Post-sentetik ligand değişimi (PSE), fonksiyonel grupları metal-organik çerçevelere (MOF'ler) kurmak için çok yönlü ve güçlü bir araçtır. MOF'ların triazol ve tetrazol fonksiyonelleştirilmiş ligandlar içeren çözeltilere maruz bırakılması, bu heterosiklik moietileri PSE süreçleri yoluyla Zr-MOF'lara dahil edebilir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Post-sentetik ligand değişimi yoluyla triazol ve tetrazol-fonksiyonel Zr-bazlı metal-organik çerçevelerin sentezi
* These authors contributed equally
Bu makalede
Özet
Özet
Metal-organik çerçeveler (MOF'ler), metal kümeleri ve organik ligandlar arasındaki koordinasyon bağları yoluyla oluşturulan gözenekli malzemelerin bir sınıfıdır. Koordinasyon yapıları göz önüne alındığında, organik ligandlar ve gergi çerçevesi MOF'tan kolayca çıkarılabilir ve / veya diğer koordinatif moleküllerle değiştirilebilir. Hedef ligandları MOF içeren çözeltilere dahil ederek, fonksiyonel MOF'lar sentetik sonrası ligand değişimi (PSE) adı verilen bir işlemle yeni kimyasal etiketlerle elde edilebilir. PSE, katı çözelti denge prosesi aracılığıyla çok çeşitli MOF'ların yeni kimyasal etiketlerle hazırlanmasını sağlayan basit ve pratik bir yaklaşımdır. Ayrıca, PSE oda sıcaklığında gerçekleştirilebilir ve termal olarak kararsız ligandların MOF'lara dahil edilmesine izin verir. Bu çalışmada, Zr bazlı bir MOF'u işlevselleştirmek için heterosiklik triazol ve tetrazol içeren ligandlar kullanarak PSE'nin pratikliğini gösteriyoruz (UiO-66; UiO = Oslo Üniversitesi). Sindirimden sonra, işlevselleştirilmiş MOF'lar, toz X-ışını kırınımı ve nükleer manyetik rezonans spektroskopisi dahil olmak üzere çeşitli tekniklerle karakterize edilir.
Giriş
Metal-organik çerçeveler (MOF'ler), metal kümeleri ve çok konulu organik ligandlar arasındaki koordinasyon bağları yoluyla oluşturulan üç boyutlu gözenekli malzemelerdir. MOF'lar, kalıcı gözeneklilikleri, düşük yoğunlukları ve çeşitli uygulamalara olanak tanıyan organik ve inorganik bileşenleri ilişkilendirme yetenekleri nedeniyle önemli ölçüde dikkat çekmiştir 1,2. Dahası, çok çeşitli metal düğümler ve dikme organik bağlayıcılar, MOF'lara teorik olarak sınırsız yapısal kombinasyonlar sunar. Aynı çerçeve yapılarıyla bile, MOF'ların fiziksel ve kimyasal özellikleri, kimyasal etiketlerle ligand işlevselliği yolu....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
MOF'ları ve ligandları hazırlamak için gerekli reaktifler Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. Sentetik ligand değişimi (PSE) sonrası işlemin kurulması
- Önceden sentezlenmiş UiO-66 MOF'ları, gözeneklerdeki reaksiyona girmemiş metal tuzlarını ve ligandları ve gece boyunca kalan çözücü kalıntılarını gidermek için vakum altında tamamen kurutun.
