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

Questo lavoro è stato sostenuto da un National Research Foundation of Korea (NRF) Basic Science Research Program NRF-2019R1A2C4070584 e dal Science Research Center NRF-2016R1A5A1009405 finanziato dal governo coreano (MSIP). S. Kim è stato supportato dalla NRF Global Ph.D. Fellowship (NRF-2018H1A2A1062013).

1. Preparazione di cristalli (S)-KUMOF-1 in tre dimensioni
NOTA: Ogni passo segue la sezione sperimentale e le informazioni supplementari delle relazioni precedenti2,24,27. Sono state preparate tre diverse dimensioni di (S)-KUMOF-1: grande (S)-KUMOF-1-(L), medio (S)-KUMOF-1-(M) e piccolo (S)-KUMOF-1</...

<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>

Dopo la sintesi di (S)-KUMOF-1, i cristalli in alcune fiale sembrano polverosi e non sono appropriati per l'uso in catalisi. Pertanto, è necessario selezionare cristalli appropriati di (S)-KUMOF-1. La resa di (S)-KUMOF-1 viene calcolata utilizzando solo le fiale in cui è stata sintetizzata con successo. Quando ritirato dal solvente, (S)-KUMOF-1 smonta. Pertanto, i cristalli devono sempre essere tenuti umidi. Per ques...

I MOF sono considerati un utile catalizzatore eterogeneo per le reazioni chimiche. Ci sono molti diversi usi segnalati di MOF per la catalis enantioseseseseta1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 ,18,19. Tuttavia, deve ancora essere determinato se le reazioni avvengono sulla superficie interna o esterna dei MOF. Recenti studi hanno sollevato questioni riguardanti l'utilizzo della superficie disponibile e ridotto la diffusione20,21,22,23. Un problema più sorprendente è che l'ambiente chirale varia con la posizione di ogni cavità nel cristallo MOF. Questa eterogeneità dell'ambiente chirale implica che la stereoselettività del prodotto di reazione dipende dal sito di reazione24. Pertanto, la progettazione di un efficiente catalizzatore enantioselettico richiede l'identificazione del luogo in cui avrebbe luogo la reazione. Per farlo, è necessario assicurarsi che la reazione si verifichi solo sulla superficie interna o solo sulla superficie esterna del MOF lasciando intatto l'interno. La struttura porosa dei MOF e la loro vasta superficie contenente l'ambiente chirale siti attivi possono essere sfruttati per la catalis enantiosesesecati. Per questo motivo, i MOF sono eccellenti sostituzioni di catalizzatori eterogenei solidi25. L'uso dei MOF come catalizzatori eterogenei deve essere riconsiderato se la reazione non si verifica al loro interno. La posizione del sito di reazione è importante, così come la dimensione della cavità. Nei materiali porosi, la dimensione della cavità determina il substrato in base alle sue dimensioni. Ci sono alcune segnalazioni di catalizzatori basati su MOF che trascurano il problema della dimensione della cavità25. Molti catalizzatori basati su MOF introducono specie catalitiche ingombranti (ad esempio, Ti(O-iPr)4) alla struttura del quadro originale3,8,13. C'è un cambiamento nella dimensione della cavità quando le specie catalitiche ingombranti vengono adottate nella struttura del quadro originale. La ridotta dimensione della cavità causata dalle specie catalitiche ingombranti rende impossibile per il substrato diffondersi completamente nei MOF. Pertanto, per questi casi è necessario considerare la discriminazione delle dimensioni del substrato in base alla dimensione della cavità dei MOF. Le reazioni catalitiche dei MOF spesso rendono difficile sostenere le prove delle reazioni che avvengono all'interno della cavità MOF. Alcuni studi hanno dimostrato che i substrati più grandi delle cavità MOF vengono convertiti con facilità ai prodotti attesi, il che sembra contraddittorio8,13. Questi risultati possono essere interpretati come un contatto tra il gruppo funzionale del substrato e il sito catalitico che dà l'inizia alla reazione catalitica. In questo caso, non è necessario che il substrato si diffonda nei MOF; la reazione si verifica sulla superficie dei cristalli MOF26 e la dimensione della cavità non è direttamente coinvolta nella discriminazione del substrato in base alle sue dimensioni.
Per identificare i siti di reazione dei MOF, è stata selezionata una nota reazione Carbonyl-ene promossa da Lewis2. Utilizzando 3-metilgeranial ei suoi congeneri come substrati, sono stati studiati27quattro tipi di reazioni enantiosesetali(Figura 1). Le reazioni, che sono state precedentemente segnalate, sono state classificate in due classi: una reazione stoichiometrica utilizzando un reagente n e reazioni catalitiche utilizzando un reagente Ti27. La reazione del substrato più piccolo richiede una quantità stoichiometrica di n /KUMOF-1 (KUMOF - Korea University Metal-Organic Framework); è stato riferito che questa reazione avviene all'interno del cristallo27. In questo metodo sono stati utilizzati due tipi di MOF, n/KUMOF-1 per la reazione stoichiometrica eTi/KUMOF-1 per la reazione catalitica. A causa dei meccanismi di reazione distinti di questi due tipi di MOF, un confronto tra il tasso di reazione e la dimensione del substrato è possibile2,28,29. L'effetto delle particelle sulla reazione carbonile-ene con n/KUMOF-127 ha dimostrato che, come si è visto nel rapporto precedente, l'ambiente chirale della superficie esterna era diverso dal lato interno del cristallo MOF24. In questo articolo viene illustrato un metodo che determina i siti di reazione confrontando le reazioni di tre tipi di substrati con due classi di catalizzatori e l'effetto delle dimensioni delle particelle come riportato nel libro precedente27.

