Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

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

Summary

Постсинтетический лигандный обмен (PSE) является универсальным и мощным инструментом для установки функциональных групп в металлоорганические каркасы (MOF). Воздействие MOF растворов, содержащих триазол- и тетразол-функционализированные лиганды, может включать эти гетероциклические фрагменты в Zr-MOF с помощью процессов PSE.

Abstract

Металлоорганические каркасы (MOF) представляют собой класс пористых материалов, которые образуются за счет координационных связей между кластерами металлов и органическими лигандами. Учитывая их координационную природу, органические лиганды и каркас распорок могут быть легко удалены из MOF и/или заменены другими координирующими молекулами. Вводя целевые лиганды в растворы, содержащие MOF, функционализированные MOF могут быть получены с новыми химическими метками с помощью процесса, называемого постсинтетическим обменом лигандов (PSE). PSE — это простой и практичный подход, который позволяет получать широкий спектр MOF с новыми химическими метками с помощью процесса равновесия твердого раствора. Кроме того, PSE можно проводить при комнатной температуре, что позволяет включать термически нестабильные лиганды в MOF. В этой работе мы демонстрируем практичность PSE с использованием гетероциклических триазол- и тетразолсодержащих лигандов для функционализации MOF на основе Zr (UiO-66; UiO = Университет Осло). После разложения функционализированные MOF характеризуются с помощью различных методов, включая порошковую рентгеновскую дифракцию и спектроскопию ядерного магнитного резонанса.

Introduction

Металлоорганические каркасы (MOF) представляют собой трехмерные пористые материалы, которые образуются за счет координационных связей между кластерами металлов и многопрофильными органическими лигандами. MOF привлекли значительное внимание из-за их постоянной пористости, низкой плотности и способности связывать органические и неорганические компоненты, что обеспечивает разнообразное применение 1,2. Кроме того, широкий ассортимент металлических узлов и органических линкеров стоек предлагает MOF теоретически неограниченные структурные комбинации. Даже при идентичных структурах каркаса физические и химические сво....

Protocol

Реагенты, необходимые для получения MOF и лигандов, перечислены в таблице материалов.

1. Настройка процесса постсинтетического обмена лигандами (PSE)

  1. Полностью высушите предварительно синтезированные MOF UiO-66 в вакууме, чтобы удалить все непрореагиров.......

Representative Results

Успешный синтез обменных MOF UiO-66, UiO-66-триазола и UiO-66-тетразола привел к получению бесцветных микрокристаллических твердых веществ. Лиганды H2 BDC-триазола и H2BDC-тетразола также демонстрировали бесцветное твердое состояние. Стандартный метод, используемый для определения успе?.......

Discussion

Процесс PSE с функционализированными лигандами BDC по отношению к MOF UiO-66 на основе Zr представляет собой простой и универсальный метод получения MOF с химическими метками. Процесс PSE лучше всего проводить в водных средах, требуя начального этапа сольватации лиганда в водной среде. При исполь.......

Acknowledgements

Это исследование было поддержано Программой фундаментальных научных исследований через Национальный исследовательский фонд Кореи (NRF), финансируемый Министерством науки и ИКТ (NRF-2022R1A2C1009706).

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
2-Bromoterephthalic acidBLD PharmBD5695reagent for BDC-Triazole
AzidotrimethylsilaneSimga Aldrich155071reagent for BDC-Triazole
Bis(triphenylphosphine)palladium(II) dichlorideTCIB1667reagent for BDC-Triazole
Copper(I) cyanideAlfa-Aesar12135reagent for BDC-Tetrazole
Copper(I) iodideAcros organics20150reagent for BDC-Triazole
Digital Orbital ShakerDaihan ScientificSHO-1DPSE
Formic AcidDaejung chemicalF0195reagent for BDC-Tetrazole
Hybrid LC/Q-TOF systemBruker BioSciencesmaXis 4GHR-MS
Lithum hydroxide monohydrateDaejung chemical5087-4405reagent for BDC-Triazole
Magnesium sulfateSamchun chemicalM1807reagent for BDC-Triazole
Methyl alcoholDaejung chemicalM0584reagent for BDC-Tetrazole
N,N-DimethylformamideDaejung chemicalD0552reagent for BDC-Tetrazole
Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer-500 MHzBrukerAVANCE 500MHzNMR
Polypropylene cap (22 mm, Cork-Backed Foil Lined)Sungho Korea22-200material for digestion
Potassium cyanideAlfa-AesarL13273reagent for BDC-Tetrazole
PVDF Synringe filter (13 mm, 0.45 µm)LK Lab KoreaF14-61-363material for digestion
Scintillation vial (20 mL, borosilicate glass)Sungho Korea74504-20material for digestion
Sodium azide TCIS0489reagent for BDC-Tetrazole
Sodium bicarbonateSamchun chemicalS0343reagent for BDC-Triazole
Tetrabutylammonium fluoride (1 M THF solution)Acros organics20195reagent for BDC-Triazole
TriethylamineTCIT0424reagent for BDC-Triazole
Triethylamine hydrochlorideDaejung chemical8628-4405reagent for BDC-Tetrazole
Trimethylsilyl-acetyleneAlfa-AesarA12856reagent for BDC-Triazole
TriphenylphosphineTCIT0519reagent for BDC-Triazole
X RAY DIFFRACTOMETER SYSTEMRigakuMiniFlex 600PXRD
Zirconium(IV) chlorideAlfa-Aesar12104reagent for BDC-Tetrazole

References

  1. Zhou, H. -. C., Long, J. R., Yaghi, O. M. Introduction to metal-organic frameworks. Chemical Reviews. 112 (2), 673-674 (2012).
  2. Furukawa, H., Cordova, K. E., O'Keefe, M., Yaghi, O. M. The chemistry and applications of metal-organic frameworks.

Explore More Articles

196

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved