Name: development of heterogeneous enantioselective catalysts using chiral metal-organic frameworks (mofs)
Uploaded: 2020-01-17T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks MOFs at JoVE.com

עבודה זו נתמכת על ידי קרן מחקר לאומי של קוריאה (NRF) מחקר בסיסי תוכנית המדע NRF-2019R1A2C4070584 ואת מרכז מחקר המדע NRF-2016R1A5A1009405 ממומן על ידי ממשלת קוריאה (MSIP). ש. קים נתמכת על ידי ה-NRF הגלובלי של הדוקטורט (NRF-2018H1A2A1062013).

1. הכנת (י)-הקריסטלים-1 בשלושה גדלים
הערה: כל צעד מלווה בסעיף הנסיוני ובמידע המשלים של הדוחות הקודמים2,24,27. שלושה גדלים שונים של (של)-קומשל -1 היו מוכנים : גדול (s)-הקומשל -1-(L), בינוני (s)-קומש...

<ol>
	<li>Yoon, M., Srirambalaji, R., Kim, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homochiral+Metal-Organic+Frameworks+for+Asymmetric+Heterogeneous+Catalysis.">Homochiral Metal-Organic Frameworks for Asymmetric Heterogeneous Catalysis.</a> Chemical Reviews. 112, 1196-1231 (2012).</li><li>Jeong, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Catalytic+Reactions+by+NbO-Type+Chiral+Metal-organic+Frameworks.">Asymmetric Catalytic Reactions by NbO-Type Chiral Metal-organic Frameworks.</a> Chemical Science. 2, 877-882 (2011).</li><li>Ma, L., Falkowski, J. M., Abney, C., Lin, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Series+of+Isoreticular+Chiral+Metal-Organic+Frameworks+as+a+Tunable+Platform+for+Asymmetric+Catalysis.">A Series of Isoreticular Chiral Metal-Organic Frameworks as a Tunable Platform for Asymmetric Catalysis.</a> Nature Chemistry. 2, 838-846 (2010).</li><li>F&#233;rey, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Chromium+Terephthalate-Based+Solid+with+Unusually+Large+Pore+Volumes+and+Surface+Area.">A Chromium Terephthalate-Based Solid with Unusually Large Pore Volumes and Surface Area.</a> Science. 309, 2040-2042 (2005).</li><li>Doitomi, K., Xu, K., Hirao, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Mechanism+of+an+asymmetric+Ring-Opening+Reaction+of+Epoxide+with+Amine+Catalyzed+by+a+Metal-Organic+Framework:+Insights+from+Combined+Quantum+Mechanics+and+Molecular+Mechanics+Calculations.">The Mechanism of an asymmetric Ring-Opening Reaction of Epoxide with Amine Catalyzed by a Metal-Organic Framework: Insights from Combined Quantum Mechanics and Molecular Mechanics Calculations.</a> Dalton Transactions. 46, 3470-3481 (2017).</li><li>Mo, K., Yang, Y., Cui, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Homochiral+Metal-Organic+Framework+as+an+Effective+Asymmetric+Catalyst+for+Cyanohydrin+Synthesis.">A Homochiral Metal-Organic Framework as an Effective Asymmetric Catalyst for Cyanohydrin Synthesis.</a> Journal of the American Chemical Society. 136, 1746-1749 (2014).</li><li>Wu, C., Hu, A., Zhang, L., Lin, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Homochiral+Porous+Metal-Organic+Framework+for+Highly+Enantioselective+Heterogeneous+Asymmetric+Catalysis.">A Homochiral Porous Metal-Organic Framework for Highly Enantioselective Heterogeneous Asymmetric Catalysis.</a> Journal of the American Chemical Society. 127, 8940-8941 (2005).</li><li>Tanaka, K., Oda, S., Shiro, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Chiral+Porous+Metal-Organic+Framework:+Asymmetric+Ring+Opening+Reaction+of+Epoxide+with+Amine+in+the+Chiral+Open+Space.">A Novel Chiral Porous Metal-Organic Framework: Asymmetric Ring Opening Reaction of Epoxide with Amine in the Chiral Open Space.</a> Chemical Communications. , 820-822 (2008).