MOFs30,31,32. I denne studien presenterer vi en detaljert protokoll for PSE for å oppnå funksjonaliserte MOF-er fra uberørte, ikke-funksjonaliserte MOF-er, og vi gir en karakteriseringsstrategi for å bekrefte vellykket funksjonalisering av MOF-ene. Denne metoden demonstrerer allsidigheten og bekvemmeligheten til PSE for å modifisere MOF-er med forskjellige funksjonelle grupper.
Tetrazolholdig benzen-1,4-dikarboksylsyre (H2BDC-tetrazol)33 og triazolholdig benzen-1,4-dikarboksylsyre (H2BDC-triazol) syntetiseres som målligander og benyttes i PSE hos UiO-66 MOFs for å oppnå nye, koordinasjonsfrie, triazolholdige MOFs. Både triazoler og tetrazoler har sure N-H-protoner på sine heterocykliske ringer og kan koordinere med metallkationer, noe som muliggjør bruk i konstruksjon av MOFs34,35. Det er imidlertid begrensede studier på inkorporering av koordinasjonsfrie tetrazoler og triazoler i MOFs og relaterte strukturer. Ved triazolfunksjonaliserte Zr-MOF ble UiO-68 type MOFs undersøkt fotofysiske egenskaper gjennom direkte solvotermisk syntese med benzotriazolfunksjonalitet36. For tetrazolfunksjonaliserte Zr-MOFs ble den blandede direkte syntesen benyttet33. Disse heterosyklusfunksjonaliserte MOF-ene kan gi potensielle koordineringssteder i MOF-porene for katalyse, selektivt molekylært opptak ved bindingsaffinitet og energirelaterte applikasjoner, for eksempel protonledning i brenselceller.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Reagensene som kreves for å forberede MOFs og ligandene er oppført i materialfortegnelsen.
1. Sette opp prosessen for postsyntetisk ligandutveksling (PSE)
- Tørk de presyntetiserte UiO-66 MOF-ene helt under vakuum for å fjerne eventuelle uomsatte metallsalter og ligander i porene, og gjenværende løsemiddelrester over natten.
MERK: Se tilleggsfil 1 for synteseprosedyren til UiO-66 MOF. - Forbered funksjonaliserte ligander, H2 BDC-triazol ogH2BDC-tetrazol (se tilleggsfil 1 for fremstillingsprosessen; Tilleggsfigur 1 og tilleggsfigur 2 for karakterisering) i isolert tilstand og helt tørr under vakuum over natten.
- Lag en vandig løsning på 4% kaliumhydroksid (KOH) ved å oppløse kaliumhydroksid i avionisert vann.
- PSE-prosessen skal utføres i hetteglass med 20 ml scintillasjon med polypropylenlokk (PP) (se materialfortegnelse).
- Mål H 2 BDC-triazol (23,3 mg, 0,1 mmol) eller H2BDC-tetrazol(23,4 mg, 0,1 mmol) og sett inn i scintillasjonshetteglasset.
- Oppløs H2BDC-liganden i vandig løsning. Bruk en glasspipette til å overføre 1,0 ml av den 4 % vandige KOH-oppløsningen til scintillasjonshetteglasset med BDC-triazol eller BDC-tetrazol.
FORSIKTIG: Den vandig oppløsning på 4% KOH er svært grunnleggende. Unngå alle former for kontakt og bruk personlig verneutstyr. - Sonikere blandingen til alle faste stoffer er fullstendig oppløst.
- Nøytraliser løsningen til pH 7. Bruk en glasspipette til å overføre 1 M saltsyre (HCl) vandig oppløsning under omrøring i hetteglasset med dikarboksylat til pH 7 er nådd. Mål pH enten med pH-papir (og fargen) eller en pH-måler.
MERK: Det er avgjørende å opprettholde en pH på 7 under utvekslingsprosessen, siden MOFer vanligvis er ustabile under grunnleggende forhold (>pH 7), og BDC-liganden ikke er løselig under sure forhold (- Legg MOFs til dikarboksylatoppløsningen og inkuber. Tilsett UiO-66 MOF (33 mg, 0,02 mmol) til scintillasjonshetteglasset med pH 7-oppløsning.
