Name: Çok Amaçlı Fosfin Bağlayıcılardan Düşük Değerli Metal-Organik Çerçevelerin Sentezi için Deneysel Yaklaşımlar (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-12T14:20:00.000+00:00
Duration: 7 min 14 s
Description: Keşfedin, düşük değerli metal iyonları ve çok amaçlı fosfin bağlayıcılar kullanarak düşük değerli metal-organik çerçevelerin sentezi için temel protokolü. Bu yöntem, heterojen kataliz uygulamaları için yeni katı hal katalizörleri geliştirmeyi amaçlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma, Ulusal Bilim Vakfı, Kimya Bölümü'nden CHE-2153240 Ödül No'lu bir hibe ile desteklenmiştir.

1. Schlenk hattının kurulması
<ol><li>Tüm muslukların kapalı olduğundan emin olun, ardından soğuk tuzağı bir O-ring kullanarak Schlenk hattına sabitleyin (kurulumumuzda boyut 229 kullanıldı, ancak boyut kullanılan Schlenk hattına bağlı olarak değişebilir) ve kelepçe.</li>
	<li>Vakum pompasını açın (gaz-balast kapalı) ve ardından Schlenk hattının musluklarını, tüm aparat vakuma açık olacak şekilde açın. NOT: Hortumlara veya havaya açık diğer musluklara musluklar açmayın; Aparat dinamik bir vakum altında kapalı bir sistem olmalıdır.</li>
	<li>Schlenk hattının atmosferi tahliye edilirken en az 5 dakika bekleyin. NOT: Bazı Schlenk hatlarına, cihazın dinamik bir vakum altında ulaşacağı en düşük basıncı belirlemek için bir barometre takılabilir. Bu basınca 5 dakika geçmeden ulaşıldıysa, bir sonraki adıma geçin.</li>
	<li>Schlenk hattının soğuk tuzağını etrafına sıvı azotla dolu bir Dewar şişesi yerleştirerek soğutun. Dewar şişesinin üstünü örtmek için bir havlu kullanın ve deney sırasında sıvı azotun buharlaşmasını yavaşlatın. DİKKAT: Sıvı azotla temas cilde ve gözlere ciddi zararlar verebilir ve sadece güvenli bir şekilde kullanmak için eğitilmiş kişiler tarafından ele alınmalıdır. Cilt ve göz koruması kullanın. NOT: Genellikle, önce boş Dewar şişesini soğuk tuzağın etrafına yerleştirmek ve ardından Dewar şişesini sıvı azotla doldurmak için ikinci bir Dewar kullanmak daha kolay ve güvenlidir.</li>
	<li>Kabarcığı hafif bir akışa (yaklaşık 3 kabarcık/sn) inert gaz (N, 2(g) veya Ar(g)) açın.</li>
</ol>2. Katı reaktiflerin ölçülmesi
<ol><li>Reaksiyon şişesine tetrakis (trifenilfosfin) paladyum (0) ve trifenilfosfin modülatörü eklenmesi.<ol><li>Katı ek huni olarak kullanmak için bir parça tartım kağıdını bir koninin içine yuvarlayın ve 10 mL'lik şişenin musluk açıklığına yerleştirin. Koninin alt kısmının, hortum ataşmanı boyunca uzanacak kadar uzağa yerleştirildiğinden emin olun. NOT: Tartım kağıdını yuvarlamak için boş bir NMR tüpü veya benzer şekilde küçük boru şeklinde bir nesne kullanmak, musluk açıklığına sığmak için gereken küçük çapın elde edilmesine yardımcı olur.</li>
		<li>Tetrakis (trifenilfosfin) paladyumu (0) (0.084 g, 0.073 mmol, 1 eşdeğeri) 10 mL'lik şişeye farklılıklarla tartın. DİKKAT: Tetrakis (trifenilfosfin) paladyum (0), özellikle yutulduğunda vücuda zararlıdır ve havada ince bir şekilde dağılırsa tutuşabilir. Toz oluşumundan ve her türlü temastan kaçının ve kişisel koruyucu ekipman giyin. NOT: Şişe ve tartım kağıdı konisi, tüm katının şişenin altına aktarıldığından emin olmak için hafifçe dokunulabilir.</li>
