Summary
Postsyntetisk ligandudveksling (PSE) er et alsidigt og kraftfuldt værktøj til installation af funktionelle grupper i metal-organiske rammer (MOF'er). Eksponering af MOF'er for opløsninger indeholdende triazol- og tetrazolfunktionaliserede ligander kan inkorporere disse heterocykliske dele i Zr-MOF'er gennem PSE-processer.
Abstract
Metal-organiske rammer (MOF'er) er en klasse af porøse materialer, der dannes gennem koordineringsbindinger mellem metalklynger og organiske ligander. På grund af deres koordinerende karakter kan de organiske ligander og fjederbensrammen let fjernes fra MOF og / eller udveksles med andre koordinerende molekyler. Ved at introducere målligander til MOF-holdige løsninger kan funktionaliserede MOF'er opnås med nye kemiske mærker via en proces kaldet postsyntetisk ligandudveksling (PSE). PSE er en ligetil og praktisk tilgang, der muliggør fremstilling af en bred vifte af MOF'er med nye kemiske mærker via en ligevægtsproces med fast opløsning. Desuden kan PSE udføres ved stuetemperatur, hvilket tillader inkorporering af termisk ustabile ligander i MOF'er. I dette arbejde demonstrerer vi PSE's anvendelighed ved at bruge heterocykliske triazol- og tetrazolholdige ligander til at funktionalisere en Zr-baseret MOF (UiO-66; UiO = Universitetet i Oslo). Efter fordøjelsen karakteriseres de funktionaliserede MOF'er via forskellige teknikker, herunder pulverrøntgendiffraktion og kernemagnetisk resonansspektroskopi.
Introduction
Metal-organiske rammer (MOF'er) er tredimensionelle porøse materialer, der dannes gennem koordineringsbindinger mellem metalklynger og organiske ligander med flere emner. MOF'er har fået betydelig opmærksomhed på grund af deres permanente porøsitet, lave densitet og evne til at forbinde organiske og uorganiske komponenter, hvilket muliggør forskellige applikationer 1,2. Desuden tilbyder det store udvalg af metalnoder og fjederbensorganiske linkere MOF'er teoretisk ubegrænsede strukturelle kombinationer. Selv med identiske rammestrukturer kan MOF'ers fysiske og kemiske egenskaber ændres gennem ligandfunktionalisering med kemiske mærker. Denne modifikationsproces tilbyder en lovende rute til at skræddersy MOF'ernes egenskaber til specifikke applikationer 3,4,5,6,7,8,9.
Både præfunktionalisering af ligander før MOF-syntese og postsyntetisk modifikation (PSM) af MOF'er er blevet anvendt til at introducere og / eller ændre funktionelle grupper i MOF-ligander10,11. Især kovalente PSM'er er blevet grundigt undersøgt for at introducere nye funktionelle grupper og generere en række MOF'er med forskellige funktionaliteter12,13,14. For eksempel kan UiO-66-NH2 omdannes til amidfunktionaliserede UiO-66-AM'er med forskellige kædelængder (lige fra det korteste acetamid til det længste n-hexylamid) gennem acyleringsreaktioner med passende acylhalogenider (såsom acetylchlorid eller n-hexanoylchlorid)15,16. Denne tilgang demonstrerer alsidigheden af kovalente PSM'er til at introducere specifikke funktionelle grupper på MOF-ligander, hvilket baner vejen for en bred vifte af applikationer.
Ud over kovalente PSM'er er postsyntetisk ligandudveksling (PSE) en lovende strategi til ændring af MOF'er (figur 1). Da MOF'er er sammensat af koordinationsbindinger mellem metaller og ligander (såsom carboxylater), kan disse koordinationsbindinger erstattes med eksterne ligander fra en opløsning. Udsættelse af MOF'er for en opløsning, der indeholder den ønskede ligand med kemiske mærker, kan inkorporeres i MOF'erne via PSE 17,18,19,20,21,22. Da PSE-processen accelereres af eksistensen af koordinerende opløsningsmidler, kaldes fænomenet også opløsningsmiddelassisteret ligandudveksling (SALE)23,24. Denne tilgang tilbyder en fleksibel og let metode til funktionalisering af MOF'er med en bred vifte af eksterne ligander, hvilket muliggør et bredt spektrum af applikationer 25,26,27,28,29.
Figur 1: Syntese af triazol og tetrazolfunktionaliserede H2BDC-ligander og fremstilling af triazol- og tetrazolfunktionaliserede UiO-66 MOF gennem PSE. Klik her for at se en større version af denne figur.