</li><li>Inagaki, S., Guan, S., Ohsuna, T., Terasaki, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Ordered+Mesoporous+Organosilica+Hybrid+Material+with+a+Crystal-like+Wall+Structure.">An Ordered Mesoporous Organosilica Hybrid Material with a Crystal-like Wall Structure.</a> Nature. 416, 304-307 (2002).</li><li>Fang, Q. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesoporous+Metal-Organic+Framework+with+Rare+Etb+Topology+for+Hydrogen+Storage+and+Dye+Assembly.">Mesoporous Metal-Organic Framework with Rare Etb Topology for Hydrogen Storage and Dye Assembly.</a> Angewandte Chemie International Edition. 46, 6638-6642 (2007).</li><li>Gheorghe, A., Tepaske, M. A., Tanase, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homochiral+Metal-organic+Frameworks+as+Heterogeneous+Catalysts.">Homochiral Metal-organic Frameworks as Heterogeneous Catalysts.</a> Inorganic Chemistry Frontiers. 5, 1512-1523 (2018).</li><li>Cho, S. -. H., Ma, B., Nguyen, S. T., Hupp, J. T., Albrecht-Schmitt, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Metal-Organic+Framework+Material+That+Functions+as+an+Enantioselective+Catalyst+for+Olefin+Epoxidation.">A Metal-Organic Framework Material That Functions as an Enantioselective Catalyst for Olefin Epoxidation.</a> Chemical Communications. , 2563-2565 (2006).</li><li>Lin, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homochiral+Porous+Metal-Organic+Frameworks:+Why+and+How.">Homochiral Porous Metal-Organic Frameworks: Why and How.</a> Journal of Solid State Chemistry. 178, 2486-2490 (2005).</li><li>Dybtsev, D. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homochiral+Metal-Organic+Material+with+Permanent+Porosity,+Enantioselective+Sorption+Properties,+and+Catalytic+Activity.">Homochiral Metal-Organic Material with Permanent Porosity, Enantioselective Sorption Properties, and Catalytic Activity.</a> Angewandte Chemie International Edition. 45, 916-920 (2006).</li><li>Seo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homochiral+Metal-Organic+Porous+Material+for+Enantioselective+Separation+and+Catalysis.">Homochiral Metal-Organic Porous Material for Enantioselective Separation and Catalysis.</a> Nature. 404, 982-986 (2000).</li><li>Park, Y. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystal+Structure+and+Guest+Uptake+of+a+Mesoporous+Metal-Organic+Framework+Containing+Cages+of+3.9+and+4.7+Nm+in+Diameter.">Crystal Structure and Guest Uptake of a Mesoporous Metal-Organic Framework Containing Cages of 3.9 and 4.7 Nm in Diameter.</a> Angewandte Chemie International Edition. 46, 8230-8233 (2007).</li><li>Tanaka, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Ring-+Opening+Reaction+of+meso-Epoxides+with+Aromatic+Amines+Using+Homochiral+Metal-Organic+Frameworks+as+Recyclable+Heterogeneous+Catalysts.">Asymmetric Ring- Opening Reaction of meso-Epoxides with Aromatic Amines Using Homochiral Metal-Organic Frameworks as Recyclable Heterogeneous Catalysts.</a> RSC Advances. 8, 28139-28146 (2018).</li><li>Jaroniec, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organosilica+the+Conciliator.">Organosilica the Conciliator.</a> Nature. 442, 638-640 (2006).</li><li>Tanaka, K., Sakuragi, K., Ozaki, H., Takada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+Enantioselective+Friedel-Crafts+Alkylation+of+N,N-Dialkylanilines+with+trans-&#946;-Nitrostyrene+Catalyzed+by+a+Homochiral+Metal-Organic+Framework.">Highly Enantioselective Friedel-Crafts Alkylation of N,N-Dialkylanilines with trans-&#946;-Nitrostyrene Catalyzed by a Homochiral Metal-Organic Framework.