		<li>Adım 2.1.2'yi trifenilfosfin (1.23 g, 4.67 mmol, 64 eşdeğeri) ile tekrarlayın. DİKKAT: Trifenilfosfin vücuda ve merkezi sinir sistemine zararlıdır. Her türlü temastan kaçının ve kimyasallara dayanıklı eldivenler de dahil olmak üzere kişisel koruyucu ekipman giyin.</li>
		<li>Tartım kağıdı konisini atın ve poli(tetrafloroetilen) (PTFE) musluğu 10 mL'lik şişeye vidalayın.</li>
	</ol></li>
	<li>Tetratopik fosfin bağlayıcıyı ayrı bir 10 mL şişeye ölçün.<ol><li>Adım 2.1.1'i ikinci bir 10 mL şişe ile tekrarlayın.</li>
		<li>İkinci 10 mL şişeyi kullanarak, adım 2.1.2'yi tetratopik fosfin bağlayıcı Sn1 (0.085 g, 0.073 mmol, 1 eşdeğeri) ile tekrarlayın. DİKKAT: Sn1'in tehlikeli özellikleri bilinmemektedir. Bir Sn (IV) bileşiği ve üçüncül bir fosfin olduğu için, akut toksik olduğunu varsayın ve her türlü temastan kaçının. Kimyasallara dayanıklı eldivenler de dahil olmak üzere kişisel koruyucu ekipman giyin.</li>
		<li>İkinci 10 mL şişe ile adım 2.1.4'ü tekrarlayın.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Reaktifleri inert bir atmosfer altına sokmak
<ol><li>Schlenk hattından 10 mL'lik şişelerin her birine bir hortum (siyah kauçuk vakum borusu, iç çap 3/16 x duvarda 3/16) bağlayın.</li>
	<li>PTFE musluğunu, kabın hortuma açık olduğu kadar açın. NOT: Musluk çok geniş açıksa, tahliye sırasında katı maddeler hortuma çekilebilir.</li>
	<li>Her iki 10 mL'lik şişeyi de vakuma açın. 5 dakika bekleyin.</li>
	<li>Her 10 mL'lik şişenin musluğunu kapatın ve ardından her hortumu vakuma kapatın. Hortumları inert gaza geçirin ve ardından inert gazla doldurmak için her 10 mL'lik şişenin musluğunu yavaşça açın. NOT: Vakumdan inert gaza geçerken, inert gazın kabarcık akışının, petrolün Schlenk hattına çekilmesini önleyecek kadar yüksek, ancak şişedeki katıları rahatsız etmeyecek kadar düşük olduğundan emin olun. Sistemi asla aynı anda hem vakum hem de inert gaz için açmayın.</li>
	<li>Toplam üç döngü için 3.3-3.4 arasındaki adımları iki kez daha yineleyin.</li>
</ol>4. İnert bir atmosfer altında reaktiflere çözücü eklenmesi
<ol><li>Havanın şişeye girmesini önlemek için yeterli olan pozitif bir inert gaz basıncı altında, PTFE musluğunu çıkarın ve her 10 mL şişe için bir septum ile değiştirin.</li>
	<li>Paladyum ve fosfin karışımına toluen ve metilen klorür ekleyin.<ol><li>1.5 mL kuru ve oksijensiz tolueni tetrakis (trifenilfosfin) paladyum (0) ve trifenilfosfin içeren şişeye aktarmak için bir şırınga ve iğne kullanın. DİKKAT: Toluen hem toksik hem de yanıcıdır. Her türlü temastan kaçının, ısı kaynaklarından uzak tutun, davlumbazda çalışın ve kişisel koruyucu ekipman giyin. NOT: Solventler, inert gaz altında aktif bir alüminyum kolondan geçirilerek kurutulabilir ve 30 dakika boyunca inert gazla serpilerek oksijenden arındırılabilir. Çözeltiyi çizmeden önce şırıngayı ve iğneyi inert gazla üç kez temizlediğinizden emin olun.</li>
