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  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

Aqui, descrevemos um protocolo para a síntese de estruturas metal-orgânicas de baixa valência (FMLV) a partir de metais de baixa valência e ligantes multitópicos de fosfina sob condições livres de ar. Os materiais resultantes têm aplicações potenciais como catalisadores heterogêneos imitadores de catalisadores homogêneos à base de metais de baixa valência.

Abstract

Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são objeto de intenso foco de pesquisa devido às suas potenciais aplicações em armazenamento e separação de gás, biomedicina, energia e catálise. Recentemente, MOFs de baixa valência (LVMOFs) têm sido explorados por seu potencial uso como catalisadores heterogêneos, e ligantes multitópicos de fosfina têm se mostrado um bloco de construção útil para a formação de FMVEs. No entanto, a síntese de FMTME usando ligantes fosfina requer condições distintas daquelas da maioria da literatura sintética do MOF, incluindo a exclusão de ar e água e o uso de moduladores e solventes não convencionais, tornando um pouco mais difícil o acesso a esses materiais. Este trabalho serve como um tutorial geral para a síntese de FMAE com ligantes de fosfina, incluindo informações sobre: 1) a escolha criteriosa do precursor, modulador e solvente do metal; 2) os procedimentos experimentais, as técnicas livres de ar e os equipamentos necessários; 3) o armazenamento e manuseio adequados dos FMMOX resultantes; e 4) métodos de caracterização úteis para esses materiais. A intenção deste relatório é diminuir a barreira para este novo subcampo de pesquisa MOF e facilitar os avanços em direção a novos materiais catalíticos.

Introduction

Estruturas metal-orgânicas, ou MOFs, são uma classe de materiais cristalinos e porosos1. Os MOFs são construídos a partir de íons metálicos ou nós de aglomerados de íons metálicos, muitas vezes referidos como unidades de construção secundária (SBUs), e ligantes orgânicos multitópicos para fornecer estruturas de rede bidimensionais e tridimensionais2. Nas últimas três décadas, os MOFs têm sido estudados extensivamente devido ao seu potencial uso no armazenamento de gases3 e separação4, biomedicina5 e catálise6. A esmagadora mai....

Protocol

1. Criação da linha Schlenk

  1. Certifique-se de que todas as torneiras estão fechadas e, em seguida, prenda a armadilha fria à linha Schlenk usando um O-ring (o tamanho 229 foi usado em nossa configuração, embora o tamanho possa variar dependendo da linha Schlenk específica usada) e braçadeira.
  2. Ligue a bomba de vácuo (gás de lastro fechado) e, em seguida, abra as torneiras da linha Schlenk de modo que todo o aparelho esteja aberto ao vácuo.
    OBS: Não abra torneiras para as .......

Representative Results

A síntese bem sucedida de Sn1-Pd produz um sólido cristalino amarelo brilhante. Os produtos Pd(0) MOF que usam ligantes de fosfina tetratópica análogos também são amarelos. A maneira mais eficaz de determinar se a reação foi bem sucedida é coletar o padrão PXRD e avaliar a cristalinidade da amostra. Por exemplo, a Figura 2 mostra o padrão PXRD de Sn1-Pd cristalina. As principais características para verificar se a amostra é cristalina são que o.......

Discussion

Existem várias etapas críticas no protocolo que devem ser seguidas para se obter o produto desejado à base de fosfina com cristalinidade suficiente. A primeira é que a mistura precursora e moduladora do metal (neste caso, tetrakis(trifenilfosfina)paládio(0) e trifenilfosfina, respectivamente) deve ser dissolvida independentemente do ligante multitópico de fosfina (neste caso, Sn1). Isso para evitar a rápida e irreversível formação de polímeros de coordenação amorfa, que ocorre quando a conce.......

Acknowledgements

Este trabalho foi apoiado por uma bolsa da National Science Foundation, Divisão de Química, sob o Prêmio nº CHE-2153240.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
2800 Ultrasonic Cleaner, 3/4 Gallon, 40 kHzBransonCPX2800HUsed for sonicating
Argon, Ultra High PurityMathesonG1901101Used as inert gas source
D8 ADVANCE Powder X-Ray DiffractometerBrukerUsed to collect PXRD patterns
Dewar FlaskChemglass Life SciencesCG159303Dewar used for liquid nitrogen
Flask, High Vacuum Valve, Capacity (mL) 10, Valve Size 0-4 mmSynthware GlassF490010Reaction vessel referred to as "10 mL flask"
Grade 2 Qualitative Filter Paper, Standard, 42.5 mm circleWhatman1002-042Used for product isolation
Methylene Chloride (HPLC)Fisher ScientificMFCD00000881Dried and deoxygenated prior to use
Sn1 (tetratopic phosphine linker)Prepared according to literature procedure (ref. 15)
SuperNuova+ Stirring HotplateThermo Fisher ScientificSP88850190Used to heat oil bath
Tetrakis(triphenylphosphine) palladium(0), 99% (99.9+%-Pd)Strem Chemicals46-2150Commercial Pd(0) source
Toluene (HPLC)Fisher ScientificMFCD00008512Dried and deoxygenated prior to use
Triphenylphosphine, ≥95.0% (GC)Sigma-Aldrich93092Used as a modulator
Weighing PaperFisher Scientific09-898-12BUsed for solid addition

References

  1. Zhou, H. -. C., Long, J. R., Yaghi, O. M. Introduction to metal-organic frameworks. Chemical Reviews. 112 (2), 673674 (2012).
  2. Furukawa, H., Cordova, K. E., O'Keefe, M., Yaghi, O. M. The chemistry and applications of metal-organic frameworks.

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