</a> Chemical Communications. 54, 6328-6331 (2018).</li><li>Cao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-Supporting+Metal-Organic+Layers+as+Single-Site+Solid+Catalysts.">Self-Supporting Metal-Organic Layers as Single-Site Solid Catalysts.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55, 4962-4966 (2016).</li><li>Hu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetically+controlled+synthesis+of+two-dimensional+Zr/Hf+metal-organic+framework+nanosheets+via+a+modulated+hydrothermal+approach.">Kinetically controlled synthesis of two-dimensional Zr/Hf metal-organic framework nanosheets via a modulated hydrothermal approach.</a> Journal of Materials Chemistry A. 5, 8954-8963 (2017).</li><li>Ashworth, D. J., Foster, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal-organic+framework+nanosheets+(MONs):+a+new+dimension+in+materials+chemistry.">Metal-organic framework nanosheets (MONs): a new dimension in materials chemistry.</a> Journal of Materials Chemistry A. 6, 16292-16307 (2018).</li><li>Zhao, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+metal-organic+framework+nanosheets:+synthesis+and+applications.">Two-dimensional metal-organic framework nanosheets: synthesis and applications.</a> Chemical Society Reviews. 47, 6267-6295 (2018).</li><li>Lee, M., Shin, S. M., Jeong, N., Thallapally, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chiral+Environment+of+Catalytic+Sites+in+the+Chiral+Metal-organic+Frameworks.">Chiral Environment of Catalytic Sites in the Chiral Metal-organic Frameworks.</a> Dalton Transactions. 44, 9349-9352 (2015).</li><li>Wang, C., Zheng, M., Lin, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Catalysis+with+Chiral+Porous+MetalOrganic+Frameworks:+Critical+Issues.">Asymmetric Catalysis with Chiral Porous MetalOrganic Frameworks: Critical Issues.</a> The Journal of Physical Chemistry Letters. 2, 1701-1709 (2011).</li><li>Thiele, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relation+between+Catalytic+Activity+and+Size+of+Particle.">Relation between Catalytic Activity and Size of Particle.</a> Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 31, 916-920 (1939).</li><li>Han, J., Lee, M. S., Thallapally, P. K., Kim, M., Jeong, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+Reaction+Sites+on+Metal-Organic+Framework-Based+Asymmetric+Catalysts+for+Carbonyl-Ene+Reaction.">Identification of Reaction Sites on Metal-Organic Framework-Based Asymmetric Catalysts for Carbonyl-Ene Reaction.</a> ACS Catalysis. 9, 3969-3977 (2019).</li><li>Sakane, S., Maruoka, K., Yamamoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Cyclization+of+Unsaturated+Aldehyde+Catalyzed+by+a+Chiral+Lewis+Acid.">Asymmetric Cyclization of Unsaturated Aldehyde Catalyzed by a Chiral Lewis Acid.</a> Tetrahedron. 42, 2203-2209 (1986).</li><li>Sakane, S., Maruoka, K., Yamamoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Cyclization+of+Unsaturated+Aldehydes+Catalyzed+by+a+Chiral+Lewis+Acid.">Asymmetric Cyclization of Unsaturated Aldehydes Catalyzed by a Chiral Lewis Acid.</a> Tetrahedron Letters. 26, 5535-5538 (1985).</li><li>Shin, S. M., Lee, M. S., Han, J. H., Jeong, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+the+Guest-Accessible+Volume+in+MOFs+Using+Two-Photon+Fluorescence+Microscopy.">Assessing the Guest-Accessible Volume in MOFs Using Two-Photon Fluorescence Microscopy.</a> Chemical Communications. 50, 289-291 (2014).</li></ol>