Forløbet af PSE-processen kan styres ved at justere ligandforholdet, udvekslingstemperaturen og tiden. Især kan stuetemperatur PSE anvendes til at opnå funktionaliserede MOF'er ved at udveksle ligander fra en opløsning til MOF faste stoffer20. PSE-strategien er særlig nyttig til at indføre både termisk ustabile funktionelle grupper (såsom azidogrupper) og koordinerende funktionelle grupper (såsom phenolgrupper) i MOF-strukturer18. Derudover er PSE-strategien blevet anvendt på forskellige MOF'er med metal- og koordinationsbindingsvariationer. Denne udveksling er en universel proces i kemien i MOFs30,31,32. I denne undersøgelse præsenterer vi en detaljeret protokol for PSE for at opnå funktionaliserede MOF'er fra uberørte, ikke-funktionaliserede MOF'er, og vi leverer en karakteriseringsstrategi for at bekræfte vellykket funktionalisering af MOF'erne. Denne metode demonstrerer PSE's alsidighed og bekvemmelighed til ændring af MOF'er med forskellige funktionelle grupper.
Tetrazolholdig benzen-1,4-dicarboxylsyre (H2BDC-tetrazol)33 og triazolholdig benzen-1,4-dicarboxylsyre (H2BDC-triazol) syntetiseres sommålligander og anvendes i PSE af UiO-66 MOF'er til opnåelse af nye, koordinationsfrie, triazolholdige MOF'er. Både triazoler og tetrazoler besidder sure N-H-protoner på deres heterocykliske ringe og kan koordinere med metalkationer, hvilket muliggør deres anvendelse til konstruktion af MOF'er34,35. Der er imidlertid begrænsede undersøgelser af inkorporering af koordinationsfrie tetrazoler og triazoler i MOF'er og beslægtede strukturer. I tilfælde af triazolfunktionaliserede Zr-MOF'er blev UiO-68 type MOF'er undersøgt til fotofysiske egenskaber gennem direkte solvotermisk syntese med benzotriazolfunktionaliteter36. For tetrazolfunktionaliserede Zr-MOF'er blev den blandede direkte syntese anvendt33. Disse heterocyklusfunktionaliserede MOF'er kunne tilvejebringe potentielle koordineringssteder i MOF-porer til katalyse, selektiv molekylær optagelse ved bindingsaffinitet og energirelaterede applikationer, såsom protonledning i brændselsceller.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De reagenser, der kræves til fremstilling af MOF'er og liganderne, er anført i materialetabellen.
1. Opsætning af postsyntetisk ligandudvekslingsproces (PSE)
- Tør de præsyntetiserede UiO-66 MOF'er helt under vakuum for at fjerne eventuelle ureagerede metalsalte og ligander i porerne og resterende opløsningsmiddelrester natten over.
BEMÆRK: Se supplerende fil 1 for synteseproceduren for UiO-66 MOF'er. - Forbered funktionaliserede ligander, H 2BDC-triazol og H2BDC-tetrazol (se supplerende fil 1 for fremstillingsprocessen; Supplerende figur 1 og supplerende figur 2 til karakterisering) i isoleret tilstand og helt tør under vakuum natten over.
- Forbered en 4% kaliumhydroxid (KOH) vandig opløsning ved at opløse kaliumhydroxid i deioniseret vand.
- Udfør PSE-processen i 20 ml scintillationshætteglas med polypropylenhætter (PP) (se materialetabel).
- H 2 BDC-triazol (23,3 mg, 0,1 mmol) eller H2BDC-tetrazol (23,4 mg, 0,1 mmol) afmåles og anbringes i hætteglasset med scintillation.
- H2BDC-liganden opløses i vandig opløsning. Brug en glaspipette til at overføre 1,0 ml af den 4% KOH vandige opløsning til scintillationshætteglasset, der indeholder BDC-Triazol eller BDC-tetrazol.
FORSIGTIG: Den 4% KOH vandige opløsning er meget grundlæggende. Undgå alle former for kontakt og brug personlige værnemidler. - Sonikere blandingen, indtil alle de faste stoffer er helt opløst.
- Neutraliser opløsningen til pH 7. Brug en glaspipette til at overføre 1 M vandig saltsyreopløsning (HCl) under omrøring til hætteglasset med scintillation indeholdende dicarboxylat, indtil pH 7 er nået. Mål pH-værdien enten med pH-papir (og dets farve) eller et pH-meter.
BEMÆRK: Det er afgørende at opretholde en pH-værdi på 7 under udskiftningsprocessen, da MOF'er typisk er ustabile under grundlæggende betingelser (>pH 7), og BDC-liganden ikke er opløselig under sure forhold (- Tilsæt MOF'er til dicarboxylatopløsningen og inkuber. Tilsæt UiO-66 MOF (33 mg, 0,02 mmol) til scintillationshætteglasset, der indeholder pH 7-opløsning.
