Chiral Metal-Organik Çerçeveler (MOFs) kullanılarak Heterojen Enantioselatif Katalizörlerin Geliştirilmesi

MOF tabanlı katalizör reaksiyon sitesi doğrulama için bizim fikir bir reaksiyon MOFs iç veya dış yüzeyinde yer alır olup olmadığı hakkında güvenilir veri verir. Bu yöntemler, MOF tabanlı katalizörün tasarımında çok önemli olabilecek tepki alanlarını değerlendirmek için kullanılabilir. MOF tabanlı katalizör geliştirme araştırma çalışmaları katalizör karakterizasyonu için objektif bir bakış açısı elde etmek için bu yöntemleri kullanabilirsiniz.

Teknikleri tek başına metin öğretimyoluyla çalıştırmak zor olduğundan, bu yöntemlerin görsel gösteri esastır. Prosedürü gösteren Jeehwan Han, araştırma ekibimden yüksek lisans öğrencisi olacak. Küçük boy KUMOF-1 sentezi için, 0.2 miligram bakır(II)nitrat, 0.24 miligram dikarboksilik asit ligandı metanolde dört mililitre DEF çözün.

Bir PTFE kapağı ile reaksiyon hücresi kap ve 65 derece santigrat bir mikrodalga reaktör hücre yerleştirin, inç kare başına 100 pound ve 20 dakika boyunca 50 Watt. Reaksiyonun sonunda, elde edilen mavi kübik kristalleri yüzdürmek için küçük bir spatula ile hafifçe çırpın ve kristalleri filtre kağıdına ayırın. Kristalleri yıkama başına üç mililitre sıcak DEF ile üç kez yıkayın ve ardından kristalleri depolama için taze susuz DCM'ye aktarmadan önce yıkama başına üç mililitre susuz DCM ile üç yıkama yapın.

Orta boy KUMOF-1 sentezi için, 1,5 mililitre metanol ve dokuz miligram dikarboksilik asit ligand'da 7,2 miligram bakır nitrat ı çözün. Bandı bir iğneyle delin ve dört mililitrelik şişeyi 20 mililitrelik bir şişeye yerleştirin.

Küçük ve büyük şişeler arasındaki boşluğa bir mililitre DMA ekleyin. 65 derece santigrat fırında 24 saatlik kuluçka için büyük şişeyi sıkıca kaplayın. Ertesi gün, elde edilen mavi kübik kristalleri yüzdürmek ve kristalleri bir filtre kağıdı parçasıüzerine çıkarmak için formül litre şişe çözeltisini küçük bir spatula ile hafifçe çırpın.

Üç kristalleri üç mililitre taze sıcak DEF ve metanol ile üç kez yıkayın. Çinko/KUMOF-1 kristal hazırlığı için, eksi 78 derece santigrat derece dcm iki mililitre KUMOF-1 süspansiyon 180 miligram dimetil çinko 680 mikrolitre ekleyin. Karışımı bu sıcaklıkta dakikada 180 dönüşle üç saat boyunca sallayın.

Kuluçka sonunda supernatant decant ve herhangi bir tepkisiz dimetil çinko tam kaldırılması için soğuk DCM birkaç kez üç mililitre ile ortaya çıkan ürün yıkayın. Küçük, orta ve büyük boyutlu çinko/KUMOF-1 kristallerini elde etmek için gösterildiği gibi KUMOF-1 kristal hazırlama protokolünü uygulayın. Titanyum/KUMOF-1 kristallerini sentezlemek için, iki mililitre DCM'de KUMOF-1'in 24 miligramlık süspansiyonuna 59 mikrolitre titanyum izopropoksit ekleyin.

Oda sıcaklığında dakikada 180 dönüşte karışımı beş saat sallayın. Kuluçka sonunda, supernatant decant, herhangi bir kalıntı titanyum izopropoksit tam kaldırılması için soğuk DCM birkaç kez üç mililitre ile ortaya çıkan ürün yıkayın. Küçük, orta ve büyük boyutlu titanyum/KUMOF-1 kristallerini elde etmek için gösterildiği gibi KUMOF-1 kristal hazırlama protokolünü uygulayın.

Çinko/KUMOF-1 ile heterojen bir stokiyometrik karbonil-ene reaksiyonu için, 100 mikrolitre DCM'deki substrat çözeltisini eksi 78 santigrat derece dcm'nin iki mililitresinde çinko/KUMOF-1'in 102 miligram süspansiyonuna ekleyin. Reaksiyon karışımını üç buçuk saat boyunca kriyojenik bir soğutma banyosuna yerleştirin. Kuluçka sonunda, bir sulu 6 Normal hidroklorik asit çözeltisi üç mililitre ile reaksiyon söndürmek ve bir diatomaceous silika ped ile ortaya çıkan karışımı filtre.

Titanyum/KUMOF-1 ile heterojen katalitik karbonil-ene reaksiyonu için, titanyum/KUMOF-1'in 12 miligram süspansiyonuna 100 mikrolitre DCM'deki substrat çözeltisini sıfır derecede dcm'de iki mililitre ye ekleyin. Dakikada 180 dönüşte bu sıcaklıkta çözeltiyi 36 saat sallayın. Kuluçka sonunda supernatant toplamak ve yıkama başına taze DCM üç mililitre ile üç kez ortaya çıkan kristalleri yıkayın.

Çinko reaktifini kullanan enantioselsel karbonil-ene reaksiyonu, alkoksi karbonil gruplarının metale olan bağlayıcı yakınlıkları arasındaki fark tan dolayı stokiyometriktir. Çinko/KUMOF-1 ile substratların heterojen enantiosel karbonil-ene reaksiyonunun sonuçları, en küçük substratın kristalin içinde yayıldığını ve metal organik çerçevelerin tüm reaksiyon alanlarının mevcut olduğunu kanıtlayan yüksek verimli bir şekilde ürüne dönüşebileceğini göstermiştir. Substrat boyutu arttıkça verim ve enantiomerik fazlalık azalmış ve bu da daha büyük yüzeylerin metal organik çerçeve kristaliniçindeki reaksiyon bölgelerine erişemeyeceğini düşündürmektedir.

Reaksiyon kanalı karşılık gelen reaksiyon ürünleri tarafından bloke edildi çünkü büyük substrat muhtemelen bu sistemde reaksiyon tabi tutulmadı. Eğer substrat boyutu çok büyükse, yüzey reaksiyon alanı ilk teması yapar ve doğrudan kanalın girişini engeller, bu da diğer yüzeylerin nüfuz etmesini imkansız hale getirir. Substrat boyutu boşluğun büyüklüğüne göre yeterince küçük olduğunda, ek yüzeyler kristal nüfuz edebilir.

Çinko aracılı sistemin aksine, titanyum katalizsistem substrat boyutuna göre hiçbir ayrım yapmadan katalitik reaksiyon bölgelerinde meydana gelen olaylar hakkında daha fazla bilgi sağlar. Gerçekten de, çoğu reaksiyonlar yüzeyde veya altında meydana gelir ve ürünler hemen çözeltiye çıkarıldı. Gösterildiği gibi karbonil-ene reaksiyon prosedürlerinin adımlarını dikkatle takip ederek, güvenilir deneysel sonuçlar elde etmek önemlidir.

İki fotonlu mikroskopi ölçümleri, çeşitli MOF tabanlı katalizörlerin gerçek reaksiyon bölgesi için ek veri sağlayacaktır. MOF katalizör reaksiyon sitesi için bir doğrulama prosedürü olarak gereklidir. Yöntemimiz sonuçları çift kontrol etmek için bir araç olarak kullanılabilir.