MERK: Ved pH 7 er UiO-66 MOF-partikler ikke løselige i vann, noe som resulterer i suspensjon i vann.- Inkuber hetteglasset med scintillasjon som inneholder MOF og ligand i en shaker ved 120 rpm og ved romtemperatur i 24 timer.
MERK: Omrøring kan brukes som et alternativ til shaker-inkubasjon for PSE-prosessen. Imidlertid bør forsiktighet utvises, siden fysisk kontakt mellom den magnetiske omrøringsstangen og MOF-er kan føre til sprekkdannelse eller brudd på MOF-partiklene. - Legg MOFs til dikarboksylatoppløsningen og inkuber. Tilsett UiO-66 MOF (33 mg, 0,02 mmol) til scintillasjonshetteglasset med pH 7-oppløsning.
2. Isolering av utvekslet MOF og vaskeprosess
- Etter inkubering, isoler det faste MOF fra blandingen ved sentrifugering (1,166 x g, 5 min, romtemperatur).
- Tilsett fersk metanol (10 ml) til det oppnådde faste MOF og rist blandingen for å danne en heterogen blanding for å oppløse de gjenværende uutvekslede BDC-ligander.
- Isoler det faste stoffet som ble isolert ved sentrifugering (1,166 x g, 5 min, romtemperatur).
- Gjenta trinn 2.2-2.3 to ganger til i totalt tre vaskesykluser.
- Tørk det utskiftede MOF-faste stoffet helt under vakuum over natten etter siste vask.
3. Karakterisering av MOF ved pulverrøntgendiffraksjon (PXRD)
- Overfør ca. 10 mg av det utskiftede faste MOF-stoffet til en PXRD-prøveholder (se materialfortegnelsen).
- Plasser prøveholderen i diffraktometeret.
- Samle PXRD-mønsteret (figur 2) i 2θ-området fra 5° til 30°.
- Sammenlign innhentede data med overordnet UiO-66 MOF og simulert mønster.
4. Karakterisering av MOF ved kjernemagnetisk resonans (NMR) etter fordøyelse
- Overfør ca. 30 mg av det utskiftede MOF-faste stoffet til et nytt 4 ml hetteglass.
- Bruk en mikropipette til å overføre 400 mikroliter DMSO-d 6 til MOF-prøven.
- Bruk en mikropipette til å overføre 200 μL 4,14 M NH4F/D2O-oppløsning til en DMSO-d 6-suspensjon av MOF-pulver.
MERK: En vandig oppløsning på ca. 40 % HF kan brukes i stedet forNH4F/D2O-oppløsningen. I dette tilfellet observeres en signifikant H2O-topp i NMR. Imidlertid er klarere fordøyelse mulig ved HF-fordøyelse.
FORSIKTIG: HF er svært giftig for kroppen og sentralnervesystemet. Alle former for kontakt bør unngås, arbeid skal utføres i avtrekkshette, og personlig verneutstyr skal brukes. - Sonikere den heterogene blandingen i 30 minutter til MOF er oppløst i dimetylsulfoksydet (DMSO)-D2O-blandetløsningsmiddel etter fordøyelsen.
- Fjern eventuelle gjenværende uoppløselige faste stoffer ved å filtrere oppløsningen gjennom et sprøytefilter av polyvinylidendifluorid (PVDF) (Φ 13 mm, 0,45 μm pore; se materialfortegnelse) mens det overføres fra 4 ml hetteglasset til et NMR-rør.