BEMÆRK: Ved pH 7 er UiO-66 MOF-partikler ikke opløselige i vand, hvilket resulterer i deres suspension i vand.- Scintillationshætteglasset indeholdende MOF og ligand inkuberes i en ryster ved 120 rpm og ved stuetemperatur i 24 timer.
BEMÆRK: Omrøring kan bruges som et alternativ til rysteinkubation til PSE-processen. Der skal dog udvises forsigtighed, da fysisk kontakt mellem den magnetiske omrøringsstang og MOF'er kan resultere i revner eller brud på MOF-partiklerne. - Tilsæt MOF'er til dicarboxylatopløsningen og inkuber. Tilsæt UiO-66 MOF (33 mg, 0,02 mmol) til scintillationshætteglasset, der indeholder pH 7-opløsning.
2. Isolering af den udskiftede MOF og vaskeprocessen
- Efter inkubation isoleres det faste MOF fra blandingen ved centrifugering (1,166 x g, 5 min, stuetemperatur).
- Tilsæt frisk methanol (10 ml) til den opnåede faste MOF og ryst blandingen til dannelse af en heterogen blanding for at opløse de resterende uudvekslede BDC-ligander.
- Det faste stof, der blev isoleret ved centrifugering (1.166 x g, 5 min, stuetemperatur), isoleres.
- Gentag trin 2.2-2.3 to gange mere i alt tre vaskecyklusser.
- Det udskiftede MOF-faste stof tørres helt under vakuum natten over efter den sidste vask.
3. Karakterisering af MOF ved pulverrøntgendiffraktion (PXRD)
- Overfør ca. 10 mg af det udskiftede MOF-faste stof til en PXRD-prøveholder (se materialetabellen).
- Prøveholderen anbringes i diffraktometeret.
- Saml PXRD-mønsteret (figur 2) i området 2θ fra 5° til 30°.
- Sammenlign de opnåede data med den overordnede UiO-66 MOF og det simulerede mønster.
4. Karakterisering af MOF ved kernemagnetisk resonans (NMR) efter fordøjelse
- Overfør ca. 30 mg af det udskiftede MOF faste stof til et frisk 4 ml hætteglas.
- Brug en mikropipette til at overføre 400 μL DMSO-d 6 til MOF-prøven.
- Brug en mikropipette til at overføre 200 μL 4,14 MNH4F/D2O-opløsningtil en DMSO-d 6-suspension af MOF-pulver.
BEMÆRK: En vandig opløsning på ca. 40% HF kan anvendes i stedet for NH4F/D2O-opløsningen. I dette tilfælde observeres en signifikantH2O-topi NMR. Imidlertid er klarere fordøjelse mulig i tilfælde af HF-fordøjelse.
FORSIGTIG: HF er meget giftigt for kroppen og centralnervesystemet. Alle former for kontakt bør undgås, arbejdet skal udføres i en stinkhætte, og personlige værnemidler skal bæres. - Sonikere den heterogene blanding i 30 minutter, indtil MOF er opløst i dimethylsulfoxid (DMSO)-D2O blandet opløsningsmiddel efter fordøjelse.
- Eventuelle resterende uopløselige faste stoffer fjernes ved at filtrere opløsningen gennem et polyvinylidendifluorid (PVDF) sprøjtefilter (Φ 13 mm, 0,45 μm pore; se Materialetabel), mens den overføres fra 4 ml hætteglasset til et NMR-glas.
- Anbring NMR-røret i NMR-maskinen. Indsaml NMR-data (figur 3).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den vellykkede syntese af udvekslede UiO-66 MOF'er, UiO-66-Triazol og UiO-66-tetrazol producerede farveløse mikrokrystallinske faste stoffer. Både H2 BDC-Triazol ogH2BDC-tetrazolligander udviste også en farveløs fast tilstand. Standardmetoden, der blev brugt til at bestemme udvekslingens succes, involverede måling af PXRD-mønstre og sammenligning af prøvens krystallinitet med uberørt UiO-66 MOF. Figur 2 viser PXRD-mønstrene for udvekslet UiO-66-Triazol og UiO-66-tetrazol sammen med uberørte UiO-66 og simulerede data. Det simulerede PXRD-mønster blev genereret ud fra den rapporterede krystalstruktur af mål-MOF'erne. Da ligandudveksling ikke påvirker rammens struktur, blev placeringen af refleksionstoppe, relativ intensitet og bredde sammenlignet og matchet med uberørte UiO-66 MOF'er, og basislinjen var flad (figur 2). Stabiliteten af udvekslede MOF'er blev undersøgt med PXRD-mønsterændringer. Samlet set bevarede både UiO-66-Triazol og UiO-66-Tetrazol perfekt deres krystallinitet under vandige forhold og sure 1 M HCl-betingelser. Imidlertid blev der observeret total nedbrydning af både UiO-66-Triazol og UiO-66-tetrazol efter behandling med 1 M NaOH-opløsning (supplerende figur 3).
