Name: Author Spotlight: Experimental Approaches for the Synthesis of Low-Valent Metal-Organic Frameworks from Multitopic Phosphine Linkers
Uploaded: 2023-05-12T14:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Experimental Approaches for the Synthesis of Low-Valent Metal-Organic Frameworks from Multitopic Phosphine Linkers at JoVE.com

Detta arbete stöddes av ett bidrag från National Science Foundation, Division of Chemistry, under Award No. CHE-2153240.

1. Ställa in Schlenk-linjen
<ol><li>Se till att alla kranar är stängda, säkra sedan kylfällan till Schlenk-linjen med en O-ring (storlek 229 användes i vår uppsättning, även om storleken kan variera beroende på den specifika Schlenk-linjen som används) och klämma.</li>
	<li>Slå på vakuumpumpen (gas-ballast stängd) och öppna sedan kranarna på Schlenk-linjen så att hela apparaten är öppen för vakuum. OBS: Öppna inte några kranar till slangarna eller andra kranar som är öppna f...

Synthesis of Low-Valent MOFs from Multitopic Phosphine Linkers

<ol>
	<li>Zhou, H. -. C., Long, J. R., Yaghi, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introduction+to+metal-organic+frameworks.">Introduction to metal-organic frameworks.</a> Chemical Reviews. 112 (2), 673674 (2012).</li><li>Furukawa, H., Cordova, K. E., O'Keefe, M., Yaghi, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+chemistry+and+applications+of+metal-organic+frameworks.">The chemistry and applications of metal-organic frameworks.</a> Science. 341 (6149), 1230444 (2013).</li><li>Li, J., Bhatt, P. M., Li, J., Eddaoudi, M., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+progress+on+microfine+design+of+metal-organic+frameworks:+Structure+regulation+and+gas+sorption+and+separation.">Recent progress on microfine design of metal-organic frameworks: Structure regulation and gas sorption and separation.</a> Advanced Materials. 32 (44), 2002563 (2020).</li><li>Lin, R. -. B., Xiang, S., Zhou, W., Chen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microporous+metal-organic+framework+materials+for+gas+separation.">Microporous metal-organic framework materials for gas separation.</a> Chem. 6 (2), 337363 (2020).</li><li>Mendes, R. F., Figueira, F., Leite, J. P., Gales, L., Almeida Paz, F. 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+frameworks:+a+future+toolbox+for+biomedicine.">Metal-organic frameworks: a future toolbox for biomedicine.</a> Chemical Society Reviews. 49 (24), 91219153 (2020).</li><li>Wei, Y. -. S., Zhang, M., Zou, R., Xu, Q. <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-based+catalysts+with+single+metal+sites.">Metal-organic framework-based catalysts with single metal sites.</a> Chemical Reviews. 120 (21), 1208912174 (2020).</li><li>Cornils, B., Herrmann, W. A., Beller, M., Paciello, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds: A Comprehensive Handbook in Four Volumes. , (2017).</li><li>Young, R. 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=Isolating+reactive+metal-based+species+in+metal-organic+frameworks+-+Viable+strategies+and+opportunities.">Isolating reactive metal-based species in metal-organic frameworks - Viable strategies and opportunities.</a> Chemical Science. 11 (16), 40314050 (2020).</li><li>Drake, T., Ji, P., 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=Site+isolation+in+metal-organic+frameworks+enables+novel+transition+metal+catalysis.">Site isolation in metal-organic frameworks enables novel transition metal catalysis.</a> Accounts of Chemical Research. 51 (9), 21292138 (2018).</li><li>Dunning, S. 