CN102858455A - 衍生自亲卡宾金属的有机金属骨架及其制造方法 - Google Patents

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奥玛尔·M·亚纪
A·U·科扎亚
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BASF SE
University of California
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Abstract

本公开提供具有增强的稳定性的有机骨架。

Description

衍生自亲卡宾金属的有机金属骨架及其制造方法
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119,本申请要求申请日为2010年2月12日、申请号为61/304,300的临时申请和申请日为2010年6月19日的PCT/US10/39284的优先权,两篇文献的公开内容通过引用并入本文。
关于联邦资助研究的声明
本发明是在美国陆军军事研究处授予的W911NF-06-1-0405号基金的政府支持下做出的。政府具有本发明的某些权利。
技术领域
本公开提供用于气体分离、储存和用作具有化学稳定性的传感器的有机金属骨架。
背景技术
用于气体分离、储存和纯化的骨架是重要的。
发明内容
本公开提供包含指定元素的化学稳定的开放骨架,所述元素包括但不限于锆、钛、铝和镁离子。本公开包括从有机连接构建的所有开放骨架材料,所述有机连接由单齿和/或多齿有机或无机核心桥接。包括所有种类的开放骨架材料;共价有机骨架(COF);沸石咪唑骨架(ZIF);金属有机骨架(MOF)和如在网状化学结构资源(http:(//)rcsr.anu.edu.au/)中所述的或者衍生的所有可能的网拓扑结构(net topologies)。本公开提供可以在工业中使用的化学稳定开放骨架。此类骨架将可用于多种用途中,包括但不限于,气体储存和分离、化学和生物传感、分子重组和催化作用。
本公开提供包含一般结构M-L-M的有机金属骨架,其中M是骨架金属并且其中L是具有连接至修饰金属的杂环卡宾的连接部分。在另外的实施方案中,所述连接部分包含N-杂环卡宾。在一个实施方案中,骨架包括共价有机骨架(COF)、沸石咪唑骨架(ZIF)、或者金属有机骨架(MOF)。在另外的实施方案中,骨架金属选自包括但不限于以下各项的群组:Li、Na、Rb、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Ti、Zr、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Os、Co、Ni、Pd、Pt、Cu、Au、Zn、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn和Bi。在再一实施方案中,修饰金属选自由以下各项组成的群组:Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Sn、Te、Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Sm、Eu和Yb。在某些实施方案中,修饰金属延伸进入骨架的孔内。在一些实施方案中,骨架包含客体物种(guestspecies),然而,在其它实施方案中,骨架缺乏客体物种。
本公开提供了制备上述有机金属骨架的方法,包括使包含杂环卡宾和包含被保护的连接簇的连接部分与修饰金属反应得到金属化连接部分,将连接簇脱保护,然后使脱保护的金属化连接部分与骨架金属反应。
本公开的有机金属骨架可用于气体分离和催化作用。因此,本公开提供了包含本公开有机金属骨架的气体吸附材料和装置,以及催化组合物和装置。
本发明的一个或更多个实施方案的细节在附图和下面的说明书中描述。根据说明书、附图和权利要求书,本发明的其他特征、目标和优点将是显而易见的。
附图说明