- Plasser NMR-røret i NMR-maskinen. Samle inn NMR-data (figur 3).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den vellykkede syntesen av utvekslede UiO-66 MOF, UiO-66-Triazol og UiO-66-Tetrazol produserte fargeløse mikrokrystallinske faste stoffer. Både H2 BDC-triazol ogH2BDC-tetrazolligander viste også en fargeløs fast tilstand. Standardmetoden som ble brukt for å bestemme suksessen til utvekslingen innebar å måle PXRD-mønstrene og sammenligne krystalliniteten til prøven med uberørt UiO-66 MOF. Figur 2 viser PXRD-mønstrene for utvekslet UiO-66-Triazol og UiO-66-Tetrazol, sammen med uberørt UiO-66 og simulerte data. Det simulerte PXRD-mønsteret ble generert fra den rapporterte krystallstrukturen til mål-MOF-ene. Siden ligandutveksling ikke påvirker rammeverkets struktur, ble posisjonen til refleksjonstopper, relativ intensitet og bredde sammenliknet og matchet med uberørte UiO-66 MOF, og basislinjen var flat (figur 2). Stabiliteten til utvekslede MOF-er ble undersøkt med PXRD-mønsterendringer. Samlet sett beholdt både UiO-66-Triazol og UiO-66-Tetrazol perfekt krystalliniteten under vandige forhold og sure 1 M HCl-forhold. Total dekomponering av både UiO-66-Triazol og UiO-66-Tetrazol ble imidlertid observert etter behandling med 1 M NaOH-oppløsning (tilleggsfigur 3).
Figur 2: PXRD-spektra. PXRD-mønstre av simulert UiO-66 (grå), UiO-66 (svart, som syntetisert), byttet UiO-66-Triazol (blå), og utvekslet UiO-66-Tetrazol (rød). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
For å bestemme utvekslingsforholdet mellom UiO-66-Triazol og UiO-66-Tetrazol ble det gjort 1H NMR-måling på de Zr-baserte MOFene, som ble fordøyd i fluorholdig løsning. Vandig HF-løsning og NH4F-løsning har vært mye brukt til å destruere UiO-66-rammeverket37,38,39. Figur 3 og tilleggsfigur 4 viser 1H NMR-mønstre av utvekslet UiO-66-triazol og UiO-66-tetrazol fra NH4F-fordøyelse. Integrasjonen av ikke-funksjonalisert BDC (svart sirkel fra uberørt MOF) og BDC-triazol (blå sirkel) eller BDC-tetrazol (rød sirkel) ble sammenlignet for å bestemme utvekslingsforholdet. Videre ble integrasjon, splittingsmønstre og kjemisk skifte av tre topper fra BDC-triazol og BDC-tetrazol ansett å beholde strukturen av BDC-triazol og BDC-tetrazol under fordøyelsesforhold. Utvekslingsforholdet for triazol og tetrazol ble bestemt til henholdsvis 33 % og 30 % fra PSE-analyse (figur 3).
Til slutt ble porøsiteten til de oppnådde MOFene analysert ved N2 adsorpsjonseksperimenter ved 77 K. Både UiO-66-Triazol og UiO-66-Tetrazol viste reduserte N 2-adsorpsjonsmengder enn uberørt UiO-66 (tilleggsfigur 5). Brunauer-Emmett-Teller (BET) overflateareal av UiO-66-Triazol ble beregnet til 809 m 2/g, og av UiO-66-Tetrazol til 1 045 m2/g. Målt BET overflateareal for uberørt UiO-66 var 1 604 m2/g.
Figur 3: 1 H NMR-spektra. 1H NMR-spektra av BDC-triazol i NH 4 F-løsning (nederst, svart), byttet UiO-66-triazol etter NH 4 F-fordøyelse (nederst, blå), BDC-tetrazol i NH 4 F-løsning (øverst, svart), og utvekslet UiO-66-tetrazol etter NH4F-fordøyelse (øverst, rødt). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Tilleggsfigur 1: (A) 1 H NMR-spektrum, (B) 13C NMR-spektrum og (C) Fouriertransform infrarødt spektrum av BDCE-triazol. Klikk her for å laste ned denne filen.
Tilleggsfigur 2: (A) 1 H NMR-spektrum, (B) 13C NMR-spektrum og (C) Fouriertransform infrarødt spektrum av H2BDC-triazol. Klikk her for å laste ned denne filen.