<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)

La discriminazione delle dimensioni del substrato per dimensioni dei pori e omogeneità dell'ambiente chirale nei siti di reazione sono questioni importanti nella convalida del sito di reazione in sistemi di catalizzatori basati sul quadro metallo-organico (MOF) in una reazione catalitica enantioselettiva Sistema. Pertanto, per analizzare questo problema è necessario un metodo di convalida del sito di reazione dei catalizzatori basati su MOF. La discriminazione delle dimensioni del substrato per dimensione dei pori è stata eseguita confrontando la dimensione del substrato con il tasso di reazione in due diversi tipi di reazioni carbonili-ene con due tipi di MOF. I catalizzatori MOF sono stati utilizzati per confrontare le prestazioni dei due tipi di reazione (reazioni stoichiometriche e ti-catalizzati carbonil-ene) in due diversi media. Utilizzando il metodo proposto, è stato osservato che l'intero cristallo MOF ha partecipato alla reazione, e l'interno del poro di cristallo ha svolto un ruolo importante nell'esercitare il controllo chirale quando la reazione era stoichiometrica. L'omogeneità dell'ambiente chirale dei catalizzatori MOF è stata stabilita dal metodo di controllo delle dimensioni per una particella utilizzata nel sistema di reazione stoicometrica mediato da n. Il protocollo proposto per la reazione catalitica ha rivelato che la reazione si è verificata principalmente sulla superficie del catalizzatore indipendentemente dalla dimensione del substrato, il che rivela i siti di reazione effettivi nei catalizzatori eterogenei basati su MOF. Questo metodo per la convalida del sito di reazione dei catalizzatori MOF suggerisce varie considerazioni per lo sviluppo di catalizzatori MOF enantioseeeterogenei.

La reazione enantioselettiva carbonile-ene con il reagente n è stoichiometrica a causa della differenza nelle affinità leganti dei gruppi alkoxy e carbonili al metallo (Figura 2). Per questo motivo, i substrati sono stati convertiti in prodotti nel sito di reazione e vi sono rimasti. I prodotti desiderati sono stati ottenuti smontando i cristalli, come descritto nella sezione 4 del protocollo. I risultati dell'eterogenea reazione carbonilese-ene enantioseseata dei substrati di Sn/(S</e...

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

Qui, presentiamo un protocollo per la convalida attiva del sito dei catalizzatori quadro metallo-organici confrontando le reazioni stoichiometriche e catalitiche carbonili-ene per scoprire se una reazione avviene sulla superficie interna o esterna dei quadri metallo-organici.