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+metal-organic+framework+with+cooperative+phosphines+that+permit+post-synthetic+installation+of+open+metal+sites.">A metal-organic framework with cooperative phosphines that permit post-synthetic installation of open metal sites.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 57 (30), 92959299 (2018).</li><li>Sikma, R. E., Balto, K. P., Figueroa, J. S., Cohen, S. M. <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+frameworks+with+low-valent+metal+nodes.">Metal-organic frameworks with low-valent metal nodes.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 61 (33), e202206353 (2022).</li><li>Agnew, D. W., Gembicky, M., Moore, C. E., Rheingold, A. L., Figueroa, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robust,+transformable,+and+crystalline+single-node+organometallic+networks+constructed+from+ditopic+m-terphenyl+isocyanides.">Robust, transformable, and crystalline single-node organometallic networks constructed from ditopic m-terphenyl isocyanides.</a> Journal of the American Chemical Society. 138 (46), 1513815141 (2016).</li><li>Agnew, D. W., 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=Crystalline+coordination+networks+of+zero-valent+metal+centers:+Formation+of+a+3-dimensional+Ni(0)+framework+with+m-Terphenyl+diisocyanides.">Crystalline coordination networks of zero-valent metal centers: Formation of a 3-dimensional Ni(0) framework with m-Terphenyl diisocyanides.</a> Journal of the American Chemical Society. 139 (48), 1725717260 (2017).</li><li>Voigt, L., Wugt Larsen, R., Kubus, M., Pedersen, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zero-valent+metals+in+metal-organic+frameworks:+fac-M(CO)(3)(pyrazine)(3/2).">Zero-valent metals in metal-organic frameworks: fac-M(CO)(3)(pyrazine)(3/2).</a> Chemical Communications. 57 (3), 3861 (2021).</li><li>Sikma, R. E., Cohen, S. M. <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+frameworks+with+zero+and+low-valent+metal+nodes+connected+by+tetratopic+phosphine+ligands.">Metal-organic frameworks with zero and low-valent metal nodes connected by tetratopic phosphine ligands.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 61 (11), e202115454 (2022).</li><li>Xu, Z., Han, L. L., Zhuang, G. L., Bai, J., Sun, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+construction+of+three+anion-dependent+cu(i)+coordination+networks+as+promising+heterogeneous+catalysts+for+azide-alkyne+&amp;#34;click&amp;#34;+reactions.">In situ construction of three anion-dependent cu(i) coordination networks as promising heterogeneous catalysts for azide-alkyne &amp;#34;click&amp;#34; reactions.</a> Inorganic Chemistry. 54 (10), 47374743 (2015).</li><li>Llabresixamena, F., Abad, A., Corma, A., Garcia, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MOFs+as+catalysts:+Activity,+reusability+and+shape-selectivity+of+a+Pd-containing+MOF.">MOFs as catalysts: Activity, reusability and shape-selectivity of a Pd-containing MOF.</a> Journal of Catalysis. 250 (2), 294298 (2007).</li><li>Dong, Y., 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+palladium-carbon-connected+organometallic+framework+and+its+catalytic+application.">A palladium-carbon-connected organometallic framework and its catalytic application.</a> Chemical Communications. 55 (96), 14414 (2019).</li><li>Moosavi, S. 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=Capturing+chemical+intuition+in+synthesis+of+metal-organic+frameworks.">Capturing chemical intuition in synthesis of metal-organic frameworks.</a> Nature Communications. 10 (1), 17 (2019).</li></ol>