Tilleggsfigur 3: (A) PXRD-mønstre av UiO-66-triazoler etter vann, 1 M HCl og 1 M NaOH-behandling i 1 dag. (B) PXRD-mønstre av UiO-66-tetrazoler etter vann, 1 M HCl og 1 M NaOH-behandling i 1 dag. Klikk her for å laste ned denne filen.
Tilleggsfigur 4: (A) Hele spekteret av 1H NMR-spektrum av UiO-66-triazol (fra PSE) etter NH4F fordøyelse. (B) Hele spekteret av 1H NMR-spektrum av UiO-66-Tetrazol (fra PSE) etter NH4F fordøyelse. Klikk her for å laste ned denne filen.
Tilleggsfigur 5: N2 isoterme (ved 77 K) av UiO-66 (uberørt, svart), UiO-66-Triazol (fra PSE, blå) og UiO-66-Tetrazol (fra PSE, rød). Klikk her for å laste ned denne filen.
Tilleggsfil 1: Nærmere om utarbeidelsen av MOF-ene og ligandene. Klikk her for å laste ned denne filen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
PSE-prosessen med funksjonaliserte BDC-ligander mot Zr-baserte UiO-66 MOFs er en enkel og allsidig metode for å oppnå MOFs med kjemiske koder. PSE-prosessen utføres best i vandige medier, og krever det første trinnet med å løse liganden i et vandig medium. Ved bruk av presyntetisert BDC med funksjonelle grupper anbefales direkte oppløsning i et basisk løsningsmiddel, for eksempel en 4% KOH vandig løsning. Alternativt kan natrium- eller kaliumsalt av benzen-1,4-dikarboksylat brukes. Nøytralisering til pH 7 er kritisk for PSE-prosesser som benytter funksjonalisert BDC, da den lave stabiliteten til MOFs under grunnleggende forhold kan føre til redusert effekt. HCl anbefales for nøytralisering, og andre syrer kan brukes om nødvendig. I tilfeller av overflødig syrebelastning som fører til sure forhold (under pH 7), kan den funksjonaliserte BDC-liganden felles ut av løsningen. Derfor bør nøytralisering utføres til pH 7 oppnås før systemet underkastes sure forhold.
Flere faktorer, inkludert utvekslingstemperatur, tid, ligandstørrelse og ligandforhold, påvirker PSE-forholdet20 betydelig. PSE-prosessen kan gjentas flere ganger for å øke utvekslingsforholdet. Etter inkubering kan de funksjonaliserte MOF-ene vaskes med passende løsningsmidler flere ganger. Destillert vann er et egnet alternativ for å fjerne eventuelle gjenværende dikarboksylatligander, mens MeOH kan benyttes som et alternativ til å fjerne fangede løsningsmidler og dikarboksylatrester. Selv om H2 BDC og BDC knapt er løselige i MeOH, er funksjonaliserte H2BDC og BDC generelt løselige i MeOH.
Utnyttelsen av vandige betingelser representerer en betydelig begrensning i dagens PSE-prosess for målfunksjonalisering. For å muliggjøre praktisk PSE under vandige forhold, blir det viktig å bruke vannstabile MOF-er, for eksempel Zr-baserte MOF-er eller ZIF-er. Mens PSE kan utføres i dimetylformamidløsninger, øker tilstedeværelsen av protiske løsningsmidler og/eller vandige forhold merkbart både utvekslingsforholdet og hastigheten ved hvilken målliganden erstatter modersubstansene.
1H NMR-målinger kreves etter fordøyelsen for å bestemme utvekslingsforholdet. Den høye stabiliteten til UiO-66 MOFs til sure forhold gjør fluorbaserte fordøyelsesmetoder som utnytter den høye affiniteten mellom zirkonium og fluor egnet for dette formålet. HF-fordøyelsesmetoden brukes ofte til fordøyelse av UiO-66 MOF. I mange tilfeller kan UiO-66 MOFs fordøyes fullstendig under en blanding av DMSO-d 6 og 48% vandig HF-løsning med sonikering i 10 min16. Imidlertid presenterer bruken av HF flere sikkerhetsproblemer og begrensninger på bruken. Derfor ble en alternativ fordøyelsesprosedyre ved bruk av NH4F-metoden benyttet i dette arbeidet. Målet UiO-66 MOF (~ 30 mg) ble sonikert i 30 minutter under NH4F / D2O / DMSO (600 μL) forhold.