		<li>Adım 4.2.1'i 1,5 mL kuru ve deoksijene metilen klorür ile tekrarlayın. DİKKAT: Metilen klorür toksik ve kanserojendir. Her türlü temastan kaçının, duman davlumbazında çalışın ve kişisel koruyucu ekipman giyin.</li>
		<li>Tüm katı maddeler çözünene kadar şişeyi döndürün (yaklaşık 30 sn).</li>
	</ol></li>
	<li>Tetratopik fosfin bağlayıcıya metilen klorür ekleyin.<ol><li>3.0 mL kuru ve oksijensiz tolueni tetratopik fosfin bağlayıcı Sn1'i içeren şişeye aktarmak için bir şırınga ve iğne kullanın.</li>
		<li>Tüm katı madde çözülene kadar şişeyi döndürün (yaklaşık 30 sn).</li>
	</ol></li>
</ol>5. Bağlayıcının paladyum ve fosfin karışımına eklenmesi
<ol><li>Tüm Sn1 bağlayıcı çözeltisini tetrakis (trifenilfosfin), paladyum (0) ve trifenilfosfin içeren şişeye aktarmak için bir şırınga ve iğne kullanın.</li>
	<li>İyice karıştırmak için çözeltiyi 30 sn döndürün, ardından septumu, havanın şişeye girmesini önlemek için yeterli bir inert gaz pozitif basıncı altında PTFE musluğu ile değiştirin ve şişeyi kapatın.</li>
	<li>Sonicate (40 kHz) ek bir 30 s için reaksiyon çözeltisi.</li>
</ol>6. Reaksiyonun ısıtılması
<ol><li>Kapalı şişeyi 60 ° C'de önceden ısıtılmış bir yağ banyosuna yerleştirin ve çalkalamadan 24 saat bekletin.</li>
</ol>7. MOF ürününün izole edilmesi
<ol><li>Şişeyi yağ banyosundan çıkarın ve oda sıcaklığına soğumasını bekleyin. DİKKAT: Sıcak cam eşyaları ve/veya yüzeyleri kullanırken, ısıya dayanıklı eldivenler giydiğinizden emin olun.</li>
	<li>Küçük bir Buchner hunisi ve filtre kağıdı (8 μm gözenek boyutu) kullanarak bir vakum filtreleme aparatı kurun.</li>
	<li>PTFE musluğunu şişeden çıkarın ve ardından süspansiyonun toplam hacmini filtreye aktarmak için bir pipet kullanın. NOT: Filtrenin üst kısmından hafif bir inert gaz akışı, oksijene duyarlı MOF ürününün ayrışmasını önlemeye yardımcı olabilir.</li>
	<li>Katıyı 2 mL deoksijene 3:1 metilen klorür/toluen çözeltisi ile durulayın. Bu adımı iki kez daha tekrarlayın ve katının filtre kağıdında 3 dakika kurumasını bekleyin.</li>
	<li>Katıyı önceden tartılmış bir şişeye kazıyın ve ardından Sn1-Pd verimini elde etmek için şişeyi tartın. NOT: Havadaki oksijen varlığında ayrışmayı önlemek için LVMOF malzemesini inert gaz veya dinamik vakum altında saklayın.</li>
</ol>8. MOF ürününün toz X-ışını kırınımı (PXRD) ile karakterizasyonu
<ol><li>Yaklaşık 20-30 mg kristal katı maddeyi bir silikon PXRD numune tutucusuna aktarın. NOT: Sn1-Pd , PXRD ile karakterizasyon için havada yeterince kararlı olsa da, daha fazla havaya duyarlı LVMOF malzemesi inert atmosfer eldiven kutusuna aktarılabilir ve sızdırmaz kılcal PXRD numune tutucusuna yüklenebilir.</li>
	<li>Numune tutucuyu bir difraktometreye yerleştirin ve cihazın kapağını kapatın.</li>
	<li>PXRD desenini 4 ila 40 2θ arasında toplayın (0,5 s/adım tarama hızı, 0,0204° 2θ adım boyutu) ve verileri Sn1-Pd'nin simüle edilmiş toz deseniyle karşılaştırın.</li>
</ol>