图1A-C显示IRMOF-76和IRMOF-77的结构。(a)IRMOF-76(Zn4O(C23H15N2O4)3(x)3(X=BF4、PF6、OH))的单晶结构。(b)仅以一个pcu网显示的IRMOF-77(Zn4O(C28H21I2N3O4Pd)3)的单晶结构。原子颜色:四面体:Zn、I、Pd、O,球体:N。球体代表将占据腔但不与IRMOF-76、以及IRMOF-77单个骨架的内部范德华表面接触的最大球体(分别为大约
Figure BDA00002005133400022
)。为了清楚起见,所有的氢原子、抗衡阴离子(x)和客体分子均被省略。(c)IRMOF-77的空间填充图。分别使用蓝色和金色显示两个相互交织的pcu网。
图2显示在77K下测量的IRMOF-77的N2等温线测量结果。
图3显示如所合成(as-synthesized)的IRMOF-77的PXRD图型(中)、喹啉交换的IRMOF-77的PXRD图型(下)以及来自单晶x-射线结构的模拟的PXRD图型(上)。
图4是IRMOF-76不对称单元的ORTEP绘图。除了氢原子之外,所有椭圆体以10%概率水平显示。
图5是具有一半Zn4O单元和一个连接的IRMOF-77的ORTEP绘图。除了氢原子之外,所有椭圆体以30%概率水平显示。
图6显示来自单晶x-射线结构的如所合成的IRMOF-76(黑色)和模拟的IRMOF-15、16(分别为蓝色和红色)的PXRD图型。
图7是如所合成的IRMOF-76的TGA迹线。达到150℃时的巨大重量损失对应于客体溶剂(DMF、H2O)的损失。从300℃至400℃的显著重量损失表明材料分解。
图8是如所合成的IRMOF-77的TGA迹线。达到150℃时的巨大重量损失对应于客体溶剂(DEF、吡啶和H2O)的损失。推测达到250℃时材料损失配位分子(吡啶),并且从300℃至400℃的显著重量损失表明材料的分解。
图9是活化的IRMOF-77的TGA迹线。大约180℃的重量损失归因于配位吡啶的部分损失(计算为全部损失的8.6%)。
图10是有机金属连接体L1的TGA迹线。达到250℃时的重量损失(9.7%)与吡啶损失形成二聚体S4(计算为9.3%)一致。
具体实施方式
如本文和后附权利要求书中所使用,单数形式“一种/一个(a或an)”和“所述/该(the)”包括多个指代物,除非上下文另外明确说明。因此,例如,提及“一/一个骨架”时包括多个此类骨架并且提及“所述/该金属”时包括一种/个或多种/个金属和本领域技术人员已知的其等效物,等等。
除非另外定义,在本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管与本文所述的那些方法和试剂相似或者等效的任何方法和试剂可以用于实施所公开的方法和组合物,目前描述了示例性的方法和材料。
同样,“或者”的使用意思是指“和/或”,除非另外说明。类似地,“包含”、“含有”、“包括”和“具有”可相互替换并且不旨在是限制性的。
应当进一步理解,当多个实施方案的描述使用术语“包含/含有/包括/具有”时,本领域技术人员将理解,在一些特定情况下可以可选地使用措辞“基本上由......组成”或者“由......组成”描述实施方案。
本文提到的所有出版物通过引用以全文结合入本文,用于描述和公开在所述出版物中描述的方法学,所述方法学可能与本文的描述联合使用。然而,对于在所结合的出版物或参考文献中找到的任何相似或者相同的术语以及本申请中明确提出或者定义的那些,则在所有方面以在本申请中明确提出的这些术语定义或者含义为准。上文和本文通篇所讨论的出版物仅仅由于其公开早于本申请的申请日而被提供。本文中的任何内容不应被解释为承认本发明人由于在先公开而没有权利占先于这些公开。
在现有技术中已经合成了金属有机骨架(MOF),然而,这些先前的MOF缺乏化学稳定性或者呈现低孔隙率和受限的笼/通道,这限制了它们在工业中的应用。
通常在分子配位化学中实现对金属配位物中官能度的精确控制。在延伸的结晶结构内开展类似的化学仍然是一个挑战,因为它们在经历化学反应时易于丧失有序性和连接性。金属有机骨架(MOF)是在延伸结构内实施配位化学的理想候选物,这是因为它们高度有序的性质和柔性,由此可对有机连接进行修饰。这通过成功应用相同拓扑结构原理(isoreticular principle)被例证,其中可以改变延伸多孔结构的官能度和度量,而不改变其基础拓扑学。