PSE-prosessen er en svært effektiv og grei metode for å introdusere funksjonaliserte ligander i MOF-er. De vandige forholdene og modifikasjonen av romtemperatur gjør denne metoden anvendelig for et bredt spekter av MOF-baserte materialer. Ettersom PSE-prosessen skjer retningsbestemt fra overflaten av MOF-ene til kjernen i rammeverkene, kan tilleggsfunksjoner som overflatemodifisering og overflatedeaktivering oppnås21,22. De unike PSE-funksjonaliseringene i porøse materialer, som MOF-er, gir potensial for ulike funksjonaliseringer og målapplikasjoner. Spesielt kan hydrogenbindingsegenskapene til disse triazol- og tetrazolfunksjonaliserte MOF-ene, sammen med deres sure N-H-protoner, utnyttes i protonledning33. I tillegg kan de katalytiske applikasjonene også vurderes med heterocyklus-funksjonaliserte MOF-er med deres koordinasjonsevner. Som et resultat forventes PSE-funksjonalisering å gi en plattform for å utvikle funksjonaliserte MOF-er med unike egenskaper og forskjellige applikasjoner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Denne forskningen ble støttet av Basic Science Research Program gjennom National Research Foundation of Korea (NRF) finansiert av departementet for vitenskap og IKT (NRF-2022R1A2C1009706).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2-Bromoterephthalic acid | BLD Pharm | BD5695 | reagent for BDC-Triazole |
| Azidotrimethylsilane | Simga Aldrich | 155071 | reagent for BDC-Triazole |
| Bis(triphenylphosphine)palladium(II) dichloride | TCI | B1667 | reagent for BDC-Triazole |
| Copper(I) cyanide | Alfa-Aesar | 12135 | reagent for BDC-Tetrazole |
| Copper(I) iodide | Acros organics | 20150 | reagent for BDC-Triazole |
| Digital Orbital Shaker | Daihan Scientific | SHO-1D | PSE |
| Formic Acid | Daejung chemical | F0195 | reagent for BDC-Tetrazole |
| Hybrid LC/Q-TOF system | Bruker BioSciences | maXis 4G | HR-MS |
| Lithum hydroxide monohydrate | Daejung chemical | 5087-4405 | reagent for BDC-Triazole |
| Magnesium sulfate | Samchun chemical | M1807 | reagent for BDC-Triazole |
| Methyl alcohol | Daejung chemical | M0584 | reagent for BDC-Tetrazole |
| N,N-Dimethylformamide | Daejung chemical | D0552 | reagent for BDC-Tetrazole |
| Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer-500 MHz | Bruker | AVANCE 500MHz | NMR |
| Polypropylene cap (22 mm, Cork-Backed Foil Lined) | Sungho Korea | 22-200 | material for digestion |
| Potassium cyanide | Alfa-Aesar | L13273 | reagent for BDC-Tetrazole |
| PVDF Synringe filter (13 mm, 0.45 µm) | LK Lab Korea | F14-61-363 | material for digestion |
| Scintillation vial (20 mL, borosilicate glass) | Sungho Korea | 74504-20 | material for digestion |
| Sodium azide | TCI | S0489 | reagent for BDC-Tetrazole |
| Sodium bicarbonate | Samchun chemical | S0343 | reagent for BDC-Triazole |
| Tetrabutylammonium fluoride (1 M THF solution) | Acros organics | 20195 | reagent for BDC-Triazole |
| Triethylamine | TCI | T0424 | reagent for BDC-Triazole |
| Triethylamine hydrochloride | Daejung chemical | 8628-4405 | reagent for BDC-Tetrazole |
| Trimethylsilyl-acetylene | Alfa-Aesar | A12856 | reagent for BDC-Triazole |
| Triphenylphosphine | TCI | T0519 | reagent for BDC-Triazole |
| X RAY DIFFRACTOMETER SYSTEM | Rigaku | MiniFlex 600 | PXRD |
| Zirconium(IV) chloride | Alfa-Aesar | 12104 | reagent for BDC-Tetrazole |
References
- Zhou, H. -C., Long, J. R., Yaghi, O. M.