Multitopik Fosfin Bağlayıcılardan Düşük Değerlikli MOF'ların Sentezi

<ol><li>Zhou, H. -C., Long, J. R., Yaghi, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Introduction+to+metal-organic+frameworks%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Introduction to metal-organic frameworks.</a> Chemical Reviews. 112 (2), 673674(2012).</li>
<li>Furukawa, H., Cordova, K. E., O'Keefe, M., Yaghi, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+chemistry+and+applications+of+metal-organic+frameworks%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">The chemistry and applications of metal-organic frameworks.</a> Science. 341 (6149), 1230444(2013).</li>
<li>Li, J., Bhatt, P. M., Li, J., Eddaoudi, M., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+progress+on+microfine+design+of+metal-organic+frameworks%3A+Structure+regulation+and+gas+sorption+and+separation%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Recent progress on microfine design of metal-organic frameworks: Structure regulation and gas sorption and separation.</a> Advanced Materials. 32 (44), 2002563(2020).</li>
<li>Lin, R. -B., Xiang, S., Zhou, W., Chen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microporous+metal-organic+framework+materials+for+gas+separation%5BTitle%5D)+AND+%22Chem%22%5BJournal%5D)">Microporous metal-organic framework materials for gas separation.</a> Chem. 6 (2), 337363(2020).</li>
<li>Mendes, R. F., Figueira, F., Leite, J. P., Gales, L., Almeida Paz, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-organic+frameworks%3A+a+future+toolbox+for+biomedicine%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Metal-organic frameworks: a future toolbox for biomedicine.</a> Chemical Society Reviews. 49 (24), 91219153(2020).</li>
<li>Wei, Y. -S., Zhang, M., Zou, R., Xu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-organic+framework-based+catalysts+with+single+metal+sites%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Metal-organic framework-based catalysts with single metal sites.</a> Chemical Reviews. 120 (21), 1208912174(2020).</li>
<li>Cornils, B., Herrmann, W. A., Beller, M., Paciello, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCornils%2C+B+%22Applied+Homogeneous+Catalysis+with+Organometallic+Compounds%3A+A+Comprehensive+Handbook+in+Four+Volumes%22">Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds: A Comprehensive Handbook in Four Volumes</a>. , Wiley VCH. Weinheim, Germany. (2017).</li>
<li>Young, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolating+reactive+metal-based+species+in+metal-organic+frameworks+-+Viable+strategies+and+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Science%22%5BJournal%5D)">Isolating reactive metal-based species in metal-organic frameworks - Viable strategies and opportunities.</a> Chemical Science. 11 (16), 40314050(2020).</li>
<li>Drake, T., Ji, P., Lin, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Site+isolation+in+metal-organic+frameworks+enables+novel+transition+metal+catalysis%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Site isolation in metal-organic frameworks enables novel transition metal catalysis.</a> Accounts of Chemical Research. 51 (9), 21292138(2018).</li>
<li>Dunning, S. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+metal-organic+framework+with+cooperative+phosphines+that+permit+post-synthetic+installation+of+open+metal+sites%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+-+International+Edition%22%5BJournal%5D)">A metal-organic framework with cooperative phosphines that permit post-synthetic installation of open metal sites.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 57 (30), 92959299(2018).</li>
<li>Sikma, R. E., Balto, K. P., Figueroa, J. S., Cohen, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-organic+frameworks+with+low-valent+metal+nodes%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+-+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Metal-organic frameworks with low-valent metal nodes.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 61 (33), e202206353(2022).</li>
<li>Agnew, D. W., Gembicky, M., Moore, C. E., Rheingold, A. L., Figueroa, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robust%2C+transformable%2C+and+crystalline+single-node+organometallic+networks+constructed+from+ditopic+m-terphenyl+isocyanides%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Robust, transformable, and crystalline single-node organometallic networks constructed from ditopic m-terphenyl isocyanides.</a> Journal of the American Chemical Society. 138 (46), 1513815141(2016).</li>
<li>Agnew, D. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crystalline+coordination+networks+of+zero-valent+metal+centers%3A+Formation+of+a+3-dimensional+Ni%280%29+framework+with+m-Terphenyl+diisocyanides%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Crystalline coordination networks of zero-valent metal centers: Formation of a 3-dimensional Ni(0) framework with m-Terphenyl diisocyanides.</a> Journal of the American Chemical Society. 139 (48), 1725717260(2017).</li>
<li>Voigt, L., Wugt Larsen, R., Kubus, M., Pedersen, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zero-valent+metals+in+metal-organic+frameworks%3A+fac-M%28CO%29%283%29%28pyrazine%29%283%2F2%29%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Zero-valent metals in metal-organic frameworks: fac-M(CO)(3)(pyrazine)(3/2).</a> Chemical Communications. 57 (3), 3861(2021).</li>
<li>Sikma, R. E., Cohen, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-organic+frameworks+with+zero+and+low-valent+metal+nodes+connected+by+tetratopic+phosphine+ligands%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+-+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Metal-organic frameworks with zero and low-valent metal nodes connected by tetratopic phosphine ligands.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 61 (11), e202115454(2022).</li>
<li>Xu, Z., Han, L. L., Zhuang, G. L., Bai, J., Sun, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+construction+of+three+anion-dependent+cu%28i%29+coordination+networks+as+promising+heterogeneous+catalysts+for+azide-alkyne+%26%2334%3Bclick%26%2334%3B+reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Inorganic+Chemistry%22%5BJournal%5D)">In situ construction of three anion-dependent cu(i) coordination networks as promising heterogeneous catalysts for azide-alkyne &#34;click&#34; reactions.</a> Inorganic Chemistry. 54 (10), 47374743(2015).</li>
<li>Llabresixamena, F., Abad, A., Corma, A., Garcia, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MOFs+as+catalysts%3A+Activity%2C+reusability+and+shape-selectivity+of+a+Pd-containing+MOF%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Catalysis%22%5BJournal%5D)">MOFs as catalysts: Activity, reusability and shape-selectivity of a Pd-containing MOF.</a> Journal of Catalysis. 250 (2), 294298(2007).</li>
<li>Dong, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+palladium-carbon-connected+organometallic+framework+and+its+catalytic+application%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">A palladium-carbon-connected organometallic framework and its catalytic application.</a> Chemical Communications. 55 (96), 14414(2019).</li>
<li>Moosavi, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capturing+chemical+intuition+in+synthesis+of+metal-organic+frameworks%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Capturing chemical intuition in synthesis of metal-organic frameworks.</a> Nature Communications. 10 (1), 17(2019).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.