לאחר סינתזה של (S)-הקומבין 1, גבישים בבקבוקונים מסוימים נראה אבקתי ואינם מתאימים לשימוש בזרז. לכן, הקריסטלים המתאימים של (ים)-קומשל -1 צריך להיבחר. התשואה של (של)-הקומב1 מחושבת באמצעות מבחנות שבהן הוא מסונתז בהצלחה. כאשר מנסוג מן הממס, (עם)-קומש...

MOFs נחשבים זרז הטרוגנית שימושי עבור תגובות כימיות. ישנם שימושים רבים ושונים מדווחים על mofs עבור מזרזאנאנטיו1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 ,18,19. עדיין, עדיין לא נקבע אם התגובות מתקיימים על המשטח הפנימי או החיצוני של ה-MOFs. מחקרים שנעשו לאחרונה העלו שאלות בנוגע לניצול השטח הזמין והפחתת דיפוזיה20,21,22,23. בעיה מרשימה יותר היא כי הסביבה כיראאל משתנה עם המיקום של כל חלל בגביש MOF. הטרוגניות הזאת של סביבת האצ מרמזת על כך שהסטריאוסלקטיביות של מוצר התגובה תלויה באתר התגובה24. לפיכך, תכנון זרז בררני מקומי יעיל דורש זיהוי של המיקום שבו התגובה יתקיים. כדי לעשות זאת, יש צורך להבטיח כי התגובה מתרחשת רק על פני השטח הפנימי או רק על פני השטח החיצוני של MOF בעת שעזב את הפנים ללא פגע. המבנה הנקבובי של MOFs והשטח הגדול שלהם המכיל אתרים פעילים בסביבה ניתן לנצל עבור הזרז enantioselective סלקטיבי. מסיבה זו, MOFs הם תחליפים מצוינים של זרזים הטרוגנית נתמך מוצק25. השימוש ב-MOFs כמו זרזים הטרוגנית צריך לשקול מראש אם התגובה לא מתרחשת בתוכם. המיקום של אתר התגובות הוא חשוב, כמו גם את גודל החלל. בחומרים נקבובי, גודל החלל קובע את המצע המבוסס על גודלה. יש כמה דיווחים של זרזים מבוססי MOF המשקיפים על גודל חלל בעיה25. הרבה זרזים מבוססי MOF מציגים מינים קטליטי מגושם (למשל, Ti (O-iPr)4) למבנה המסגרת המקורי3,8,13. יש שינוי בגודל החלל כאשר מינים קטליטי מגושם מאומצים במבנה המסגרת המקורית. גודל החלל המוקטן שנגרם על-ידי מינים קטליטיים מגושם הופך את המצע לטשטוש מלא לתוך ה-MOFs. לפיכך, האפליה של גודל המצע לפי גודל החלל של המונים צריכה להיחשב למקרים אלה. תגובות קטליטי על ידי MOFs לעתים קרובות מקשה לתמוך ראיות של תגובות המתרחשים בתוך חלל ה-MOF. מחקרים מסוימים הראו כי מצעים גדולים יותר מאשר חללים MOF מומרים למוצרים צפויים בקלות, אשר נראה סתירה8,13. ניתן לפרש תוצאות אלה כקשר בין הקבוצה הפונקציונלית של המצע והאתר הקטליטי היוזם את התגובה הקטליטית. במקרה זה, אין צורך מצע לפזר לתוך MOFs; התגובה מתרחשת על פני השטח של קריסטלים MOF26 וגודל החלל אינו מעורב ישירות באפליה של המצע המבוסס על גודלה.
כדי לזהות את אתרי התגובה של MOFs, הידועה לואיס חומצה לקדם התגובה פחמן-ene נבחר2. באמצעות 3-מתילגראל והקונגסטרים שלה כסובסטרטים, ארבעה סוגים של התגובות הסלקטיבית של פחמן (איור 1) נחקרו27. התגובות, אשר דווחו בעבר, סווגו לשני כיתות: תגובה סטואיטומטרית באמצעות מגיב Zn ותגובות קטליטי באמצעות מגיב Ti27. התגובה של המצע הקטן ביותר דורש כמות סטויכמטרי של Zn/הקושל-1 (מסגרת האוניברסיטה האורגנית של אוניברסיטת קוריאה מטאל); נמסר כי תגובה זו מתרחשת בתוך הגביש27. בשיטה זו נעשה שימוש בשני סוגים של מונים, Zn/הקושל -1 עבור תגובת סטואיצ'יט ו-Ti/קושל -1 לתגובה הקטליטית. בשל מנגנוני התגובה ברורים של שני סוגים אלה של mofs, השוואה בין שיעור התגובה לעומת גודל המצע אפשרי2,28,29. ההשפעה של גודל החלקיקים על התגובה פחמן-ene עם Zn/קושל-127 הפגינו כי, כפי שנראה בדוח הקודם, את הסביבה כלאצ של המשטח החיצוני היה שונה מהצד הפנימי של קריסטל MOF24. מאמר זה מדגים שיטה הקובעת את אתרי התגובה על ידי השוואת התגובות של שלושה סוגים של מצעים עם שני כיתות של זרזים והשפעת גודל החלקיקים כפי שדווח על הנייר הקודם27.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Daejung</td>
			<td>1009-4110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical Balance</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>CP224S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper(II) nitrate trihydrate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>61194</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Daejung</td>
			<td>3030-4465</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl zinc</td>
			<td>Acros</td>
			<td>377241000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl acetate</td>
			<td>Daejung</td>
			<td>4016-4410</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter paper</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>WF1-0900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Daejung</td>
			<td>5558-4410</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave synthesizer</td>
			<td>CEM</td>
			<td></td>
			<td>Discover SP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave synthesizer 10 mL Vessel Accessory Kit</td>
			<td>CEM</td>
			<td>909050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-Diethylformamide</td>
			<td>TCI</td>
			<td>D0506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-Dimethylaniline</td>
			<td>TCI</td>
			<td>D0665</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-Hexane</td>
			<td>Daejung</td>
			<td>4081-4410</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normject All plastic syringe 5 mL luer tip 100/pk</td>
			<td>Normject</td>
			<td>A5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur Pipette 150 mm</td>
			<td>Hilgenberg</td>
			<td>HG.3150101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PTFE tape</td>
			<td>KDY</td>
			<td>TP-75</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary Evaporator</td>
			<td>Eyela</td>
			<td>243239</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaker</td>
			<td>DAIHAN Scientific</td>
			<td>DH.WSO04010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica gel 60 (230-400 mesh)</td>
			<td>Merck</td>
			<td>109385</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Synthetic Oven</td>
			<td>Eyela</td>
			<td>NDO-600ND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Titanium isopropoxide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>87560</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vial (20 mL)</td>
			<td>SamooKurex</td>
			<td>SCV2660</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vial (5 mL)</td>
			<td>SamooKurex</td>
			<td>SCV1545</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

