Aqui, descrevemos um protocolo para a síntese de estruturas metal-orgânicas de baixa valência (FMLV) a partir de metais de baixa valência e ligantes multitópicos de fosfina sob condições livres de ar. Os materiais resultantes têm aplicações potenciais como catalisadores heterogêneos imitadores de catalisadores homogêneos à base de metais de baixa valência.
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Artigo de método
Abordagens Experimentais para a Síntese de Estruturas Metal-Orgânicas de Baixa Valência a partir de Ligantes Multitópicos de Fosfina
Neste artigo
Resumo
Resumo
Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são objeto de intenso foco de pesquisa devido às suas potenciais aplicações em armazenamento e separação de gás, biomedicina, energia e catálise. Recentemente, MOFs de baixa valência (LVMOFs) têm sido explorados por seu potencial uso como catalisadores heterogêneos, e ligantes multitópicos de fosfina têm se mostrado um bloco de construção útil para a formação de FMVEs. No entanto, a síntese de FMTME usando ligantes fosfina requer condições distintas daquelas da maioria da literatura sintética do MOF, incluindo a exclusão de ar e água e o uso de moduladores e solventes não convencionais, tornando um pouco mais difícil o acesso a esses materiais. Este trabalho serve como um tutorial geral para a síntese de FMAE com ligantes de fosfina, incluindo informações sobre: 1) a escolha criteriosa do precursor, modulador e solvente do metal; 2) os procedimentos experimentais, as técnicas livres de ar e os equipamentos necessários; 3) o armazenamento e manuseio adequados dos FMMOX resultantes; e 4) métodos de caracterização úteis para esses materiais. A intenção deste relatório é diminuir a barreira para este novo subcampo de pesquisa MOF e facilitar os avanços em direção a novos materiais catalíticos.
Introdução
Estruturas metal-orgânicas, ou MOFs, são uma classe de materiais cristalinos e porosos1. Os MOFs são construídos a partir de íons metálicos ou nós de aglomerados de íons metálicos, muitas vezes referidos como unidades de construção secundária (SBUs), e ligantes orgânicos multitópicos para fornecer estruturas de rede bidimensionais e tridimensionais2. Nas últimas três décadas, os MOFs têm sido estudados extensivamente devido ao seu potencial uso no armazenamento de gases3 e separação4, biomedicina5 e catálise6. A esmagadora mai....
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Protocolo
1. Criação da linha Schlenk
- Certifique-se de que todas as torneiras estão fechadas e, em seguida, prenda a armadilha fria à linha Schlenk usando um O-ring (o tamanho 229 foi usado em nossa configuração, embora o tamanho possa variar dependendo da linha Schlenk específica usada) e braçadeira.
- Ligue a bomba de vácuo (gás de lastro fechado) e, em seguida, abra as torneiras da linha Schlenk de modo que todo o aparelho esteja aberto ao vácuo.
OBS: Não abra torneiras para as mangueiras ou quaisquer outras torneiras que estejam abertas para o ar; O aparelho deve ser um sistema fechado sob vácuo dinâmico. - Aguarde pelo menos 5 ....
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Resultados
A síntese bem sucedida de Sn1-Pd produz um sólido cristalino amarelo brilhante. Os produtos Pd(0) MOF que usam ligantes de fosfina tetratópica análogos também são amarelos. A maneira mais eficaz de determinar se a reação foi bem sucedida é coletar o padrão PXRD e avaliar a cristalinidade da amostra. Por exemplo, a Figura 2 mostra o padrão PXRD de Sn1-Pd cristalina. As principais características para verificar se a amostra é cristalina são que os picos de ref.......
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Discussão
Existem várias etapas críticas no protocolo que devem ser seguidas para se obter o produto desejado à base de fosfina com cristalinidade suficiente. A primeira é que a mistura precursora e moduladora do metal (neste caso, tetrakis(trifenilfosfina)paládio(0) e trifenilfosfina, respectivamente) deve ser dissolvida independentemente do ligante multitópico de fosfina (neste caso, Sn1). Isso para evitar a rápida e irreversível formação de polímeros de coordenação amorfa, que ocorre quando a concentração efeti.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado por uma bolsa da National Science Foundation, Divisão de Química, sob o Prêmio nº CHE-2153240.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Limpador Ultrassônico 2800, 3/4 Galão, 40 kHz | Branson | CPX2800H | Usado para sonicar |
| Argônio, Pureza Ultra Alta | Matheson | G1901101 | Usado como fonte de gás inerte |
| D8 ADVANCE Pó Difratômetro de Raios-X | Bruker | Usado para coletar padrões PXRD | |
| Dewar Flask | Chemglass Life Sciences | CG159303 | Dewar usado para nitrogênio líquido |
| Frasco, Válvula de Alto Vácuo, Capacidade (mL) 10, Tamanho da Válvula 0-4 mm | Vidro de Sintetizador | F490010 | Recipiente de reação referido como "frasco de 10 mL" |
| Papel de Filtro Qualitativo de Grau 2, Padrão, círculo de 42,5 mm | Whatman | 1002-042 | Usado para isolamento do produto |
| Cloreto de Metileno (HPLC) | Fisher Scientific | MFCD00000881 | Seco e desoxigenado antes do uso |
| Sn1 (ligante de fosfina tetratópica) | Preparado de acordo com o procedimento da literatura (ref. 15) | ||
| SuperNuova+ Placa de aquecimento de agitação | Thermo Fisher Scientific | SP88850190 | Usado para aquecer banho de óleo |
| Tetrakis(trifenilfosfina) paládio(0), 99% (99,9+%-Pd) | Strem Chemicals | 46-2150 | Comercial Pd(0) fonte |
| Tolueno (HPLC) | Fisher Scientific | MFCD00008512 | Seco e desoxigenado antes de use |
| Trifenilfosfina, etc; 95,0% (GC) | Sigma-Aldrich | 93092 | Usado como modulador |
| Papel de Pesagem | Fisher Scientific | 09-898-12B | Usado para adição de sólidos |
Referências
- Zhou, H. -C., Long, J. R., Yaghi, O. M. Introduction to metal-organic frameworks. Chemical Reviews. 112 (2), 673674(2012).
- Furukawa, H., Cordova, K. E., O'Keefe, M., Yaghi, O. M. The chemistry and applications of metal-organic frameworks. Science. 341 (6149), 1230444(2013).
- Li, J.....
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Reimpressões e permissões