本公开提供了有机金属骨架和使用一系列化学反应生成包括MOF、ZIF或COF的稳定有机金属骨架的方法。本公开骨架的一个优点在于,可以容易地整合期望的金属中心和有机连接,由此孔隙率、官能度和通道环境可以针对目标功能和应用进行容易的调整和调节。
本公开提供了用于生成有机金属骨架的方法。在该实施方案中,生成了位于MOF孔内部的共价连接的有机金属配位物。所述方法是使连接配体上的活性卡宾金属化,接着将连接簇脱保护并且使金属化的连接配体与金属反应。例如,卡宾(NHC)5前体被金属化(L1,方案1),然后被组装入期望的金属化MOF结构(例如IRMOF-77,方案1)。本公开还证明了,这些金属化的MOF可被进一步修饰以增加骨架的孔的官能度(大小、电荷等)。
方案1:新的二羧酸连接(L0,L1)的汇集合成和IRMOF-76,77的制备:
在一个实施方案中,本公开的方法利用方案2中描述的过程生产有机金属MOF。
Figure BDA00002005133400061
术语“簇”指2个或更多个原子的可识别的结合。此类结合一般由某一类型的结合力——离子键、共价键、范德华力等建立。
“连接簇”指能够缩合的一或多种活性种,包含能够在连接部分亚结构与金属基团之间或者连接部分与另一连接部分之间形成结合力的原子。此类活性种的实例包括但不限于硼、硫、氧、碳、氮和磷原子。例如,连接簇可包括CO2H、CS2H、NO2、SO3H、Si(OH)3、Ge(OH)3、Sn(OH)3、Si(SH)4、Ge(SH)4、Sn(SH)4、PO3H、AsO3H、AsO4H、P(SH)3、As(SH)3、CH(RSH)2、C(RSH)3、CH(RNH2)2、C(RNH2)3、CH(ROH)2、C(ROH)3、CH(RCN)2、C(RCN)3、CH(SH)2、C(SH)3、CH(NH2)2、C(NH2)3、CH(OH)2、C(OH)3、CH(CN)2和C(CN)3,其中R是具有1至5个碳原子的烷基,或者包含1至2个苯环和CH(SH)2、C(SH)3、CH(NH2)2、C(NH2)3、CH(OH)2、C(OH)3、CH(CN)2和C(CN)3的芳基。有代表性的MOF配体包含羧酸官能团。本公开包括含有1至5个环的环烷基或芳基亚结构,所述环全部由碳组成或者由碳与构成环的氮、氧、硫、硼、磷、硅和/或铝原子混合组成。
“连接部分”指通过连接簇分别结合金属或者多个金属的单齿或者多齿化合物。通常,连接部分包含亚结构,所述亚结构包含含有1-20碳原子的烷基或环烷基、包含1-5个苯环的芳基、或者包含具有1-20个碳原子的烷基或环烷基或者具有1-5个苯环的芳基的烷基胺或者芳基胺,并且其中连接簇(例如多齿官能团)共价结合至所述亚结构。亚结构包含可用亲卡宾金属官能化的杂环卡宾。环烷基或者芳基亚结构可包含1-5个环,所述环全部由碳构成,或者由碳与构成环的氮、氧、硫、硼、磷、硅和/或铝原子混合构成。有代表性的,连接部分将包含具有共价连接的一个或更多个羧酸连接簇的亚结构。
如本文所使用,在化学式中,一端具有原子并且另一端空白的线意为该化学式涉及化学片段在无原子连接的一端结合至另一实体。有时,为了强调,波浪线与线相交。
“亲卡宾的”指已经发现结合稳定卡宾的那些金属。此外,如在本申请本文使用,“亲卡宾的”和“修饰金属”是等效的并可互换使用。
可以使用任意数目的可由杂环卡宾官能化的连接部分。例如,可用于本公开方法和组合物中的连接部分将包含通式I或II:
Figure BDA00002005133400071
其中Y1和Y2独立地为氮、硫、氧、磷或硅;M是骨架金属;Mc是修饰金属;R1和R4是连接簇,或者是可以与连接至烷基、芳基、烷氧基、烯烃、炔烃、苯基和上述基团的取代物、含硫基团(例如硫化物和硫代烷氧基)、含硅基团、含氮基团(例如酰胺、氰基、硝基、氮化物和氨基)、含氧基团(例如酮、醛、酯、醚、羧酸、和酰卤)、含硼基团、含磷基团、含锡基团、含砷基团、含锗基团或卤素的M缩合的连接簇;R5和R6每一个独立地选自由包含1至6个碳的烷基和H组成的群组;R2和R3选自H、烷基、芳基、烷氧基、烯烃、炔烃、苯基和上述基团的取代物、含硫基团(例如硫代烷氧基)、含硅基团、含氮基团(例如酰胺、氨基、硝基、叠氮化物和氰基)、含氧基团(例如酮、醛、酯、醚、羧酸和酰卤)、卤素、含硼基团、含磷基团、羧酸、NH2、CN、OH、=O、=S、Cl、I、F、
