Sintesi e caratterizzazione di funzionalizzato metallo-organici quadri

L'obiettivo generale del seguente esperimento è quello di sintetizzare una ruota a pale, una struttura organica metallica a pilastri, o una falena, che è difficile da ottenere de novo utilizzando lo scambio di linker assistito da solvente o vela, e di attivarla tramite essiccazione di anidride carbonica supercritica. Ciò si ottiene sintetizzando termicamente il mo genitore, che è di facile accesso de novo dal nitrato di zinco esaidrato NN prime D quattro naftalene periale, tetra carbossidiammina e uno quattro DI bromo 2 3 5 6 Tera quattro benzene carbossilico in una soluzione acida di DMF al fine di utilizzarlo come modello di vendita. In una seconda fase, i cristalli della falena madre vengono sottoposti alla reazione di vendita con la soluzione DMF del linker di scelta, che produce il prodotto desiderato della falena figlia, Salem five.

Successivamente, il solvente DMF nei pori di Salem 5 viene rimosso eseguendo lo scambio di solvente con etanolo e l'attivazione con anidride carbonica supercritica al fine di rendere il materiale adatto per applicazioni che coinvolgono l'assorbimento di gas. I risultati mostrano la ritenzione della struttura alla topologia, l'incorporazione dei linker figli nella struttura a cinque di Salem e la prevenzione del collasso della struttura dopo l'attivazione basata sulla diffrazione di raggi X da polvere in una spettroscopia di risonanza magnetica nucleare a protoni capillari rotanti e l'osservazione delle immagini cristalline del mth attivato e della raccolta di isoterme di azoto, rispettivamente. La nostra speranza è che questo video possa fornire informazioni su percorsi alternativi verso la sintesi e l'attivazione di falene impegnative, nonché allertare contro le insidie calmanti commesse quando si maneggiano fragili strutture di falene.

Inoltre, la sostituzione del linker assistita da solvente può essere applicata a un'ampia gamma di strutture di mouse oltre ai sistemi di ruote a pale a colonna su cui si concentra questo video. Il vantaggio principale dello scambio di linker assistito da solvente rispetto ai metodi esistenti è la sua versatilità e la sua carenza, combinate con la sua vendita di implementazione fassale. Migliora i problemi associati alla risolvibilità del linker e in genere porta a una sintesi quasi quantitativa della polvere di Moff figlia.

La diffrazione dei raggi X è una tecnica potente per confermare che la reazione della vela si è verificata. Il metodo qui presentato mantiene i cristalli nel loro liquore madre, il che garantisce che la struttura MTH rimanga intatta. A dimostrare la procedura sarà la dottoressa Rachel Clit, un postdoc del nostro laboratorio.

Per prima cosa pesare 50 milligrammi di nitrato di zinco esaidrato, 37,8 milligrammi di DPNI e 64,5 milligrammi di B-R-T-C-P-B. Unire tutti gli ingredienti solidi in una fiala da quattro grammi. Aggiungere 10 millilitri di DMF alla fiala contenente gli ingredienti solidi.

Quindi, utilizzando una pipetta da nove pollici, aggiungere una goccia di acido cloridrico concentrato dopo aver tappato bene la fiala. Mescolare gli ingredienti con un bagno ad ultrasuoni per circa 15 minuti, osservando il contenuto della fiala mentre formano una sospensione. Successivamente, metti la fiala in forno a 80 gradi Celsius per due giorni.

Il primo giorno, controlla la fiala per assicurarti che il suo contenuto si sia completamente sciolto. Formando una soluzione gialla limpida il secondo giorno, osservare i cristalli gialli a forma di lacrima sulle pareti e sul fondo della fiala. Una volta che il flaconcino è stato tolto dal forno e raffreddato a temperatura ambiente, utilizzare una spatola per spingere delicatamente i cristalli fuori dalle pareti del flaconcino in modo che si raccolgano tutti sul pavimento del flaconcino.