development of heterogeneous enantioselective catalysts using chiral metal-organic frameworks (mofs)

האפליה גודל המצע על ידי גודל הנקבובית והומוגניות של סביבת המאצ באתרי התגובה הם בעיות חשובות באימות של אתר התגובה במסגרת מתכת אורגנית מסגרת (MOF)-מבוססי זרזים בתגובה קטליטית סלקטיבית מערכת. לכן, שיטה לאימות אתר התגובה של זרזים מבוססי MOF נחוצה כדי לחקור בעיה זו. האפליה גודל המצע על ידי גודל הנקבוביות הושגה על ידי השוואת גודל המצע לעומת שיעור התגובה בשני סוגים שונים של התגובות קרבונל-ene עם שני סוגים של MOFs. מזרזים MOF שימשו כדי להשוות את הביצועים של שני סוגי התגובה (Zn-תיווך stoichiometric ו-Ti-מיזרז-התגובות) בשני מדיה שונים. באמצעות השיטה המוצעת, זה נצפה כי גביש MOF כולו השתתפו בתגובה, ואת הפנים של נקבובית הגביש שיחק תפקיד חשוב במהלך הפעלת שליטה כאשר התגובה היה stoichiometric. הומוגניות של סביבת השיראאל של הזרזים של MOF הוקמה על ידי שיטת השליטה בגודל של חלקיק המשמש במערכת התגובה הסטושמטרית של Zn-בתיווך. הפרוטוקול שהוצע לתגובה הקטליטית חשף שהתגובה התרחשה בעיקר על משטח הזרז, ללא קשר לגודל המצע, החושף את אתרי התגובה הממשיים בזרזים הטרוגנית מבוססי MOF. שיטה זו לאימות אתר התגובה של זרזים MOF מציעה שיקולים שונים לפיתוח זרזים הטרוגנית אנאנטיוזה סלקטיבי של MOF.