——O——R
其中X=1、2、或3组成的群组;
Figure BDA00002005133400082
其中Y1和Y2独立地为氮、硫、氧、磷或硅;x是连接簇,包括但不限于CO2H,其中R1-R12每一个独立地为H、烷基、芳基、OH、烷氧基、烯烃、炔烃、苯基和上述基团的取代物、含硫基团(例如硫代烷氧基)、含硅基团、含氮基团(例如酰胺、氨基、硝基、叠氮化物和氰基)、含氧基团(例如酮、醛、醚、酯、羧酸和酰卤)、卤素、含硼基团、含磷基团、含锡基团、含砷基团、含锗基团、羧酸、NH2、CN、OH、=O、=S、Cl、I、F、
Figure BDA00002005133400091
——O——R
其中X=1、2、或3;并且Mc代表修饰金属,其可进一步包含官能化部分。
在另一实施方案中,MOF包含一般结构M-L-M,其中M包含过渡金属,并且L包含具有如下一般结构的连接部分:
Figure BDA00002005133400092
本公开提供从杂环卡宾(HC)前体化合物或过渡金属的预制HC-配位物衍生的金属有机骨架(MOF)。在一个实施方案中,HC-前体包含一般结构:
Figure BDA00002005133400093
Y1和Y2=O、N、S、P或Si
或者
Figure BDA00002005133400101
y1和Y2=O、N、S、P或Si
在另一个实施方案中,MOF包含一般结构M-L-M,其中M是过渡金属并且其中L是连接部分,其含有具有下列通式的HC-前体:
Figure BDA00002005133400102
Y1和Y2=O、N、S、P或Si
或者
Figure BDA00002005133400103
Y1和Y2=O、N、S、P或Si
具有适当反应性官能度的所有上述的有机连接可以通过适宜的骨架合成后反应物进行化学转换,以将孔进一步官能化。通过合成后修饰骨架内的有机连接,获得先前不能获得或者仅仅通过巨大困难和/或成本才能获得的官能团是可能的和容易的。骨架后反应物(post framework reactant)包括所有已知的有机转换和它们各自的反应物;具有官能团并包括原子例如N、S、O的1-20碳环。
骨架后反应物实例包括但不限于,杂环化合物。在一个实施方案中,骨架后反应物可以是饱和的或者不饱和的杂环。单独或者作为后缀或者前缀使用的术语“杂环”,指这样的包含环的结构或分子,它具有一个或多个多价杂原子作为环结构的一部分并且在一个或多个环中包括至少3个到最多达约20个原子。
杂环可以是饱和的或者不饱和的,包含一或多个双键,并且杂环可以包含一个以上的环。当杂环包含一个以上的环时,环可以融合或者不融合。融合环通常指它们之间共享两个原子的至少两个环。杂环可具有芳烃特性或者不具有芳烃特性。单独或者作为后缀或前缀使用的术语“杂环基团”、“杂环部分”、“杂环的”或“杂环”指通过从杂环去除一或多个氢而从杂环衍生的基团。单独或者作为后缀或前缀使用的“杂环基”指通过从杂环去除一个氢而从杂环衍生的单价基团。单独或者作为后缀或前缀使用的术语“杂芳基”指具有芳烃特征的杂环基。杂环包括,例如,单环杂环,例如:氮丙啶、环氧乙烷、硫杂丙环、氮杂环丁烷、氧杂环丁烷、硫杂环丁烷、吡咯烷、吡咯啉、咪唑啉、吡唑烷、吡唑啉、二氧戊烷、环丁砜、2,3-二氢呋喃、2,5-二氢呋喃、四氢呋喃、噻吩烷、哌啶、1,2,3,6-四氢-吡啶、哌嗪、吗啉、硫代吗啉、吡喃、噻喃、2,3-二氢吡喃、四氢吡喃、1,4-二氢吡啶、1,4-二
Figure BDA00002005133400111
烷、1,3-二烷、二
Figure BDA00002005133400113
烷、高哌啶、2,3,4,7-四氢-1H-氮杂
Figure BDA00002005133400114
高哌嗪、1,3-二氧杂环庚烷、4,7-二氢-1,3-二氧杂环庚烷和环氧己烷。此外,杂环包括芳香杂环(杂芳基),例如,吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、噻吩、呋喃、呋咱、吡咯、咪唑、噻唑、
Figure BDA00002005133400115
唑、吡唑、异噻唑、异
Figure BDA00002005133400116
唑、1,2,3-三唑、四唑、1,2,3-噻二唑、1,2,3-
