A troca pós-sintética de ligantes (PSE) é uma ferramenta versátil e poderosa para a instalação de grupos funcionais em estruturas metal-orgânicas (MOFs). A exposição de MOFs a soluções contendo ligantes funcionalizados com triazólicos e tetrazólicos pode incorporar essas metades heterocíclicas em Zr-MOFs através de processos PSE.
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Artigo de método
Síntese de estruturas metal-orgânicas à base de Zr funcionalizadas com triazólicos e tetrazólicos através da troca pós-sintética de ligantes
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Resumo
Resumo
Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são uma classe de materiais porosos que são formados através de ligações de coordenação entre clusters metálicos e ligantes orgânicos. Dada a sua natureza coordenativa, os ligantes orgânicos e a estrutura das bielas podem ser facilmente removidos do MOF e/ou trocados com outras moléculas coordenativas. Ao introduzir ligantes-alvo em soluções contendo MOF, MOFs funcionalizados podem ser obtidos com novos tags químicos por meio de um processo chamado troca pós-sintética de ligantes (PSE). O PSE é uma abordagem simples e prática que permite a preparação de uma ampla gama de MOFs com novas etiquetas químicas por meio de um processo de equilíbrio de solução sólida. Além disso, o PSE pode ser realizado à temperatura ambiente, permitindo a incorporação de ligantes termicamente instáveis aos MOFs. Neste trabalho, demonstramos a praticidade do PSE usando ligantes heterocíclicos contendo triazóis e tetrazólicos para funcionalizar um MOF baseado em Zr (UiO-66; UiO = Universidade de Oslo). Após a digestão, os MOFs funcionalizados são caracterizados através de várias técnicas, incluindo difração de raios X em pó e espectroscopia de ressonância magnética nuclear.
Introdução
Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são materiais porosos tridimensionais que são formados através de ligações de coordenação entre clusters metálicos e ligantes orgânicos multitópicos. Os MOFs têm recebido atenção significativa devido à sua porosidade permanente, baixa densidade e capacidade de associar componentes orgânicos e inorgânicos, o que possibilita diversas aplicações 1,2. Além disso, a vasta gama de nós metálicos e ligantes orgânicos de escoras oferecem aos MOFs combinações estruturais teoricamente ilimitadas. Mesmo com estruturas de estrutura idênticas, as propriedades físicas e químicas dos MOFs pod....
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Protocolo
Os reagentes necessários para preparar MOFs e os ligantes estão listados na Tabela de Materiais.
1. Configuração do processo de troca pós-sintética de ligantes (PSE)
- Seque completamente os MOFs UiO-66 pré-sintetizados sob vácuo para remover quaisquer sais metálicos e ligantes não reagidos nos poros e resíduos de solventes remanescentes durante a noite.
NOTA: Consulte Arquivo Suplementar 1 para o procedimento de síntese de MOFs UiO-66. - Preparar ligantes funcionalizados, H 2 BDC-Triazol e H2BDC-Tetrazol(ver Arquivo Suplementar 1 pa....
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Resultados
A síntese bem sucedida de MOFs UiO-66 trocados, UiO-66-Triazol e UiO-66-Tetrazol produziu sólidos microcristalinos incolores. Ambos os ligantes H 2 BDC-Triazol e H2BDC-Tetrazólio também exibiram um estado sólido incolor. O método padrão usado para determinar o sucesso da troca envolveu medir os padrões de PXRD e comparar a cristalinidade da amostra com o MOF UiO-66 puro. A Figura 2 mostra os padrões de PXRD do UiO-66-Triazol e UiO-66-Tetrazol trocados, juntamente com o .......
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Discussão
O processo PSE com ligantes BDC funcionalizados para MOFs UiO-66 baseados em Zr é um método simples e versátil para obter MOFs com etiquetas químicas. O processo de PSE é melhor conduzido em meio aquoso, exigindo a etapa inicial de resolução do ligante em meio aquoso. Ao usar BDC pré-sintetizado com grupos funcionais, recomenda-se a dissolução direta em um solvente básico, como uma solução aquosa de KOH a 4%. Alternativamente, sal de sódio ou potássio de benzeno-1,4-dicarboxilato pode ser usado. A neutralização para pH 7.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Esta pesquisa foi apoiada pelo Programa de Pesquisa em Ciência Básica através da Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia (NRF) financiada pelo Ministério da Ciência e TIC (NRF-2022R1A2C1009706).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Reagente de ácido 2-bromotereftálico | BLD Pharm | BD5695 | para BDC-Triazol |
| Azidotrimetilsilano | Simga Aldrich | 155071 | reagente para BDC-Triazol |
| Dicloreto de Bis (trifenilfosfina) paládio (II) | TCI | B1667 | para BDC-Triazol |
| Cianeto de cobre (I) | Alfa-Aesar | 12135 | para BDC-Tetrazol |
| 20150 | de iodeto de cobre (I) | para BDC-Triazole | |
| Digital Orbital Shaker | Daihan Scientific | SHO-1D | PSE |
| Ácido fórmico | Daejung químico | F0195 | reagente para BDC-Tetrazole |
| Hybrid LC / Q-TOF sistema | Bruker BioSciences | maXis 4G | HR-MS |
| Hidróxido de lítio monohidratado | Daejung químico | 5087-4405 | reagente para BDC-Triazol |
| Sulfato de magnésio | Samchun químico | M1807 | reagente para BDC-Triazol |
| Álcool metílico | Daejung químico | M0584 | reagente para BDC-Tetrazol |
| N, N-Dimetilformamida | Daejung químico | D0552 | reagente para BDC-Tetrazole |
| Espectrômetro de Ressonância Magnética Nuclear-500 MHz | Bruker | AVANCE 500MHz | NMR |
| (22 mm, forrada com folha de cortiça) | Sungho Korea | 22-200 | material para digestão |
| Cianeto de potássio | Alfa-Aesar | L13273 | reagente para filtro BDC-Tetrazole |
| PVDF Synringe (13 mm, 0,45 µ m) | LK Lab Korea | F14-61-363 | material para digestão |
| Frasco de cintilação (20 mL, vidro borosilicato) | Sungho Korea | 74504-20 | material para digestão |
| Azida de sódio | Reagente TCI | S0489 | para BDC-Tetrazol |
| Bicarbonato de sódio | Samchun químico | Reagente S0343 | para BDC-Triazol |
| Fluoreto de tetrabutilamônio (solução 1 M THF) | Reagente Acros organics | 20195 | para BDC-Triazol |
| Trietilamina | TCI | T0424 | reagente para BDC-Triazol |
| Trietilamina Cloridrato | Daejung químico | 8628-4405 | reagente para BDC-Tetrazol |
| Trimetilsilil-acetileno | Alfa-Aesar | A12856 | reagente para BDC-Triazol |
| Trifenilfosfina | TCI | T0519 | reagente para BDC-Triazol |
| SISTEMA DIFRATÔMETRO DE RAIOS X | Rigaku | MiniFlex 600 | PXRD |
| Cloreto de zircônio (IV) | Alfa-Aesar | 12104 | reagente para BDC-Tetrazol |
Referências
- Zhou, H. -C., Long, J. R., Yaghi, O. M. Introduction to metal-organic frameworks. Chemical Reviews. 112 (2), 673-674 (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).
- Raza....
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Reimpressões e permissões