NOT: UiO-66 MOF'ların sentez prosedürü için Ek Dosya 1'e bakınız. - İşlevsel ligandlar, H2 BDC-Triazol veH2BDC-Tetrazol hazırlayın (hazırlık süreci için Ek Dosya 1'e bakınız; Karakteriz....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Değiş tokuş edilmiş UiO-66 MOF'ların, UiO-66-Triazol ve UiO-66-Tetrazolün başarılı sentezi, renksiz mikrokristalin katılar üretti. Hem H2 BDC-Triazol hem deH2BDC-Tetrazol ligandları renksiz bir katı hal sergiledi. Değişimin başarısını belirlemek için kullanılan standart yöntem, PXRD modellerinin ölçülmesini ve numunenin kristalliğinin bozulmamış UiO-66 MOF ile karşılaştırılmasını içeriyordu. Şekil 2, değiş tokuş edilen UiO-66-Triazol ve UiO-66-Tetrazol'ün PXRD modelleri.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Zr tabanlı UiO-66 MOF'lara yönelik işlevselleştirilmiş BDC ligandları ile PSE işlemi, kimyasal etiketlere sahip MOF'lar elde etmek için basit ve çok yönlü bir yöntemdir. PSE işlemi en iyi sulu ortamda gerçekleştirilir ve ligandı sulu bir ortamda çözmenin ilk adımını gerektirir. Fonksiyonel gruplarla önceden sentezlenmiş BDC kullanıldığında,% 4 KOH sulu çözelti gibi bazik bir çözücü içinde doğrudan çözünme önerilir. Alternatif olarak, benzen-1,4-dikarboksilatın sodyum veya potasyum tuzu kullanılabilir. pH 7'ye nötralizasy.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.
Teşekkürler
Bu araştırma, Bilim ve BİT Bakanlığı (NRF-2022R1A2C1009706) tarafından finanse edilen Kore Ulusal Araştırma Vakfı (NRF) aracılığıyla Temel Bilim Araştırma Programı tarafından desteklenmiştir.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| BDC-Triazol | 2-Bromotereftalik asit | BLD Pharm | BD5695 |
| reaktifi BDC-Triazol | Simga Aldrich | 155071 | |
| Bis (trifenilfosfin) paladyum (II) diklorür | BDC-Triazol için TCI | B1667 | reaktifi BDC-Triazol için |
| bakır (I) siyanür | Alfa-Aesar | ||
| BDC-Triazole | Bakır (I) iyodür | Acros organics | 20150 |
| reaktifi | |||
| Bruker BioSciences | maXis 4G | HR-MS | |
| Lithum hidroksit monohidrat | Daejung kimyasal | BDC-Triazol Magnezyum sülfat için 5087-4405 | reaktif BDC-Triazol |
| Samchun kimyasal | M1807 | reaktifi | |
| Metil alkol | BDC-Tetrazol | Daejung kimyasal | M0584 |
| Daejung kimyasal | D0552 | reaktifi | |
| Bruker | AVANCE 500MHz | NMR | |
| Polipropilen kapak (22 mm, Mantar Destekli Folyo Astarlı) | Sungho Korea | 22-200 | sindirim malzemesi |
| BDC-Tetrazol | siyanür | Alfa-Aesar | L13273 |
| reaktifi Synringe filtresi (13 mm, 0.45 &mikro; m) | LK Lab Korea | F14-61-363 | sindirim için malzeme |
| Sintilasyon şişesi (20 mL, borosilikat cam) | Sungho Korea | 74504-20 | sindirim için malzeme |
| Sodyum azid ve nbsp; | BDC-Tetrazol | TCI | S0489 |
| reaktifi BDC-Triazol | S0343 | ||
| (1 M THF çözeltisi) | Acros organics | BDC-Triazol | 20195 |
| TCI | T0424 | BDC-Triazol | |
| Trietilamin hidroklorür | Daejung kimyasalı | için reaktifBDC-Tetrazol için 8628-4405 | reaktif |
| Trimetilsilil-asetilen | Alfa-Aesar | BDC-Triazol | A12856 |
| TCI | T0519 | BDC-Triazol için reaktif | |
| X IŞINI DIFRAKTOMETRE SISTEMI | Rigaku | MiniFlex 600 | PXRD |
| Zirkonyum(IV) klorür | BDC-Tetrazol için | Alfa-Aesar | 12104 |
Kaynaklar
- 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....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
