Cadres de synthèse et la caractérisation de fonctionnalisé métal-organique

L’objectif général de l’expérience suivante est de synthétiser un cadre organique métallique à roues à aubes ou un papillon de nuit difficile à obtenir de novo en utilisant l’échange de liaison assisté par solvant ou la voile, et de l’activer par séchage au dioxyde de carbone supercritique. Ceci est réalisé en synthétisant thermiquement par salve le mo parent, qui est facile d’accès de novo à partir de nitrate de zinc hexahydraté NN prime D quatre naphtalène périal, tétra carboxy diamine et un quatre DI bromo 2 3 5 6 Tera four carboxyl benzène dans une solution acide de DMF afin de l’utiliser comme modèle de vente. Dans un deuxième temps, les cristaux de la teigne parent sont soumis à la réaction de vente avec la solution DMF de l’agent de liaison de son choix, ce qui donne le produit de la teigne fille souhaitée, Salem five.

Ensuite, le solvant DMF dans les pores de Salem five est éliminé en effectuant un échange de solvant avec de l’éthanol et une activation avec du dioxyde de carbone supercritique afin de rendre le matériau adapté aux applications impliquant l’absorption de gaz. Les résultats montrent la conservation du cadre à la topologie, l’incorporation des lieurs filles dans le cadre des cinq de Salem et la prévention de l’effondrement du cadre lors de l’activation, basée sur la diffraction des rayons X de la poudre dans un proton capillaire en rotation, la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire et l’observation des images cristallines du mth activé et la collecte des isothermes de l’azote, respectivement. Nous espérons que cette vidéo pourra donner un aperçu des voies alternatives vers la synthèse et l’activation de papillons de nuit difficiles, ainsi qu’une alerte contre les pièges apaisants commis lors de la manipulation de structures de papillons de nuit fragiles.

De plus, l’échange de linker assisté par solvant peut être appliqué à un large éventail de structures de souris à côté des systèmes de roues à aubes à piliers sur lesquels cette vidéo se concentre. Le principal avantage de l’échange de linker assisté par solvant par rapport aux méthodes existantes est sa polyvalence et sa déficience combinées à sa vente de mise en œuvre fassal. Améliore les problèmes associés à la solvabilité de l’éditeur de liens et conduit généralement à une synthèse presque quantitative de la poudre fille Moff.

La diffraction des rayons X est une technique puissante pour confirmer que la réaction de la voile s’est produite. La méthode présentée ici conserve les cristaux dans leur liqueur mère, ce qui garantit que le cadre MTH reste intact. La démonstration de la procédure sera faite par la Dre Rachel Clit, postdoc de notre laboratoire.

Pesez d’abord 50 milligrammes de nitrate de zinc hexahydraté, 37,8 milligrammes de DPNI et 64,5 milligrammes de B-R-T-C-P-B. Mélangez tous les ingrédients solides dans un flacon de quatre grammes. Ajoutez 10 millilitres de DMF dans le flacon contenant les ingrédients solides.

Ensuite, à l’aide d’une pipette à pâte de neuf pouces, ajoutez une goutte d’acide chlorhydrique concentré après avoir bien bouché le flacon. Mélangez les ingrédients à l’aide d’un bain à ultrasons pendant environ 15 minutes, en observant le contenu du flacon pendant qu’ils forment une suspension. Ensuite, placez la fiole dans un four à 80 degrés Celsius pendant deux jours.

Le premier jour, vérifiez que le flacon est complètement dissous. En formant une solution claire jaune le deuxième jour, observez des cristaux jaunes en forme de larme sur les parois et le fond du flacon. Une fois que le flacon a été sorti du four et refroidi à température ambiante, utilisez une spatule pour pousser doucement les cristaux hors des parois du flacon afin qu’ils s’accumulent tous sur le sol du flacon.

