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
  • Disclosures
  • 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.......

Disclosures

Авторам раскрывать нечего.

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.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

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