Protokolde, istenen fosfin bazlı LVMOF ürününün yeterli kristalliğe sahip olması için izlenmesi gereken birkaç kritik adım vardır. Birincisi, metal öncü ve modülatör karışımının (bu durumda, sırasıyla tetrakis (trifenilfosfin) paladyum (0) ve trifenilfosfin) multitopik fosfin bağlayıcısından (bu durumda, Sn1) bağımsız olarak çözülmesi gerektiğidir. Bu, modülatörün bağlayıcıya göre etkili konsantrasyonu çok düşük olduğunda veya hiç modülatör bulunmadığında ortaya çıkan amorf koordinasyon polimerlerinin hı...

Metal-organik çerçeveler veya MOF'lar, kristalin, gözenekli malzemelerin bir sınıfıdır1. MOF'lar, genellikle ikincil bina birimleri (SBU'lar) olarak adlandırılan metal iyonlarından veya metal iyon kümesi düğümlerinden ve iki ve üç boyutlu ağ yapıları2 vermek için çok topikli organik bağlayıcılardan oluşur. Son otuz yılda, MOF'lar gaz depolama3 ve ayırma4, biyotıp5 ve kataliz6'daki potansiyel kullanımları nedeniyle kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Bildirilen MOF'ların ezici çoğunluğu, yüksek oksidasyon durumu metal düğümlerinden ve karboksilatlar2 gibi sert, anyonik donör bağlayıcılardan oluşur. Bununla birlikte, birçok homojen katalizör, fosfinler7 gibi yumuşak donör ligandlarla kombinasyon halinde yumuşak, düşük değerli metaller kullanır. Bu nedenle, düşük değerli metaller içeren MOF'ların kapsamını genişletmek, MOF'ların uygulanabileceği katalitik dönüşümlerin aralığını artırabilir.
Düşük değerli metallerin gömülü yumuşak donör bölgeleri kullanılarak MOF'lara dahil edilmesi için oluşturulan stratejilerin kapsamı sınırlıdır ve ana MOF yapısının serbest gözenek hacmini azaltır 6,8,9,10. Alternatif bir yaklaşım, düşük değerli metalleri doğrudan düğümler veya SBU'lar olarak, MOF'u oluşturmak için bağlayıcılar olarak çok topikli yumuşak donör ligandlarla birlikte kullanmaktır. Bu strateji sadece MOF'taki düşük değerli metal sahaların yüksek oranda yüklenmesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda çerçeve yapısı11'in kararlılığının bir sonucu olarak çözeltiye metal sızıntısını azaltabilir veya önleyebilir. Örneğin, Figueroa ve iş arkadaşları çok topikli izosiyanür ligandlarını yumuşak donör bağlayıcılar olarak ve Cu(I)12 veya Ni(0)13'ü iki ve üç boyutlu MOF'lar üretmek için düşük değerli metal düğümler olarak kullandılar. Benzer şekilde, Pederson ve iş arkadaşları, bağlayıcı14 olarak pirazin kullanarak sıfır değerlikli grup 6 metal düğümleri içeren MOF'ları sentezlediler. Daha yakın zamanlarda, laboratuvarımız tetratopik fosfin ligandlarını Pd (0) veya Pt (0) düğümleri içeren MOF'ların inşası için bağlayıcılar olarak bildirmiştir (Şekil 1)15. Bu MOF'lar, homojen katalizör7'de fosfin bağlı düşük değerli metal komplekslerinin prevalansı nedeniyle özellikle ilginçtir. Bununla birlikte, genel bir malzeme sınıfı olarak düşük değerli MOF'lar (LVMOF'lar) MOF literatüründe nispeten az araştırılmıştır, ancak azit-alkin kuplajları 16, Suzuki-Miyaura kuplajları 17,18, hidrojenasyon17 ve diğerleri 11 gibi reaksiyonlar için heterojen katalizdeki uygulamalar için büyük umut vaat etmektedir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65317/65317fig01v2.jpg"> Şekil 1: Fosfin bağlayıcılar kullanılarak LVMOF'ların sentezi. Sikma ve Cohen15, tetratopik fosfin ligandları, E1, bağlayıcılar olarak, Pd (0) ve Pt (0) düğümleri ve bir modülatör olarak trifenilfosfin kullanarak üç boyutlu LVMOF'ların, E1-M'nin sentezini bildirmiştir. Merkezi atom E, Si veya Sn olabilir. Bu <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65317/65317fig01largev2.jpg" target="_blank">şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
LVMOF'ların bağlayıcılarının ve düğümlerinin doğasındaki farklılıklar, geleneksel MOF malzemelerine kıyasla onlara benzersiz özellikler kazandırabilirken, bu farklılıklar sentetik zorluklar da ortaya çıkarmaktadır. Örneğin, MOF literatüründe yaygın olarak kullanılan metal öncüllerin ve bağlayıcıların birçoğu hava2'de kullanılabilir. Buna karşılık, fosfin bazlı LVMOF'ların başarılı bir şekilde sentezlenmesi, hem havanın hem de suyun dışlanmasını gerektirir15. Benzer şekilde, kristalliği arttırmak için kullanılan modülatör tipleri ve fosfin bazlı LVMOF'ların sentezinde kullanılan çözücüler, MOF literatürünün çoğunda kullanılanlara kıyasla olağandışıdır15. Sonuç olarak, bu malzemelerin sentezi, deneyimli MOF kimyagerlerinin bile daha az aşina olabileceği ekipman ve deneysel teknikler gerektirir. Bu nedenle, bu engellerin etkisini en aza indirmek amacıyla, bu yeni malzeme sınıfının sentezi için adım adım bir yöntem burada sağlanmaktadır. Burada özetlenen protokol, genel deneysel prosedür, havasız teknikler, gerekli ekipman, LVMOF'ların uygun şekilde depolanması ve taşınması ve karakterizasyon yöntemleri dahil olmak üzere fosfin bazlı LVMOF'ların sentezinin tüm yönlerini kapsar. Metal öncül, modülatör ve çözücü seçimi de tartışılmaktadır. Yeni araştırmacıların bu alana girişini sağlamak, katalizdeki uygulamalar için yeni LVMOF'ların ve ilgili malzemelerin keşfedilmesini hızlandırmaya yardımcı olacaktır.