Figure BDA00002005133400117
二唑、1,2,4-三唑、1,2,4-噻二唑、1,2,4-二
Figure BDA00002005133400118
唑、1,3,4-三唑、1,3,4-噻二唑和1,3,4-
Figure BDA00002005133400119
二唑。
此外,杂环包括多环杂环,例如吲哚、二氢吲哚、二氢异吲哚、喹啉、四氢喹啉、异喹啉、四氢异喹啉、1,4-苯并二
Figure BDA000020051334001110
完、香豆素、二氢香豆素、苯并呋喃、2,3-二氢苯并呋喃、异苯并呋喃、色烯、色满、异色满、呫吨、吩
Figure BDA000020051334001111
塞、噻蒽、吲嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、酞嗪、萘啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、菲啶、萘嵌间二氮杂苯、菲咯啉、吩嗪、吩噻嗪、吩嗪、1,2-苯异
Figure BDA000020051334001113
唑、苯并噻吩、苯并唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并三唑、硫代黄嘌呤、咔唑、咔啉、吖啶、吡咯里西啶和喹诺里西啶。
除了上述的多环杂环之外,杂环包括这样的多环杂环,其中在两个或者更多个环之间的环稠合包括两个环共有的多于一个的键和两个环共有的多于两个的原子。此类桥接杂环的实例包括奎宁环、二氮双环[2.2.1]庚烷和7-氧杂双环[2.2.1]庚烷。
杂环基包括,例如,单环杂环基,例如:氮丙啶基、环氧乙烷基、硫杂丙环基、氮杂环丁基、氧杂环丁烷基、硫杂环丁基、吡咯烷基、吡咯啉基、咪唑烷基、吡唑烷基、吡唑啉基、二氧戊环基、硫烷基、2,3-二氢呋喃基、2,5-二氢呋喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基(thiophanyl)、哌啶基、1,2,3,6-四氢-吡啶基、哌嗪基、吗啉基、硫代吗啉基、吡喃基、噻喃基、2,3-二氢吡喃基、四氢吡喃基、1,4-二氢吡啶基、1,4-二氧杂环己基、1,3-二氧杂环己基、二氧杂环己基、高哌啶基、2,3,4,7-四氢-1H-氮杂环庚烯基(2,3,4,7-tetrahydro-1H-azepinyl)、高哌嗪基、1,3-二氧杂环庚烷基、4,7-二氢-1,3-二氧杂环庚烯基和环氧己烷基。
此外,杂环基包括芳香族杂环基或者杂芳基,例如,吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、噻吩基、呋喃基、呋咱基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、
Figure BDA00002005133400121
唑基、吡唑基、异噻唑基、异
Figure BDA00002005133400122
唑基、1,2,3-三唑基、四唑基、1,2,3-噻二唑基、1,2,3-
Figure BDA00002005133400123
二唑基、1,2,4-三唑基、1,2,4-噻二唑基、1,2,4-
Figure BDA00002005133400124
二唑基、1,3,4-三唑基、1,3,4-噻二唑基和1,3,4
Figure BDA00002005133400125
二唑基。
此外,杂环基包括多环杂环基(包括芳香族的或者非芳香族的),例如,吲哚基、二氢吲哚基、异二氢吲哚基、喹啉基、四氢喹啉基、异喹啉基、四氢异喹啉基、1,4-苯并二
Figure BDA00002005133400126
烷基、香豆素基、二氢香豆素基、苯并呋喃基、2,3-二氢苯并呋喃基、异苯并呋喃基、色满基、苯并二氢吡喃基(chromanyl)、异苯并二氢吡喃基、呫吨基、吩塞基、噻蒽基、吲嗪基、异吲哚基、吲唑基、嘌呤基、酞嗪基、萘啶基、喹喔啉基、喹唑啉基、噌嗪基、蝶啶基、菲啶基、萘嵌间二氮杂苯基、菲咯啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩
Figure BDA00002005133400128