Sviluppo di catalizzatori Enantiosesehedse utilizzando Chiral Metal-Organic Frameworks (MOF)

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

La nostra idea per la convalida del sito di reazione del catalizzatore basato su MOF fornisce dati affidabili sul fatto che una reazione abbia luogo sulla superficie interna o esterna dei MOF. Questi metodi possono essere utilizzati per valutare i siti di reazione, che possono essere cruciali nella progettazione di catalizzatori basati su MOF. Studi di ricerca sullo sviluppo di catalizzatori basati su MOF possono utilizzare questi metodi per raggiungere una prospettiva oggettiva per la caratterizzazione del catalizzatore.La dimostrazione visiva di questi metodi è essenziale in quanto le tecniche sono difficili da eseguire solo attraverso l'istruzione testuale. A dimostrare la procedura sarà Jeehwan Han, uno studente laureato del mio team di ricerca. Per la sintesi KUMOF-1 di piccole dimensioni, sciogliere 0,2 milligrammi di nitrato di rame(II),, 0,24 milligrammi di ligando di acido dicarbossilico in quattro millilitri di DEF in metanolo.Limitare la cella di reazione con un tappo PTFE e posizionare la cella in un reattore a microonde a 65 gradi Celsius, 100 libbre per pollice quadrato e 50 Watt per 20 minuti. Alla fine della reazione, sbattere delicatamente con una piccola spatola per far galleggiare i cristalli cubici blu ottenuti e decantare i cristalli sulla carta da filtro. E lavare i cristalli tre volte con tre millilitri di DEF caldo per lavaggio seguito da tre lavaggi con tre millilitri di DCM anidro per lavaggio prima di trasferire i cristalli in DCM anidro fresco per la conservazione.Per la sintesi KUMOF-1 di medie dimensioni, sciogliere 7,2 milligrammi di nitrato di rame in 1,5 millilitri di metanolo e nove milligrammi di ligando di acido dicarbossilico in 1,5 millilitri di DEF. Forare il nastro con un ago e posizionare il flaconcino da quattro millilitri in una fiala da 20 millilitri.Aggiungere un millilitro di DMA nello spazio tra le fiale piccole e grandi. Limitare saldamente la fiala grande per un'incubazione 24 ore su 24 in un forno a 65 gradi Celsius. Il giorno successivo, sbattere delicatamente la soluzione di flaconcino da formula litri con una piccola spatola per far galleggiare i cristalli cubici blu risultanti e decantare i cristalli su un pezzo di carta da filtro.Lavare tre cristalli tre volte con tre millilitri di DEF caldo fresco e metanolo come dimostrato prima di conservare i cristalli in tre millilitri di DCM fresco. Per la preparazione del cristallo zinco/KUMOF-1, aggiungere 680 microlitri di zinco dimetile a 180 milligrammi di sospensione di KUMOF-1 in due millilitri di DCM a meno 78 gradi Celsius. Agitare la miscela a questa temperatura a 180 rotazioni al minuto per tre ore.Al termine dell'incubazione decantare il supernatante e lavare il prodotto risultante con tre millilitri di DCM freddo più volte per la completa rimozione di qualsiasi zinco dimetile non reatto. E seguire il protocollo di preparazione del cristallo KUMOF-1 come dimostrato per ottenere cristalli di zinco/KUMOF-1 di piccole, medie e grandi dimensioni. Per sintetizzare cristalli di titanio/KUMOF-1 aggiungere 59 microlitri di isopropossido di titanio a una sospensione di 24 milligrammi di KUMOF-1 in due millilitri di DCM.Agitare la miscela per cinque ore a 180 rotazioni al minuto a temperatura ambiente. Al termine dell'incubazione, decantare il supernatante, lavare il prodotto risultante con tre millilitri di DCM freddo più volte per la completa rimozione di qualsiasi isopropossido di titanio residuo. E seguire il protocollo di preparazione del cristallo KUMOF-1 come dimostrato per ottenere cristalli di titanio / KUMOF-1 di piccole, medie e grandi dimensioni.Per una reazione stechiometrica eterogena carbonil-ene per zinco/KUMOF-1, aggiungere la soluzione di substrato in 100 microlitri di DCM a una sospensione di 102 milligrammi di zinco/KUMOF-1 in due millilitri di DCM a meno 78 gradi Celsius. Posizionare la miscela di reazione in un bagno di raffreddamento criogenico per tre ore e mezza con agitazione. Al termine dell'incubazione, dissetare la reazione con tre millilitri di una soluzione acquosa di acido cloridrico 6 Normale e filtrare la