- Furukawa, H., Cordova, K. E., O'Keefe, M., Yaghi, O. M. The chemistry and applications of metal-organic frameworks. Science. 341 (6149), 1230444 (2013).
- Razavi, S. A. A., Morsali, A.
- Kim, D., Kang, M., Ha, H., Hong, C. S., Kim, M. Multiple functional groups in metal-organic frameworks and their positional regioisomerism. Coordination Chemistry Reviews. 438, 213892 (2021).
- Lu, W., et al. Tuning the structure and function of metal-organic frameworks via linker design. Chemical Society Reviews. 43 (16), 5561-5593 (2014).
- Xie, L. -H., Liu, X. -M., He, T., Li, J. -R. Metal-organic frameworks for the capture of trace aromatic volatile organic compounds. Chem. 4 (8), 1911-1927 (2018).
- Lv, X. -L., et al. Ligand rigidification for enhancing the stability of metal-organic frameworks. Journal of the American Chemical Society. 141 (26), 10283-10293 (2019).
- Robison, L., et al. Transient catenation in a zirconium-based metal-organic framework and its effect on mechanical stability and sorption properties. Journal of the American Chemical Society. 143 (3), 1503-1512 (2021).
- He, T., Kong, X. -J., Li, J. -R. Chemically stable metal-organic frameworks: rational construction and application expansion. Accounts of Chemical Research. 54 (15), 3083-3094 (2021).
- Kalaj, M., Cohen, S. M. Postsynthetic modification: an enabling technology for the advancement of metal-organic frameworks. ACS Central Science. 6 (7), 1046-1057 (2020).
- Mandal, S., Natarajan, S., Mani, P., Pankajakshan, A. Post-synthetic modification of metal-organic frameworks toward applications. Advanced Functional Materials. 31 (4), 2006291 (2021).
- Wang, Z., Cohen, S. M.
- Tanabe, K. K., Cohen, S. M. Postsynthetic modification of metal-organic frameworks-a progress report. Chemical Society Reviews. 40 (2), 498-519 (2011).
- Cohen, S. M. Postsynthetic methods for the functionalization of metal-organic frameworks. Chemical Reviews. 112 (2), 970-1000 (2012).
- Wang, Z., Cohen, S. M. Postsynthetic covalent modification of a neutral metal−organic framework. Journal of the American Chemical Society. 129 (41), 12368-12369 (2007).
- Garibay, S. J., Cohen, S. M. Isoreticular synthesis and modification of frameworks with the UiO-66 topology. Chemical Communications. 46 (41), 7700-7702 (2010).
- Kim, M., Cahill, J. F., Fei, H., Prather, K. A., Cohen, S. M. Postsynthetic ligand and cation exchange in robust metal-organic frameworks. Journal of the American Chemical Society. 134 (43), 18082-18088 (2012).
- Kim, M., Cahill, J. F., Su, Y., Prather, K. A., Cohen, S. M. Postsynthetic ligand exchange as a route to functionalization of 'inert' metal-organic frameworks. Chemical Science. 3 (1), 126-130 (2012).
- Taddei, M., Wakeham, R. J., Koutsianos, A., Andreoli, E., Barron, A. R. Post-synthetic ligand exchange in zirconium-based metal-organic frameworks: beware of the defects. Angewandte Chemie International Edition. 57 (36), 11706-11710 (2018).
- Park, H., et al. Defect engineering into metal-organic frameworks for the rapid and sequential installation of functionalities. Inorganic Chemistry. 57 (3), 1040-1047 (2018).
- Kim, S., Lee, J., Jeoung, S., Moon, H. R., Kim, M. Surface-deactivated core-shell metal-organic framework by simple ligand exchange for enhanced size discrimination in aerobic oxidation of alcohols. Chemistry-A European Journal. 26 (34), 7568-7572 (2020).