<table><tbody><tr><td>2800 Ultrasonik Temizleyici, 3/4 Galon, 40 kHz</td><td>Branson</td><td>CPX2800H</td> Argon, Ultra Yüksek Saflıkta Matheson G1901101 <td>Sonikasyon için kullanılır</td></tr><tr><td></td><td></td><td>İnert gaz kaynağı olarak kullanılır</td><td></td></tr><tr><td>D8 ADVANCE Toz X-Işını Difraktometresi</td><td>Bruker</td><td></td><td>PXRD desenlerini toplamak için kullanılır</td></tr><tr><td>Dewar Şişesi</td><td>Chemglass Yaşam Bilimleri</td><td>CG159303</td><td>Dewar sıvı nitrojen için kullanılır</td></tr><tr><td>Şişe,&nbsp; Yüksek Vakum Valfi, Kapasite (mL) 10, Vana Boyutu 0-4 mm</td><td>Synthware Cam</td><td>F490010</td><td>"10 mL şişe" olarak adlandırılan reaksiyon kabı</td></tr> <tr><td>Grade 2 Kalitatif Filtre Kağıdı, Standart, 42,5 mm daire</td><td>Whatman</td><td>1002-042</td><td>Ürün izolasyonu için kullanılır</td></tr><tr><td>Metilen Klorür (HPLC)</td><td>Fisher Scientific</td><td>MFCD00000881</td><td>Kullanmadan önce kurutulur ve oksijeni giderilir</td></tr><tr><td>Sn1 (tetratopik fosfin bağlayıcı)</td><td></td><td></td><td>Literatür prosedürüne göre hazırlanmıştır (ref. 15)</td></tr><tr><td>SuperNuova+ Karıştırma Ocak</td><td>Gözü Thermo Fisher Scientific</td><td>SP88850190</td><td>Yağ banyosunu ısıtmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Tetrakis (trifenilfosfin) paladyum (0)% 99 (% 99.9 +-Pd)</td> <td>Strem Chemicals</td><td>46-2150</td><td>Ticari Pd (0) kaynak</td></tr><tr><td>Toluen (HPLC)</td> <td>Fisher Scientific</td><td>MFCD00008512</td><td>Önce kurutulur ve oksijeni giderilir. </td></tr><tr><td>Trifenilfosfin, &ge kullanın; %95,0 (GC)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>93092</td><td>Modülatör olarak kullanılır</td></tr><tr><td>Tartı Kağıdı</td><td>Fisher Scientific</td><td>09-898-12B</td><td>Katı ekleme için kullanılır</td></tr></tbody></table>

Çok amaçlı fosfin bağlayıcılardan düşük değerli metal-organik Çerçevelerin sentezi için deneysel yaklaşımlar

Experimental Approaches for the Synthesis of Low-Valent Metal-Organic Frameworks from Multitopic Phosphine Linkers