miscela risultante attraverso un cuscinetto di silice diatomea.Per una reazione carbonile-ene catalitica eterogenea da titanio/KUMOF-1, aggiungere la soluzione di substrato in 100 microlitri di DCM a una sospensione di 12 milligrammi di titanio/KUMOF-1, in due millilitri di DCM a zero gradi Celsius. Agitare la soluzione per 36 ore a questa temperatura a 180 rotazioni al minuto. Al termine dell'incubazione raccogliere il supernatante e lavare i cristalli risultanti tre volte con tre millilitri di DCM fresco per lavaggio.La reazione enantioselettiva carbonil-ene usando il reagente di zinco è stechiometrica a causa della differenza nelle affinità di legame dei gruppi carbonilici alossilici al metallo. I risultati della reazione eterogena enantioselettiva carbonil-ene dei substrati da zinco/KUMOF-1 hanno mostrato che il substrato più piccolo poteva diffondersi all'interno del cristallo e convertirsi al prodotto in un'alta resa dimostrando che tutti i siti di reazione delle strutture organiche metalliche erano disponibili. La resa e l'eccesso enantiomerico diminuirono con l'aumentare delle dimensioni del substrato suggerendo che i substrati più grandi non potevano accedere ai siti di reazione all'interno del cristallo della struttura organica metallica.Il substrato più grande non ha subito la reazione in questo sistema probabilmente perché il canale di reazione è stato bloccato dai corrispondenti prodotti di reazione. Se la dimensione del substrato è troppo grande, il sito di reazione superficiale effettua il primo contatto e blocca direttamente l'ingresso del canale, il che rende impossibile la penetrazione di altri substrati. Quando la dimensione del substrato è sufficientemente piccola rispetto alle dimensioni del vuoto, substrati aggiuntivi possono penetrare nel cristallo.A differenza del sistema mediato dallo zinco, il sistema catalizzato in titanio fornisce maggiori informazioni sugli eventi che si verificano nei siti di reazione catalitica senza alcuna discriminazione per dimensione del substrato. In effetti, la maggior parte delle reazioni si verifica su o sotto la superficie e i prodotti sono stati immediatamente rimossi nella soluzione. Seguendo attentamente i passaggi delle procedure di reazione carbonil-ene come dimostrato, è importante per ottenere risultati sperimentali affidabili.Le misurazioni della microscopia a due fotoni forniranno dati aggiuntivi per il sito di reazione effettivo di vari tipi di catalizzatore basato su MOF. Come procedura di verifica per il sito di reazione del catalizzatore MOF è necessaria. Il nostro metodo può essere utilizzato come mezzo per ricontrollare i risultati.

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

Preparazione del idrofobi Frameworks Metal-Organic tramite Plasma avanzata Chemical Vapor Deposition del perfluoroalcani per la rimozione di ammoniaca

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

Ricerca

Chimica

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Sintesi e caratterizzazione di funzionalizzato metallo-organici quadri

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

Sintesi di una serie complessa Metal-Organic solubile in acqua

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

Funzionalizzazione superficiale di Metal-Organic Frameworks per resistenza all'umidità migliorata

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

Elettroforetica cristallizzazione delle membrane ultrasottile ad alte prestazioni Metal-organic frameworks

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

Sintesi di strutture metallo-organiche monocristalline core-shell

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

Una guida tecnica per l'esecuzione di misure spettroscopiche su strutture metallo-organiche

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

Sintesi di MOF a basso valenza da linker fosfinici multitopici

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

Autore in primo piano: Approcci sperimentali per la sintesi di strutture metallo-organiche a bassa valenza da linker fosfinici multitopici  

Approcci sperimentali per la sintesi di strutture metallo-organiche a basso contenuto di valenti da linker multitopici di fosfina

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