Figur 2: PXRD-spektre. PXRD-mønstre af simuleret UiO-66 (grå), UiO-66 (sort, som syntetiseret), udvekslede UiO-66-Triazol (blå) og udvekslede UiO-66-tetrazol (rød). Klik her for at se en større version af denne figur.
For at bestemme udvekslingsforholdet mellem UiO-66-Triazol og UiO-66-tetrazol blev 1H NMR-måling udført på de Zr-baserede MOF'er, som blev fordøjet i fluorholdig opløsning. Vandig HF-opløsning ogNH4F-opløsninger blevet brugt i vid udstrækning til at ødelægge UiO-66-rammen37,38,39. Figur 3 og supplerende figur 4 viser 1H NMR-mønstrene for udvekslet UiO-66-Triazol og UiO-66-tetrazol opnået fra NH4F-fordøjelsen. Integrationen af ikke-funktionaliseret BDC (sort cirkel fra uberørt MOF) og BDC-triazol (blå cirkel) eller BDC-tetrazol (rød cirkel) blev sammenlignet for at bestemme udvekslingsforholdet. Desuden blev integration, opdelingsmønstre og kemisk skift af tre toppe fra BDC-Triazol og BDC-Tetrazol anset for at bevare strukturen af BDC-Triazol og BDC-Tetrazol under fordøjelsesbetingelser. Bytteforholdet mellem triazol og tetrazol blev bestemt til henholdsvis 33% og 30% ud fra PSE-analysen (figur 3).
Endelig blev porøsiteten af de opnåede MOF'er analyseret ved N2-adsorptionseksperimenter ved 77 K. Både UiO-66-Triazol og UiO-66-tetrazol viste reducerede N2-adsorptionsmængder end uberørt UiO-66 (supplerende figur 5). Brunauer-Emmett-Teller (BET) overfladearealet af UiO-66-Triazol blev beregnet som 809 m 2/g og af UiO-66-tetrazol som 1.045 m2/g. Det målte BET-overfladeareal for uberørt UiO-66 var 1.604 m2/g.
Figur 3: 1 H NMR-spektre. 1H NMR-spektre af BDC-triazol i NH4F-opløsning (nederst, sort), udvekslet UiO-66-triazol efter NH4F-fordøjelse (nederst, blå), BDC-tetrazol i NH4F-opløsning (øverst, sort) og udvekslet UiO-66-tetrazol efterNH4F-fordøjelse(øverst, rød). Klik her for at se en større version af denne figur.
Supplerende figur 1: (A) 1H NMR-spektrum, (B) 13C NMR-spektrum og (C) Fourier-transformerende infrarødt spektrum af BDCE-Triazol. Klik her for at downloade denne fil.
Supplerende figur 2: (A) 1H NMR-spektrum, (B) 13C NMR-spektrum og (C) Fouriertransformerende infrarødt spektrum afH2BDC-triazol. Klik her for at downloade denne fil.
Supplerende figur 3: (A) PXRD-mønstre af UiO-66-Triazoler efter vand, 1 M HCl og 1 M NaOH-behandling i 1 dag. (B) PXRD-mønstre af UiO-66-tetrazoler efter vand, 1 M HCI og 1 M NaOH-behandling i 1 dag. Klik her for at downloade denne fil.
Supplerende figur 4: (A) Fuldt spektrum af 1H NMR-spektrum af UiO-66-Triazol (fra PSE) efterNH4F-nedbrydning. (B) Fuldt spektrum af 1H NMR spektrum af UiO-66-tetrazol (fra PSE) efter NH4F fordøjelse. Klik her for at downloade denne fil.
Supplerende figur 5:N2-isoterm (ved 77 K) af UiO-66 (uberørt, sort), UiO-66-Triazol (fra PSE, blå) og UiO-66-tetrazol (fra PSE, rød). Klik her for at downloade denne fil.