Metal-organik çerçeveler (MOF'ler), gaz depolama ve ayırma, biyotıp, enerji ve katalizdeki potansiyel uygulamaları nedeniyle yoğun araştırma odağının konusudur. Son zamanlarda, düşük değerli MOF'lar (LVMOF'lar) heterojen katalizörler olarak potansiyel kullanımları için araştırılmıştır ve multitopik fosfin bağlayıcılarının LVMOF'ların oluşumu için yararlı bir yapı taşı olduğu gösterilmiştir. Bununla birlikte, fosfin bağlayıcıları kullanarak LVMOF'ların sentezi, hava ve suyun dışlanması ve geleneksel olmayan modülatörlerin ve çözücülerin kullanımı da dahil olmak üzere MOF sentetik literatürünün çoğundakilerden farklı koşullar gerektirir ve bu da bu malzemelere erişmeyi biraz daha zorlaştırır. Bu çalışma, aşağıdakiler hakkında bilgi de dahil olmak üzere LVMOF'ların fosfin bağlayıcılarla sentezi için genel bir öğretici görevi görür: 1) metal öncülünün, modülatörün ve çözücünün akıllıca seçimi; 2) Deneysel prosedürler, havasız teknikler ve gerekli ekipmanlar; 3) Ortaya çıkan LVMOF'ların uygun şekilde depolanması ve elleçlenmesi; ve 4) bu malzemeler için yararlı karakterizasyon yöntemleri. Bu raporun amacı, MOF araştırmasının bu yeni alt alanının önündeki engeli azaltmak ve yeni katalitik malzemelere doğru ilerlemeleri kolaylaştırmaktır.

Sn1-Pd'nin başarılı sentezi parlak sarı, kristalin bir katı üretir. Benzer tetratopik fosfin bağlayıcıları kullanan Pd(0) MOF ürünleri de sarıdır. Reaksiyonun başarılı olup olmadığını belirlemenin en etkili yolu, PXRD modelini toplamak ve numunenin kristalliğini değerlendirmektir. Örneğin, Şekil 2, kristalin Sn1-Pd'nin PXRD modelini göstermektedir. Numunenin kristalin olduğunu doğrulamak için temel özellikler, yansıma zirvelerinin nispeten keskin olması ve t...

Burada, düşük değerli metal-organik çerçevelerin (LVMOF'lar) düşük değerli metallerden ve çok toppik fosfin bağlayıcılarından havasız koşullar altında sentezlenmesi için bir protokol açıklıyoruz. Elde edilen malzemeler, düşük değerli metal bazlı homojen katalizörlerin heterojen katalizör taklitleri olarak potansiyel uygulamalara sahiptir.

Çok Amaçlı Fosfin Bağlayıcılardan Düşük Değerli Metal-Organik Çerçevelerin Sentezi için Deneysel Yaklaşımlar

Metal-organic frameworks (MOFs) are the subject of intense research focus due to their potential applications in gas storage and separation, biomedicine, ...

Araştırmamız, düşük değerli metal iyonlarından yapılmış metal organik çerçevelerinin sentezini ve özelliklerini araştırmayı amaçlamaktadır. Bu malzemelerin nasıl hazırlanacağı ve özellikleri yaygın olarak anlaşılmamıştır, ancak katı hal katalizi ve diğer uygulamalar için muazzam fırsatlar barındırmaktadırlar. Kendi çalışmalarımızın ötesinde, düşük değerli metal iyonlarından hazırlanan MOF'lar hakkında sadece bir avuç rapor var.Belki de en dikkate değer olanı, UC San Diego'daki Profesör Joshua Figueroa'nın, hacimli izosiyanat ligandlarından ve sıfır veya tek değerli metallerden hazırlanan MOF'ları tanımladığı kişilerdir. Düşük değerli MOF'ların çok az açıklaması olduğundan, protokolümüz bu malzemeleri yapmak için çalışan ilk temel protokolü sağlamaktadır. Bununla birlikte, protokolümüz fosfin ligandları için özel olarak tasarlanmıştır ve izosiyanatlar gibi farklı ligand sistemlerine kolayca çevrilemeyebilir.Bulgularımız, bugüne kadar açıklanan MOF'ların çoğundan farklı özelliklere sahip MOF malzemelerini keşfetme fırsatları sunmaktadır. Örneğin, basında, Vaska'nın kompleksinin katı hal analoğunu, oksijeni bunu yapan diğer birkaç MOF'a kıyasla benzersiz bir şekilde geri dönüşümlü ola

experimental-approaches-for-synthesis-low-valent-metal-organic

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Kasıtlı olarak tasarlanmış metal-organik çerçeve maddelerin sentezi, aktivasyon ve karakterizasyonu bina blokları uyumsuz veya istenmeyen polimorflan termodinamik istenen formlar üzerinde tercih edilir, özellikle de zordur. Biz süperkritik CO 2 kurutma yoluyla kılcal ve aktivasyon çözücü-destekli bağlayıcı değişimi, toz X-ışını kırınımı uygulamaları, bu zorlukların bazılarını ele nasıl açıklar.