Det finns flera kritiska steg i protokollet som måste följas för att uppnå den önskade fosfinbaserade LVMOF-produkten med tillräcklig kristallinitet. Den första är att metallprekursor- och modulatorblandningen (i detta fall tetrakis (trifenylfosfin) palladium (0) respektive trifenylfosfin) måste lösas oberoende av den multitopiska fosfinlänkaren (i detta fall Sn1). Detta för att undvika snabb och irreversibel bildning av amorfa koordinationspolymerer, vilket uppstår när den effektiva koncen...

Metallorganiska ramverk, eller MOFs, är en klass av kristallina, porösa material1. MOFs är konstruerade av metalljoner eller metalljonklusternoder, ofta kallade sekundära byggnadsenheter (SBU), och multitopic organiska länkar för att ge två- och tredimensionella nätverksstrukturer2. Under de senaste tre decennierna har MOFs studerats omfattande på grund av deras potentiella användning i gaslagring3 och separation4, biomedicin5 och katalys6. Den överväldigande majoriteten av MOFs som rapporterats består av metallnoder med hög oxidationstillstånd och hårda, anjoniska givarlänkar, såsom karboxylater2. Många homogena katalysatorer använder emellertid mjuka, lågvalenta metaller i kombination med mjuka donatorligander, såsom fosfiner7. Att utöka omfattningen av MOFs som innehåller lågvalenta metaller kan därför öka intervallet av katalytiska transformationer som MOFs kan tillämpas på.
De etablerade strategierna för införlivande av lågvalenta metaller i MOFs med hjälp av inbäddade mjuka donatorställen är begränsade i omfattning och minskar den fria porvolymen i moder-MOF-strukturen 6,8,9,10. Ett alternativt tillvägagångssätt är att använda lågvalenta metaller direkt som noder eller SBUs i kombination med multitopic soft donator-ligander som länkar för att konstruera MOF. Denna strategi ger inte bara en hög belastning av lågvalenta metallplatser i MOF utan kan också minska eller förhindra metallläckage i lösningen som ett resultat av stabiliteten i ramstrukturen11. Till exempel använde Figueroa och medarbetare multitopiska isocyanidligander som mjuka givarlänkar och Cu (I) 12 eller Ni(0) 13 som lågvalenta metallnoder för att producera två- och tredimensionella MOFs. På liknande sätt syntetiserade Pederson och medarbetare MOFs innehållande nollvalenta grupp 6-metallnoder med pyrazin som en linker14. Mer nyligen rapporterade vårt laboratorium tetratopiska fosfinligander som länkar för konstruktion av MOFs innehållande Pd (0) eller Pt (0) noder (figur 1) 15. Dessa MOFs är särskilt intressanta på grund av förekomsten av fosfinligerade lågvalenta metallkomplex i homogen katalys7. Ändå är lågvalenta MOFs (LVMOFs) som en allmän klass av material relativt underutforskade i MOF-litteraturen men har stort löfte för tillämpningar i heterogen katalys för reaktioner som azid-alkynkoppling 16, Suzuki-Miyaura-koppling 17,18, hydrogenering 17 och andra 11.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65317/65317fig01v2.jpg"> Figur 1: Syntes av LVMOFs med hjälp av fosfinlänkare. Sikma och Cohen15 rapporterade syntesen av tredimensionella LVMOFs, E1-M, med användning av tetratopiska fosfinligander, E1, som länkare, Pd (0) och Pt (0) som noder och trifenylfosfin som modulator. Den centrala atomen, E, kan vara Si eller Sn. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65317/65317fig01largev2.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna figur.</a>
Medan skillnaderna i typen av länkar och noder för LVMOFs kan ge dem unika egenskaper jämfört med konventionella MOF-material, introducerar dessa skillnader också syntetiska utmaningar. Till exempel kan många av de metallprekursorer och länkar som vanligtvis används i MOF-litteraturen användas i luft2. Däremot kräver en framgångsrik syntes av fosfinbaserade LVMOF att både luft och vatten utesluts15. På samma sätt är de typer av modulatorer som används för att främja kristallinitet och de lösningsmedel som används vid syntesen av fosfinbaserade LVMOFs ovanliga jämfört med de som används i större delen av MOF-litteraturen15. Som ett resultat kräver syntesen av dessa material utrustning och experimentella tekniker som även erfarna MOF-kemister kan vara mindre bekanta med. Därför, i ett försök att minimera effekterna av dessa hinder, tillhandahålls en steg-för-steg-metod för syntesen av denna nya klass av material här. Protokollet som beskrivs här täcker alla aspekter av syntesen av fosfinbaserade LVMOFs, inklusive det övergripande experimentella förfarandet, luftfria tekniker, nödvändig utrustning, korrekt lagring och hantering av LVMOF och karakteriseringsmetoder. Valet av metallprekursor, modulator och lösningsmedel diskuteras också. Att möjliggöra inträde av nya forskare inom detta område kommer att bidra till att påskynda upptäckten av nya LVMOFs och relaterade material för tillämpningar inom katalys.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2800 Ultrasonic Cleaner, 3/4 Gallon, 40 kHz</td>
			<td>Branson</td>
			<td>CPX2800H</td>
			<td>Used for sonicating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Argon, Ultra High Purity</td>
			<td>Matheson</td>
			<td>G1901101</td>
			<td>Used as inert gas source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D8 ADVANCE Powder X-Ray Diffractometer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>Used to collect PXRD patterns</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dewar Flask</td>
			<td>Chemglass Life Sciences</td>
			<td>CG159303</td>
			<td>Dewar used for liquid nitrogen</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flask,&#160;High Vacuum Valve, Capacity (mL) 10, Valve Size 0-4 mm</td>
			<td>Synthware Glass</td>
			<td>F490010</td>
			<td>Reaction vessel referred to as &#34;10 mL flask&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grade 2 Qualitative Filter Paper, Standard, 42.5 mm circle</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>1002-042</td>
			<td>Used for product isolation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylene Chloride (HPLC)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MFCD00000881</td>
			<td>Dried and deoxygenated prior to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sn1 (tetratopic phosphine linker)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Prepared according to literature procedure (ref. 15)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SuperNuova+ Stirring Hotplate</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>SP88850190</td>
			<td>Used to heat oil bath</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrakis(triphenylphosphine) palladium(0), 99% (99.9+%-Pd)</td>
			<td>Strem Chemicals</td>
			<td>46-2150</td>
			<td>Commercial Pd(0) source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene (HPLC)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MFCD00008512</td>
			<td>Dried and deoxygenated prior to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triphenylphosphine, &#8805;95.0% (GC)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>93092</td>
			<td>Used as a modulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weighing Paper</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>09-898-12B</td>
			<td>Used for solid addition</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental approaches for the synthesis of low-valent metal-organic frameworks from multitopic phosphine linkers