התגובה הסלקטיבית של קרבונש-פן באמצעות מגיב Zn היא סטואיצ'ימטרי בגלל ההבדל בעיטורים הכריכה של הקבוצות alkoxy ו קרבוניל למתכת (איור 2). מסיבה זו הוסבו הסובפנים למוצרים באתר התגובות ונותרו שם. המוצרים הרצויים הושגו על ידי פירוק הקריסטלים, כמפורט בסעיף 4 לפרוטוקול. התוצאות של הטרוג?...

Watch this Scientific Journal Video about Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks MOFs at JoVE.com

Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks MOFs

כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור אימות האתר הפעיל של מתכת-אורגני מסגרת זרזים על ידי השוואת stoichiometric והתגובות קטליטיים-ene קטליטי כדי לגלות אם התגובה מתרחשת על פני השטח הפנימי או החיצוני של מתכת-אורגני מסגרות.

פיתוח זרזים הטרוגנית אנאנטיוניקטיביים באמצעות מתכת כיאלית-אורגנית מסגרות (MOFs)

Substrate size discrimination by the pore size and homogeneity of the chiral environment at the reaction sites are important issues in the validation of ...

הרעיון שלנו לאימות אתר התגובה של זרז מבוסס MOF נותן נתונים אמינים על האם תגובה מתרחשת על פני השטח הפנימיים או החיצוניים של MOFs. שיטות אלה ניתן להשתמש כדי להעריך אתרי תגובה, אשר יכול להיות חיוני בתכנון של זרז מבוסס MOF. מחקרים על פיתוח זרז מבוסס MOF עשויים להשתמש בשיטות אלה כדי להשיג נקודת מבט אובייקטיבית לאפיון זרז.הדגמה חזותית של שיטות אלה היא חיונית כמו הטכניקות קשה לרוץ דרך הוראת טקסט לבד. הדגמת ההליך תהיה Jeehwan האן, סטודנט לתואר שני מהצוות המחקר שלי. עבור סינתזה KUMOF-1 בגודל קטן, להמיס 0.2 מיליגרם של נחושת(II)חנקתי, 0.24 מיליגרם של ליגנד חומצה dicarboxylic בארבעה מיליליטר של DEF במתנול.מכסים את תא התגובה עם כובע PTFE ומכניסים את התא לכור מיקרוגל ב 65 מעלות צלזיוס, 100 פאונד לאינץ 'מרובע ו 50 וואט במשך 20 דקות. בסוף התגובה, מקציפים בעדינות עם מרית קטנה כדי לצוף את הגבישים המעוקבים הכחולים המתקבלים ולפענח את הגבישים על נייר סינון. ולשטוף את הגבישים שלוש פעמים עם שלושה מיליליטר של DEF חם לכל לשטוף ואחריו שלוש שטיפות עם שלושה מיליליטר של DCM נטול מים לכל לשטוף לפני העברת הגבישים לתוך DCM נטול מים טריים לאחסון.עבור סינתזה KUMOF-1 בגודל בינוני, להמיס 7.2 מיליגרם של נחושת חנקתית ב 1.5 מיליליטר של מתנול ותשעה מיליגרם של ליגנד חומצה dicarboxylic ב 1.5 מיליליטר של DEF. לשלב את שני הפתרונות בבקבוקון ארבעה מיליליטר ולכסות את הבקבוקון עם קלטת PTFE. לנקב את הקלטת עם מחט ולמקם את בקבוקון ארבעה מיליליטר לתוך בקבוקון 20 מיליליטר.הוסף מיליליטר אחד של DMA לחלל שבין הבקבוקונים הקטנים והגדולים. מכסים את הבקבוקון הגדול בחוזקה במשך 24 שעות בתנור 65 מעלות צלזיוס. למחרת, מקציפים בעדינות את תווי הבקבוקון של ליטר הנוסחה עם מרית קטנה כדי לצוף את הגבישים המעוקבים הכחולים שנוצרים ולפענח את הגבישים על פיסת נייר סינון.לשטוף שלושה גבישים שלוש פעמים עם שלושה מיליליטר של DEF חם טרי מתנול כפי שהודגם לפני אחסון הגבישים בשלושה מיליליטר של DCM טרי. להכנת גביש אבץ/KUMOF-1, הוסיפו 680 מיקרוליטרים של אבץ דימתיל ל-180 מיליגרם השעיה של KUMOF-1 בשני מיליליטר של DCM במינוס 78 מעלות צלזיוס. לנער את התערובת בטמפרטורה זו ב 180 סיבובים לדקה במשך שלוש שעות.