Dopo aver lasciato depositare i cristalli sul fondo della fiala, rimuovere delicatamente la soluzione di reazione dalla fiala utilizzando una pipetta da nove pollici senza aspirare i cristalli nella pipetta. Aggiungere circa cinque millilitri di DMF fresco alla fiala con i cristalli per immergerli per almeno un giorno al fine di rimuovere la soluzione di reazione acida e tutti gli ingredienti non reattivi intrappolati nei pori. A questo punto preparate un diametro di 0,7 millimetri.

Prendere in prestito il capillare di vetro silicato tagliando con cura l'estremità chiusa in modo che rimangano i tre centimetri superiori del capillare con la parte superiore dell'imbuto. Immergere l'estremità tagliata stretta del capillare nella cera d'api fusa. Dopo aver lasciato solidificare la cera come un tappo nella parte inferiore del capillare, sostenerla in una piccola quantità di argilla da modellare Utilizzando una pipetta ad aria passata, aspirare diversi millilitri di cristalli in soluzione.

Trasferire con cura i cristalli e la soluzione nel capillare attraverso l'apertura dell'imbuto. Usa un tovagliolo di carta o un fazzoletto per eliminare il solvente in eccesso. Quindi, lascia che i cristalli si depositino nel piccolo tappo di cera d'api.

Usa un pezzetto molto piccolo di argilla da modellare per sigillare l'estremità superiore del capillare. Per prepararsi all'analisi della diffrazione a raggi X da polveri, rimuovere eventuali dispositivi di montaggio dalla testa del goniometro e posizionare sopra di esso il capillare supportato da argilla da modellare. Centrare il capillare nel fascio di raggi X per assicurarsi che il tappo di cristalli non ruoti durante la rotazione.

Dopo l'analisi della diffrazione a raggi X da polveri, estrarre 21 milligrammi di DPED e trasferirli in una fiala da due grammi. Dopo aver aggiunto cinque millilitri di DMF alla fiala, sciogliere il DPED con ultrasonicazione. Usando una pipetta ad aria passata da sei pollici, raccogli i cristalli di bro e filtrali su un imbuto NER.

Quindi disperdere circa 30 milligrammi di cristalli nella soluzione DPED precedentemente preparata. Mettere il composto di vele risultante in forno a 100 gradi Celsius per 24 ore. Sul successivo, controllare l'andamento della reazione della vela con NMR protonico con una pipetta in PE da sei pollici.

Rimuovere da due a cinque milligrammi di cristalli MOF dalla soluzione di reazione raffreddata. Sciacquare questi cristalli immergendoli in una piccola quantità di solvente pulito come il DMF in una fiala da 1,5 grammi. Successivamente, aggiungere circa un millilitro di dimetilsolfossido deuterato a una fiala separata da 1,5 grammi.

Una volta che i cristalli sono stati filtrati dalla soluzione detergente, disperderli in dimetilsolfossido deuterato. Quindi aggiungere tre gocce di acido solforico deuterato alla miscela. Sonicare accuratamente la fiala captive per ottenere una soluzione omogenea.

Al termine, trasferire il campione risultante in una provetta NMR con una pipetta per pasta. Quindi raccogliere lo spettro NMR eseguendo 64 scansioni poiché la soluzione è relativamente diluita a causa della bassa solubilità dei cristalli MOF. Dopo lo scambio di solvente con etanolo, trasferire i cristalli MOF in una piastra di attivazione utilizzando una pipetta in PE da sei pollici.

Quindi rimuovere quanto più etanolo possibile con una pipetta peor da nove pollici senza aspirare i cristalli nella pipetta. Rimuovere il coperchio della camera di attivazione svitando i tre bulloni e ispezionare la camera per verificare la presenza di detriti di tarme residui. Utilizzando un paio di pinze, inserire il piatto di attivazione con una falena nella camera e riavvitare il coperchio al suo posto.