Metallorganiska ramverk (MOFs) är föremål för intensivt forskningsfokus på grund av deras potentiella tillämpningar inom gaslagring och separation, biomedicin, energi och katalys. Nyligen har lågvalenta MOFs (LVMOFs) undersökts för deras potentiella användning som heterogena katalysatorer, och multitopiska fosfinlänkar har visat sig vara en användbar byggsten för bildandet av LVMOFs. Syntesen av LVMOFs med användning av fosfinlänkar kräver emellertid förhållanden som skiljer sig från dem i majoriteten av MOF: s syntetiska litteratur, inklusive uteslutning av luft och vatten och användning av okonventionella modulatorer och lösningsmedel, vilket gör det något mer utmanande att få tillgång till dessa material. Detta arbete fungerar som en allmän handledning för syntes av LVMOFs med fosfinlänkare, inklusive information om följande: 1) det förnuftiga valet av metallprekursorn, modulatorn och lösningsmedlet; 2) försöksmetoder, luftfria tekniker och erforderlig utrustning, 3) korrekt lagring och hantering av de LVMOF som blir resultatet, och 4) användbara karakteriseringsmetoder för dessa material. Avsikten med denna rapport är att sänka barriären för detta nya delområde av MOF-forskning och underlätta framsteg mot nya katalytiska material.

Metal-organic frameworks, or MOFs, are a class of crystalline, porous materials1. MOFs are constructed from metal ions or metal ion cluster nodes, often referred to as secondary building units (SBUs), and multitopic organic linkers to give two- and three-dimensional network structures2. Over the past three decades, MOFs have been studied extensively due to their potential use in gas storage3 and separation4, biomedicine5, and catalysis6. The overwhelming majority of MOFs reported are composed of high-oxidation state metal nodes and hard, anionic donor linkers, such as carboxylates2. However, many homogeneous catalysts utilize soft, low-valent metals in combination with soft donor ligands, such as phosphines7. Therefore, expanding the scope of MOFs that contain low-valent metals can increase the range of catalytic transformations to which MOFs can be applied.
The established strategies for the incorporation of low-valent metals into MOFs using embedded soft donor sites are limited in scope and reduce the free pore volume of the parent MOF structure6,8,9,10. An alternative approach is to use low-valent metals directly as nodes or SBUs in combination with multitopic soft donor ligands as linkers to construct the MOF. This strategy not only provides a high loading of low-valent metal sites in the MOF but may also reduce or prevent metal leaching into the solution as a result of the stability of the framework structure11. For example, Figueroa and co-workers used multitopic isocyanide ligands as soft donor linkers and Cu(I)12 or Ni(0)13 as low-valent metal nodes to produce two- and three-dimensional MOFs. Similarly, Pederson and co-workers synthesized MOFs containing zero-valent group 6 metal nodes using pyrazine as a linker14. More recently, our laboratory reported tetratopic phosphine ligands as linkers for the construction of MOFs containing Pd(0) or Pt(0) nodes (Figure 1)15. These MOFs are particularly interesting due to the prevalence of phosphine-ligated low-valent metal complexes in homogeneous catalysis7. Nevertheless, low-valent MOFs (LVMOFs) as a general class of materials are relatively underexplored in the MOF literature but have great promise for applications in heterogeneous catalysis for reactions such as azide-alkyne coupling16, Suzuki-Miyaura coupling17,18, hydrogenation17, and others11.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65317/65317fig01v2.jpg" /> 
Figure 1: Synthesis of LVMOFs using phosphine linkers. Sikma and Cohen15 reported the synthesis of three-dimensional LVMOFs, E1-M, using tetratopic phosphine ligands, E1, as linkers, Pd(0) and Pt(0) as nodes, and triphenylphosphine as a modulator. The central atom, E, can be Si or Sn. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65317/65317fig01largev2.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>
While the differences in the nature of the linkers and nodes of LVMOFs may give them unique properties compared to conventional MOF materials, these differences also introduce synthetic challenges. For example, many of the metal precursors and linkers that are commonly used in the MOF literature can be used in air2. In contrast, the successful synthesis of phosphine-based LVMOFs requires the exclusion of both air and water15. Similarly, the types of modulators used to promote crystallinity and the solvents used in the synthesis of phosphine-based LVMOFs are unusual compared to those used in most of the MOF literature15. As a result, the synthesis of these materials requires equipment and experimental techniques that even experienced MOF chemists may be less familiar with. Therefore, in an effort to minimize the impact of these obstacles, a step-by-step method for the synthesis of this new class of materials is provided here. The protocol outlined here covers all aspects of the synthesis of phosphine-based LVMOFs, including the overall experimental procedure, air-free techniques, the required equipment, the proper storage and handling of LVMOFs, and characterization methods. The choice of the metal precursor, modulator, and solvent are also discussed. Enabling the entry of new researchers into this field will help accelerate the discovery of novel LVMOFs and related materials for applications in catalysis.