Fonksiyonlu Sentezi ve Karakterizasyonu Metal-organik Altyapıları

Burada, biz thiols bir pot, geçiş metal ücretsiz sentezi mevcut ve aromatik halojenürlerden ve sodyum thiomethoxide, thiol türler kullanarak bir metal-dithiolene ağının tek kristalleri hazırlık tarafından takip tiyoesterlere içinde in situ oluşturulan daha istikrarlı ve uysal thioester.

Bir yarıiletken Gyroidal Metal-kükürt çerçeve kristalleşme için Thiol yapı taşı sentezi

Yeni metal-organik çerçevelerin (MOF'ler) hedeflenen sentezi zordur ve bunların keşfi kimyagerin bilgi ve yaratıcılığına bağlıdır. Yüksek verimli yöntemler, karmaşık sentetik parametre alanlarının hızlı ve verimli bir şekilde keşfedilmesine olanak tanıyarak kristalli bileşikleri bulma sürecini hızlandırır ve sentetik ve yapısal eğilimleri belirler.

İzoretiküler Al(III) Fosfonat Bazlı Metal-Organik Çerçeve Bileşiklerinin Yüksek Verimli Yöntemler Kullanılarak Keşfi ve Sentez Optimizasyonu

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.

Post-sentetik ligand değişimi yoluyla triazol ve tetrazol-fonksiyonel Zr-bazlı metal-organik çerçevelerin sentezi

Burada bu tür bunların kararlılığını ve hidrofobikliğini geliştirmek için metal-organik çerçeveler gibi mikro gözenekli malzemeler üzerinde perfluorobütanlar plazma geliştirilmiş kimyasal buhar biriktirme için işlemler açıklanmaktadır. Ayrıca, numune miligram miktarları atılım test ayrıntılı olarak anlatılmıştır.

Plazma ile Hidrofobik Metal-Organik Altyapıları hazırlanması Amonyak Kaldırma için perfluorobütanlar Kimyasal Buhar Kaplama Geliştirilmiş

Bu protokol, reaktif saflaştırma, reaksiyon koşulları, Bioconjugate saflaştırma ve Bioconjugate karakterizasyonu dahil olmak üzere, bir maleimid proteini ihtiva eden bir sisteinin bioconjugation için gerekli olan önemli adımlar göstermektedir.

Protein Bioconjugatlar sentezi<em&gt; yoluyla</em&gt; Sistein-maleimid Kimya

Önceden belirlenmiş bir metal merkezleri dizisi içeren suda çözünür multimetalik peptit dizilerinin sentezi için potansiyel bir genel yöntem sunulmaktadır.

suda çözünür bir metal-organik kompleks dizi sentezi

Sağlam fonksiyonel katekol kaplamalar tek adımda anaerobik koşullarda sentetik catechols ile HKUST bilinen malzeme doğrudan tepki tarafından üretildi. Homojen kaplama tüm kristali çevreleyen oluşumu Cu(II) dimer kristallerinin dış yüzeyindeki biomimetic katalitik aktivitesini atfedilir.

Geliştirilmiş nem direnci için Metal organik çerçeveler yüzey Functionalization

Geniş bir değiştirilmemiş gözenekli üzerinde intergrown, polikristalin metal organik framework zarları sentezi için basit, tekrarlanabilir ve çok yönlü bir yaklaşım ve gözenekli olmayan destekler sunulmaktadır.

Elektroforetik kristalizasyon Ultrathin yüksek performanslı Metal organik Framework membranlar

Burada, metal-organik çerçevelerin iç veya dış yüzeyinde bir reaksiyon olup olmadığını öğrenmek için stokiyometrik ve katalitik karbonil-ene reaksiyonlarını karşılaştırarak metal-organik çerçeve katalizörlerinin aktif alan doğrulaması için bir protokol salıyoruz.

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

Keşfedin, düşük değerli metal iyonları ve çok amaçlı fosfin bağlayıcılar kullanarak düşük değerli metal-organik çerçevelerin sentezi için temel protokolü. Bu yöntem, heterojen kataliz uygulamaları için yeni katı hal katalizörleri geliştirmeyi amaçlar.

Çok Amaçlı Fosfin Bağlayıcılardan Düşük Değerli Metal-Organik Çerçevelerin Sentezi için Deneysel Yaklaşımlar

Daha fazla video keşfet