בסוף הדגירה decant את supernatant ולשטוף את המוצר וכתוצאה מכך עם שלושה מיליליטר של DCM קר מספר פעמים להסרה מלאה של כל אבץ דימתיל לא מבושל. ופעל לפי פרוטוקול הכנת הגביש KUMOF-1 כפי שהוכח כדי להשיג גבישי אבץ/KUMOF-1 קטנים, בינוניים וגדולים. לסנתז טיטניום / KUMOF-1 גבישים להוסיף 59 microliters של isopropoxide טיטניום להשעיה 24 מיליגרם של KUMOF-1 בשני מיליליטר של DCM.לנער את התערובת במשך חמש שעות ב 180 סיבובים לדקה בטמפרטורת החדר. בסוף הדגירה, decant supernatant, לשטוף את המוצר וכתוצאה מכך עם שלושה מיליליטר של DCM קר מספר פעמים להסרה מלאה של כל isopropoxide טיטניום שיורית. ופעל לפי פרוטוקול הכנת הגביש KUMOF-1 כפי שהוכח כדי להשיג גבישי טיטניום/KUMOF-1 קטנים, בינוניים וגדולים.לתגובת קרבוניל-ene סטואיכומטרית הטרוגנית על ידי אבץ /KUMOF-1, הוסף את פתרון המצע ב 100 microliters של DCM להשעיה 102 מיליגרם של אבץ / KUMOF-1 בשני מיליליטר של DCM במינוס 78 מעלות צלזיוס. מניחים את תערובת התגובה באמבטיית קירור קריוגנית במשך שלוש וחצי שעות עם רעידות. בסוף הדגירה, מרווה את התגובה עם שלושה מיליליטר של פתרון חומצה הידרוכלורית מימית 6 רגיל ולסנן את התערובת וכתוצאה מכך דרך כרית סיליקה diatomaceous.לתגובת קרבוניל-ene קטליטית הטרוגנית על ידי טיטניום / KUMOF-1, להוסיף את פתרון המצע ב 100 microliters של DCM להשעיה 12 מיליגרם של טיטניום / KUMOF-1, בשני מיליליטר של DCM באפס מעלות צלזיוס. לנער את הפתרון במשך 36 שעות בטמפרטורה זו ב 180 סיבובים לדקה. בסוף הדגירה לאסוף את supernatant ולשטוף את הגבישים וכתוצאה מכך שלוש פעמים עם שלושה מיליליטר של DCM טרי לכל לשטוף.התגובה enantioselective קרבוניל-ene באמצעות ריאגנט אבץ הוא סטואיציומטרי בגלל ההבדל בזיקה מחייבת של קבוצות קרבוניל אלקוקסי למתכת. תוצאות התגובה ההטרוגנית enantioselective קרבוניל-ene של מצעים על ידי אבץ / KUMOF-1 הראו כי המצע הקטן ביותר יכול להתפזר בתוך הגביש ולהמיר למוצר בתפוקה גבוהה להוכיח כי כל אתרי התגובה של מסגרות אורגניות מתכת היו זמינים. התשואה והעודף האנטיומרי ירדו ככל שגודל המצע גדל, מה שמרמז על כך שהמצעים הגדולים יותר לא יכלו לגשת לאתרי התגובה בתוך גביש המסגרת האורגנית של המתכת.המצע הגדול ביותר לא עבר את התגובה במערכת זו אולי בגלל ערוץ התגובה נחסם על ידי מוצרי התגובה המתאימים. אם גודל המצע גדול מדי, אתר תגובת פני השטח יוצר את המגע הראשון וחוסם ישירות את הכניסה לתעלה, מה שלא מאפשר למצעים אחרים לחדור. כאשר גודל המצע קטן מספיק בהשוואה לגודל החלל, מצעים נוספים יכולים לחדור את הגביש.שלא כמו מערכת התיווך אבץ, המערכת קטליזום טיטניום מספק מידע נוסף על האירועים המתרחשים באתרי התגובה הקטליטית ללא אפליה על ידי גודל המצע. ואכן, רוב התגובות מתרחשות על פני השטח או מתחתיו והמוצרים הוסרו מיד לפתרון. בזהירות בעקבות השלבים של הליכי תגובה carbonyl-ene כפי שהוכח, חשוב להשיג תוצאות ניסיוניות אמינות.מדידות מיקרוסקופיה שני פוטון יספק נתונים נוספים עבור אתר התגובה בפועל של סוגים שונים של זרז מבוסס MOF. כהליך אימות עבור אתר התגובה של זרז MOF יש צורך. השיטה שלנו יכולה לשמש כאמצעי לבדיקה כפולה של התוצאות.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks (MOFs)