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

Experimentella metoder för syntes av lågvalenta metallorganiska ramverk från multitopiska fosfinlänkar

Our research aims to explore the synthesis and properties of metal organic frameworks constructed from low-valent metal ions. How to prepare these materials and their characteristics are not widely understood, but they likely hold tremendous opportunities for solid-state catalysis and other applications. Beyond our own work, there have been only a handful of reports on MOFs prepared from low-valent metal ions.Perhaps the most notable are those by Professor Joshua Figueroa here at UC San Diego who has described MOFs prepared from bulky isocyanate ligands and zero or monovalent metals. Because there are so few descriptions of low-valent MOFs, our protocol is providing a first baseline protocol that works for making these materials. That stated, our protocol is specifically designed for phosphine ligands and may not be readily translatable to different ligand systems such as isocyanates.Our findings open up opportunities to explore MOF materials with distinct characteristics from most MOFs described to date. For example, we have a new paper in press reporting a solid-state analog of Vaska's complex, which binds oxygen reversibly in a unique manner compared to the few other MOFs that do this. We are interested in opening up new opportunities to make low-valent MOFs, particularly as new solid-state catalysts.We want to answer questions such as:What other low-valent metal ions can be used to make LV MOFs, and can we mimic the reactivity of low-valent compounds using these solid-state materials?

Den framgångsrika syntesen av Sn1-Pd ger ett ljusgult, kristallint fast ämne. Pd(0)MOF-produkterna som använder analoga tetratopiska fosfinlänkar är också gula. Det mest effektiva sättet att avgöra om reaktionen var framgångsrik är att samla in PXRD-mönstret och utvärdera provets kristallinitet. Figur 2 visar till exempel PXRD-mönstret för kristallin Sn1-Pd. De viktigaste funktionerna för att verifiera att provet är kristallint är att reflek...

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Approaches for the Synthesis of Low-Valent Metal-Organic Frameworks from Multitopic Phosphine Linkers at JoVE.com

Här beskriver vi ett protokoll för syntes av lågvalenta metallorganiska ramverk (LVMOFs) från lågvalenta metaller och multitopiska fosfinlänkar under luftfria förhållanden. De resulterande materialen har potentiella tillämpningar som heterogena katalysatorer efterliknar lågvalenta metallbaserade homogena katalysatorer.

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

Vår forskning syftar till att utforska syntesen och egenskaperna hos metallorganiska ramverk konstruerade av lågvalenta metalljoner. Hur man förbereder dessa material och deras egenskaper är inte allmänt förstådda, men de har sannolikt enorma möjligheter för solid state-katalys och andra applikationer. Utöver vårt eget arbete har det bara funnits en handfull rapporter om MOFs framställda av lågvalenta metalljoner.Kanske de mest anmärkningsvärda är de av professor Joshua Figueroa här på UC San Diego som har beskrivit MOFs framställda av skrymmande isocyanatligander och noll eller monovalenta metaller. Eftersom det finns så få beskrivningar av lågvalenta MOFs, tillhandahåller vårt protokoll ett första baslinjeprotokoll som fungerar för att göra dessa material. Som sagt, vårt protokoll är speciellt utformat för fosfinligander och kanske inte lätt kan översättas till olika ligandsystem som isocyanater.Våra resultat öppnar möjligheter att utforska MOF-material med distinkta egenskaper från de flesta MOFs som hittills beskrivits. Till exempel har vi ett nytt papper i press som rapporterar en solid state-analog av Vaskas komplex, som binder syre reversibelt på ett unikt sätt jämfört med de få andra MOFs som gör detta. Vi är intresserade av att öppna upp nya möjligheter att göra lågvalenta MOFs, särskilt som nya solid state-katalysatorer.Vi vill svara på frågor som:Vilka andra lågvalenta metalljoner kan användas för att göra LV MOFs, och kan vi efterlikna reaktiviteten hos lågvalenta föreningar med hjälp av dessa fasta material?