Après avoir laissé les cristaux se déposer sur le sol du flacon, retirez délicatement la solution réactionnelle du flacon à l’aide d’une pipette à agitation de neuf pouces sans aspirer les cristaux dans la pipette. Ajoutez environ cinq millilitres de DMF frais dans le flacon avec les cristaux pour les faire tremper pendant au moins une journée afin d’éliminer la solution de réaction acide et tous les ingrédients non réactifs piégés dans les pores. À ce stade, préparez un diamètre de 0,7 millimètre.

Empruntez du capillaire en verre de silicate en coupant soigneusement l’extrémité fermée de sorte que les trois premiers centimètres du capillaire avec le haut de l’entonnoir restent. Trempez l’extrémité étroite et coupée du capillaire dans de la cire d’abeille fondue. Après avoir laissé la cire se solidifier sous forme de bouchon au fond du capillaire, soutenez-la dans une petite quantité de pâte à modeler À l’aide d’une pipette à air passée, prélevez plusieurs millilitres de cristaux en solution.

Transférez soigneusement les cristaux et la solution dans le capillaire par l’ouverture de l’entonnoir. Utilisez une serviette en papier ou un mouchoir en papier pour évacuer l’excès de solvant. Ensuite, laissez les cristaux se déposer dans le petit bouchon de cire d’abeille.

Utilisez un très petit morceau de pâte à modeler pour sceller l’extrémité supérieure du capillaire. Pour vous préparer à l’analyse par diffraction des rayons X sur poudre, retirez tous les dispositifs de montage de la tête du goniomètre et placez le capillaire soutenu par de la pâte à modeler par-dessus. Centrez le capillaire dans le faisceau de rayons X pour vous assurer que le bouchon de cristaux ne tourne pas.

Après l’analyse par diffraction des rayons X sur poudre, prélevez 21 milligrammes de DPED et transférez-le dans un flacon de deux grammes. Après avoir ajouté cinq millilitres de DMF dans le flacon, dissoudre le DPED par ultrasonication. À l’aide d’une pipette à air de six pouces de long, collectez les cristaux de bro et filtrez-les sur un entonnoir NER.

Ensuite, dispersez environ 30 milligrammes de cristaux dans la solution de DPED préalablement préparée. Placez le mélange de voile obtenu dans un four à 100 degrés Celsius pendant 24 heures. Sur la suivante, vérifiez la progression de la réaction de la voile avec la RMN des protons avec une pipette PE de six pouces.

Retirez environ deux à cinq milligrammes de cristaux de MOF de la solution réactionnelle refroidie. Rincez ces cristaux en les immergeant dans une petite quantité de solvant propre tel que le DMF dans un flacon de 1,5 gramme. Ensuite, ajoutez environ un millilitre de diméthylsulfoxyde deutéré dans un flacon séparé de 1,5 gramme.

Une fois que les cristaux ont été filtrés de la solution de nettoyage, dispersez-les dans du diméthylsulfoxyde deutéré. Ajoutez ensuite trois gouttes d’acide sulfurique deutéré au mélange. Soniquez soigneusement le flacon captif pour obtenir une solution homogène.

Une fois terminé, transférez l’échantillon obtenu dans un tube RMN à l’aide d’une pipette à pâter. Ensuite, collectez le spectre RMN en effectuant 64 balayages car la solution est relativement diluée en raison de la faible solubilité des cristaux MOF. Après l’échange de solvant avec de l’éthanol, transférez les cristaux de MOF dans une boîte d’activation à l’aide d’une pipette en PE de six pouces.

Ensuite, retirez autant d’éthanol que possible avec une pipette Peor de neuf pouces sans aspirer les cristaux dans la pipette. Retirez le couvercle de la chambre d’activation en dévissant les trois boulons et inspectez la chambre à la recherche de débris résiduels de mites. À l’aide d’une paire de pinces, insérez le plat d’activation avec un papillon de nuit dans la chambre et revissez le couvercle à sa place.