- Lee, J., et al. Pore engineering of covalently connected metal-organic framework nanoparticle-mixed-matrix membrane composites for molecular separation. ACS Applied Nano Materials. 3 (9), 9356-9362 (2020).
- Karagiaridi, O., Bury, W., Mondloch, J. E., Hupp, J. T., Farha, O. K. Solvent-assisted linker exchange: an alternative to the de synthesis of unattainable metal-organic frameworks. Angewandte Chemie International Edition. 53 (18), 4530-4540 (2014).
- Yu, D., et al. A solvent-assisted ligand exchange approach enables metal-organic frameworks with diverse and complex architectures. Nature Communications. 11, 927 (2020).
- Lee, S. Y., et al. Design of ultra-thin nanosheet bimetallic NiCo MOF with binary ligand via solvent-assisted ligand exchange (SALE) reaction for high performance supercapacitors. Electrochimica Acta. 451, 142291 (2023).
- Liao, W. -M., et al. Post-synthetic exchange (PSE) of UiO-67 frameworks with Ru/Rh half-sandwich units for visible-light-driven H2 evolution and CO2 reduction. Journal of Materials Chemistry A. 6 (24), 11337-11345 (2018).
- Islamoglu, T., et al. Postsynthetic tuning of metal-organic frameworks for targeted applications. Accounts of Chemical Research. 50 (4), 805-813 (2017).
- Lee, J., et al. Strategies in metal-organic framework-based catalysts for the aerobic oxidation of alcohols and recent progress. Bulletin of the Korean Chemical Society. 42 (3), 359-368 (2021).
- Kalaj, M., Prosser, K. E., Cohen, S. M. Room temperature aqueous synthesis of UiO-66 derivatives via postsynthetic exchange. Dalton Transactions. 49 (26), 8841-8845 (2020).
- Deria, P., et al. Beyond post-synthesis modification: evolution of metal-organic frameworks via building block replacement. Chemical Society Reviews. 43 (16), 5896-5912 (2014).
- Han, Y., Li, J. -R., Xie, Y., Guo, G. Substitution reactions in metal-organic frameworks and metal-organic polyhedral. Chemical Society Reviews. 43 (16), 5952-5981 (2014).
- Xu, M. -M., Chen, Q., Xie, L. -H., Li, J. -R. Exchange reactions in metal-organic frameworks: New advances. Coordination Chemistry Reviews. 421, 213421 (2020).
- Lee, D., et al. Uncoordinated tetrazole ligands in metal-organic frameworks for proton-conductivity studies. Bulletin of the Korean Chemical Society. 43 (7), 912-917 (2022).
- Han, B. -X., Jiang, Y. -F., Sun, X. -R., Li, Z. -F., Li, G. Proton conductive N-heterocyclic metal-organic frameworks. Coordination Chemistry Reviews. 432, 213754 (2021).
- Han, Z., Zhao, Y., Peng, J., Gómez-García, C. J. Unusual oxidation of an N-heterocycle ligand in a metal−organic framework. Inorganic Chemistry. 46 (14), 5453-5455 (2007).
- Wu, S., et al. Linker engineering toward full-color emission of UiO-68 type metal-organic frameworks. Journal of the American Chemical Society. 143 (28), 10547-10552 (2021).
- Hamzah, H. A., et al. Post-synthetic mannich chemistry on metal-organic frameworks: system-specific reactivity and functionality-triggered dissolution. Chemistry-A European Journal. 24 (43), 11094-11102 (2018).
- Oozeerally, R., et al. Systematic modification of UiO-66 metal-organic frameworks for glucose conversion into 5-hydroxymethyl furfural in water. ChemCatChem. 13 (10), 2517-2529 (2021).
- Hamzah, H. A., Crickmore, T. S., Rixason, D., Burrows, A. D. Post-synthetic modification of zirconium metal-organic frameworks by catalyst-free aza-Michael additions. Dalton Transactions. 47 (41), 14491-14496 (2018).