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

הכנת מסגרות מתכת אורגנית הידרופובי באמצעות פלזמה משופרת שיקוע הכימי של Perfluoroalkanes להסרת אמוניה

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

מסגרות סינתזה ואפיון של פונקציונליות מתכת אורגנית

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

סינתזה של מערך מורכב מתכת-אורגנית נמס במים

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

Functionalization פני השטח של מסגרות מתכת-אורגנית להתנגדות לחות משופר

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. ...

Electrophoretic Crystallization of Ultrathin High-performance Metal-organic Framework Membranes

התגבשות electrophoretic של ממברנות זגוגית ביצועים גבוהים מסגרת מתכת-אורגני

We report the synthesis of thin, highly intergrown, polycrystalline metal-organic framework (MOF) membranes on a wide range of unmodified porous and ...

Synthesis of Single-Crystalline Core-Shell Metal-Organic Frameworks

סינתזה של מסגרות מתכת-אורגניות חד-גבישיות

Because of their designability and unprecedented synergistic effects, core-shell metal-organic frameworks (MOFs) have been actively examined recently. ...

A Technical Guide for Performing Spectroscopic Measurements on Metal-Organic Frameworks

מדריך טכני לביצוע מדידות ספקטרוסקופיות במסגרות מתכת-אורגניות

Metal-organic frameworks (MOFs) offer a unique platform to understand light-driven processes in solid-state materials, given their high structural ...

סינתזה של MOFs בעלי ערכיות נמוכה מקישורי פוספין רב-נושאיים

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

מחבר זרקור: גישות ניסיוניות לסינתזה של מסגרות מתכת-אורגניות בעלות ערך נמוך ממקשרי פוספין רב-נושאיים  

גישות ניסיוניות לסינתזה של מסגרות מתכת-אורגניות בעלות ערך נמוך ממקשרים רב-נושאיים של פוספין

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