Quindi, accendi l'asciugatrice e apri il serbatoio dell'anidride carbonica. Regolare la manopola della temperatura per raggiungere una temperatura compresa tra zero e 10 gradi Celsius. Una volta che la temperatura è nell'intervallo corretto, ruotare la manopola di riempimento. Lentamente.

Osservare l'anidride carbonica liquida che si riversa nel piatto di attivazione attraverso la finestra di vetro sul coperchio della camera. Per eseguire il primo spurgo, ruotare la manopola di riempimento verso l'alto fino al segno che indica 15. Quindi ruotare lentamente la manopola di spurgo fino a quando un getto di solvente non fuoriesce dal tubo sul lato dello strumento.

Dopo aver lasciato andare avanti lo spurgo per circa cinque minuti, chiudere la manopola di spurgo e ruotare la manopola di riempimento verso il basso fino al segno che indica cinque. Dopo otto ore di asciugatura super critica, spegnere tutte le manopole e accendere l'interruttore del calore. Una volta che la temperatura e la pressione superano il punto super critico, collegare un flussometro al tubo sul lato dello strumento e aprire la manopola di spurgo.

Regolare il flusso a un centimetro cubo al minuto. Quindi rimuovere il flussometro, lasciando che l'anidride carbonica fuoriesca lentamente dal campione il giorno successivo. Verificare che la pressione sia scesa a zero PSI.

Se la pressione non è scesa a questo livello, ruotare la manopola di spurgo fino a raggiungere la caduta di pressione desiderata. Dopo aver chiuso la manopola di spurgo, spegnere gli interruttori di riscaldamento e di alimentazione: lo strumento mostrato qui è un cristallo spento di Broome e lo stesso cristallo trasformato in Salem. Qui viene visualizzato il cinque.

Come nel caso delle reazioni da cristallo singolo a cristallo singolo. La dimensione e la morfologia dei cristalli non cambiano. Tuttavia, le crepe si sviluppano sulla superficie a causa della natura dura della vendita, rendendo i cinque cristalli di Salem non suscettibili alla raccolta di dati di diffrazione a raggi X a cristallo singolo.

Quando la sintesi OV di BROMIUM viene applicata alla sintesi di Salem five, l'NMR protonica mostra assenza di DPED. Per interrompere, l'interazione del linker funzionalizzato Sale viene utilizzata per accedere a Salem cinque. Una vendita tipica che coinvolge DPNI come pilastro uscente richiede meno di 24 ore con oltre il 99% del pilastro da sostituire.

Poiché molte falene a pale a colonna perdono cristallinità quando il PXRD secco che impiega materiale di montaggio sul vetro produce un modello che potrebbe non contenere tutti i picchi in questo caso, il picco corrispondente alla riflessione proveniente dalla direzione dell'asse C lungo il quale giacciono i pilastri donatori di azoto è il primo picco. La prima posizione del picco a un angolo theta del dente inferiore indica la presenza di una cella unitaria più grande nella direzione dell'asse C. Qui sono mostrate le immagini cristalline di NU 100 dopo l'attivazione convenzionale del calore e del vuoto e dopo l'essiccazione di anidride carbonica supercritica.

Mentre il primo porta al collasso della struttura e alla distruzione della porosità, l'essiccazione dell'anidride carbonica supercritica porta a una superficie BET di circa 6.140 metri quadrati per grammo. Seguendo questa procedura, è possibile ottenere altre falene difficili da sintetizzare, impedendo il degrado delle loro delicate strutture durante il loro studio e consentendo l'accesso ai loro pori evacuati. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come eseguire alcuni metodi utili per la sintesi, la caratterizzazione e l'attivazione di MOF verso applicazioni di assorbimento di gas.

Preparando campioni di diffrazione di raggi X in polvere e capillari da montare sul riflettometro diff, i cristalli sensibili ai solventi di qualsiasi tipo possono essere analizzati senza timore di degradazione del campione.