Supplerende fil 1: Nærmere oplysninger om forberedelsen af MOF'erne og liganderne. Klik her for at downloade denne fil.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
PSE-processen med funktionaliserede BDC-ligander mod Zr-baserede UiO-66 MOF'er er en enkel og alsidig metode til at opnå MOF'er med kemiske tags. PSE-processen udføres bedst i vandige medier, hvilket kræver det første trin med at løse liganden i et vandigt medium. Ved anvendelse af præsyntetiseret BDC med funktionelle grupper anbefales direkte opløsning i et basisk opløsningsmiddel, såsom en 4% KOH vandig opløsning. Alternativt kan natrium- eller kaliumsalt af benzen-1,4-dicarboxylat anvendes. Neutralisering til pH 7 er afgørende for PSE-processer, der anvender funktionaliseret BDC, da MOF'ernes lave stabilitet under grundlæggende forhold kan resultere i reduceret effektivitet. HCI anbefales til neutralisering, og andre syrer kan anvendes, hvis det er nødvendigt. I tilfælde af overskydende syrebelastning, der fører til sure forhold (under pH 7), kan den funktionaliserede BDC-ligand udfældes ud af opløsningen. Derfor bør neutralisering udføres, indtil pH 7 opnås, før systemet udsættes for sure forhold.
Flere faktorer, herunder udvekslingstemperatur, tid, ligandens størrelse og ligandforhold, påvirker PSE-forholdetvæsentligt 20. PSE-processen kan gentages flere gange for at øge udvekslingsforholdet. Efter inkubation kan de funktionaliserede MOF'er vaskes med passende opløsningsmidler flere gange. Destilleret vand er en passende mulighed for at fjerne eventuelle resterende dicarboxylatligander, mens MeOH kan bruges som et alternativ til fjernelse af fangede opløsningsmidler og dicarboxylatrester. SelvomH2BDCog BDC næppe er opløselige i MeOH, er funktionaliseredeH2BDC'er og BDC'er generelt opløselige i MeOH.
Anvendelsen af vandige betingelser udgør en væsentlig begrænsning i den nuværende PSE-proces til målfunktionalisering. For at muliggøre praktisk PSE under vandige forhold bliver det bydende nødvendigt at anvende vandstabile MOF'er, såsom Zr-baserede MOF'er eller ZIF'er. Mens PSE kan udføres i dimethylformamidopløsninger, forbedrer tilstedeværelsen af protiske opløsningsmidler og/eller vandige betingelser mærkbart både udvekslingsforholdet og den hastighed, hvormed målliganden erstatter moder-MOF'erne.
1H NMR-målinger kræves efter fordøjelsen for at bestemme udvekslingsforholdet. Den høje stabilitet af UiO-66 MOF'er til sure forhold gør fluorbaserede fordøjelsesmetoder ved hjælp af den høje affinitet mellem zirconium og fluorid egnet til dette formål. HF-fordøjelsesmetoden anvendes almindeligvis til fordøjelse af UiO-66 MOF'er. I mange tilfælde kan UiO-66 MOF'er fordøjes fuldt ud under en blanding af DMSO-d 6 og 48% vandig HF-opløsning med sonikering i 10 min16. Brugen af HF giver imidlertid flere sikkerhedsproblemer og begrænsninger for dets anvendelse. Derfor blev en alternativ fordøjelsesprocedure ved hjælp af NH4F-metoden anvendt i dette arbejde. Målet UiO-66 MOF (~ 30 mg) blev sonikeret i 30 minutter under NH4F / D2O / DMSO (600 μL) betingelser.
PSE-processen er en yderst effektiv og ligetil metode til at indføre funktionaliserede ligander i MOF'er. De vandige forhold og stuetemperaturmodifikation gør denne metode anvendelig på en lang række MOF-baserede materialer. Da PSE-processen foregår retningsbestemt fra overfladen af MOF'erne til kernen i rammerne, kan yderligere funktioner såsom overflademodifikation og overfladedeaktivering opnås21,22. De unikke PSE-funktionaliseringer i porøse materialer, såsom MOF'er, giver mulighed for forskellige funktionaliseringer og målapplikationer. Specifikt kunne hydrogenbindingsegenskaberne af disse triazol- og tetrazolfunktionaliserede MOF'er sammen med deres sure N-H-protoner anvendes i protonledning33. Derudover kunne de katalytiske applikationer også overvejes med heterocyklusfunktionaliserede MOF'er med deres koordinationsevner. Som et resultat forventes PSE-funktionalisering at give en platform til udvikling af funktionaliserede MOF'er med unikke egenskaber og forskellige applikationer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Denne forskning blev støttet af Basic Science Research Program gennem National Research Foundation of Korea (NRF) finansieret af Ministeriet for Videnskab 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).