Ensuite, allumez le sèche-linge et ouvrez le réservoir de dioxyde de carbone. Ajustez le bouton de température pour atteindre une température comprise entre zéro et 10 degrés Celsius. Une fois que la température est dans la bonne plage, tournez le bouton de remplissage. Lentement.

Observez le dioxyde de carbone liquide se déverser dans le plat d’activation à travers la fenêtre en verre sur le couvercle de la chambre. Pour effectuer la première purge, tournez le bouton de remplissage jusqu’au repère 15. Tournez ensuite lentement le bouton de purge jusqu’à ce qu’un jet de solvant jaillisse du tube sur le côté de l’instrument.

Après avoir laissé la purge se poursuivre pendant environ cinq minutes, fermez le bouton de purge et tournez le bouton de remplissage vers le bas jusqu’à la marque qui indique cinq. Après huit heures de séchage super critique, éteignez tous les boutons et allumez l’interrupteur de chaleur. Une fois que la température et la pression dépassent le point super critique, connectez un débitmètre au tube sur le côté de l’instrument et ouvrez le bouton de purge.

Ajustez le débit à un centimètre cube par minute. Retirez ensuite le débitmètre, permettant au dioxyde de carbone de s’écouler lentement de l’échantillon le lendemain. Vérifiez que la pression est tombée à zéro PSI.

Si la pression n’est pas descendue à ce niveau, tournez le bouton de purge jusqu’à ce que la chute de pression souhaitée soit atteinte. Après avoir fermé le bouton de purge, éteignez les interrupteurs de chauffage et d’alimentation de l’instrument montré ici est un cristal de Broome et le même cristal transformé en Salem. Cinq sont affichés ici.

Comme c’est le cas pour les réactions monocristallines à monocristallines. La taille et la morphologie des cristaux ne changent pas. Cependant, des fissures se développent à la surface en raison de la nature difficile de la vente, ce qui rend le cristal de Salem insensible à la collecte de données de diffraction des rayons X sur un seul cristal.

Lorsque la synthèse BROMIUM OV est appliquée à la synthèse Salem cinq, la RMN des protons montre l’absence de DPED. Pour arrêter, l’interaction fonctionnalisée de l’éditeur de liens Sale est utilisée pour accéder à Salem cinq. Une vente typique impliquant du DPNI comme pilier de départ nécessite moins de 24 heures, avec plus de 99 % du pilier remplacé.

Étant donné que de nombreux papillons de nuit à roues à aubes à piliers perdent de leur cristallinité lorsqu’ils sont secs, le PXRD qui utilise un matériau de montage sur du verre produit un motif qui peut ne pas contenir tous les pics, dans ce cas, le pic correspondant à la réflexion provenant de la direction de l’axe C le long de laquelle se trouvent les piliers donneurs d’azote est le premier pic. La première position de crête à un angle thêta de dent inférieur signifie la présence d’une cellule unitaire plus grande dans la direction de l’axe C. Des images cristallines de NU 100 lors de l’activation conventionnelle de la chaleur et du vide et lors du séchage au dioxyde de carbone supercritique sont présentées ici.

Alors que le premier conduit à l’effondrement du cadre et à la destruction de la porosité, le séchage au dioxyde de carbone supercritique conduit à une surface BET d’environ 6 140 mètres carrés par gramme. Suite à cette procédure, d’autres papillons difficiles à synthétiser peuvent être obtenus tout en empêchant leurs cadres délicats de se dégrader au cours de leur étude et en permettant l’accès à leurs pores évacués. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’appliquer certaines méthodes utiles pour la synthèse, la caractérisation et l’activation des MOF vers des applications d’absorption de gaz.

En préparant des échantillons de diffraction des rayons X en poudre et des capillaires à monter sur le réflectomètre différentiel, les cristaux sensibles aux solvants de tout type peuvent être analysés sans craindre la dégradation de l’échantillon.