嗪基、1,2-苯异
Figure BDA00002005133400129
唑基、苯并噻吩基(benzothiophenyl)、苯并
Figure BDA000020051334001210
唑基、苯并噻唑基、苯并咪唑基、苯并三唑基、硫代黄嘌呤基(thioxanthinyl)、咔唑基、咔啉基、吖啶基、吡咯里西啶基(pyrolizidinyl)、和喹诺里西啶基(quinolizidinyl)。
除了上述的多环杂环基之外,杂环基包括这样的多环杂环基,其中在两个或者更多个环之间的环融合包括两个环共有的多于一个的键和两个环共有的多于两个的原子。此类桥接杂环的实例包括奎宁环基、二氮双环[2.2.1]庚基和7-氧杂双环[2.2.1]庚基。
在一个特别的实施方案中,使用骨架后反应物产生用于添加金属的螯合基团。本公开包括可螯合至并添加官能团或者先前存在的和新添加的官能团的组合的所有金属的螯合。使用引起有机金属配位物连至骨架的所有反应,作为例如异源催化剂。
此外,还可使用可以螯合至并添加官能团或者先前存在的和新添加的官能团组合的金属和含金属化合物。可以使用引起有机金属配位物连至骨架的反应,用作例如异源催化剂。
可以在本公开骨架合成中使用的金属离子包括Li+、Na+、Rb+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Sc3+、Ti4+、Zr4+、Ta3+、Cr3+、Mo3+、W3+、Mn3+、Fe3+、Fe2+、Ru3+、Ru2+、Os3+、Os2+、Co3+、Co2+、Ni2+、Ni+、Pd2+、Pd+、Pt2+、Pt+、Cu2+、Cu+、Au+、Zn2+、Al3+、Ga3+、In3+、Si4+、Si2+、Ge4+、Ge2+、Sn4+、Sn2+、Bi5+、Bi3+、及其组合、以及相应的金属盐抗衡阴离子。
金属离子可以通过与骨架主链中的官能化有机连接体(例如N-杂环卡宾)配位或者通过简单的离子交换被引入至开放的骨架、MOF、ZIF和COF中。因此,来自周期表的任何金属离子都可以被引入。
本公开骨架的制备可以在水性系统或者非水性系统中实施。溶剂可以是极性的或者非极性的,视情况而定。溶剂可以包含模板剂或者视情况任选的含有单齿官能团的配体。非水性溶剂的实例包括n-烷烃,例如戊烷、己烷、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯、氰基苯、苯胺、萘、石脑油、n-醇例如甲醇、乙醇、n-丙醇、异丙醇、丙酮、1,3-二氯乙烷、二氯甲烷、氯化次甲基、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二乙基甲酰胺、噻吩、吡啶、乙醇胺、三乙胺、乙二胺、乙醚、乙腈、二甲基亚砜等等。本领域技术人员基于起始反应物会容易地确定适宜溶剂,并且认为在得到本公开的材料方面,溶剂的选择并不是决定性的。
模板剂可以在本公开方法中使用。为了占据所得到的晶体基础骨架中的孔,将在本公开中采用的模板剂加入至反应混合物中。在本公开的一些变化形式中,空间填充剂、吸附的化学物种和客体物种增加金属-有机骨架的表面积。适宜的空间填充剂包括,例如,选自包括但不限于下列各项的群组的成分:(i)包含线性、分支或者环状脂肪族基团,具有1-20个碳原子的烷基胺和它们相应的烷基铵盐;(ii)具有1-5个苯环的芳基胺和它们相应的芳基铵盐;(iii)包含线性、分支或者环状脂肪族基团,具有1-20个碳原子的烷基
Figure BDA00002005133400131
盐;(iv)具有1-5个苯环的芳基盐;(v)包含线性、分支或者环状脂肪族基团,具有1-20个碳原子的烷基有机酸和它们相应的盐;(vi)具有1-5个苯环的芳基有机酸和它们相应的盐;(vii)包含线性、分支或者环状脂肪族基团,具有1-20个碳原子的脂族醇;或者(viii)具有1-5个苯环的芳基醇。
结晶可以通过如下实施,将溶液置于室温下或者在高达300℃的恒温箱中;向溶液中加入稀释的碱以启动结晶作用;将稀释的碱分散入溶液中以启动结晶作用;和/或转移溶液至密闭容器并加热至预定的温度。
还提供用于吸着性吸收化学物种的装置。所述装置包括包含本文所提供或者通过本公开方法得到的骨架的吸着剂。吸收可以是可逆的或者不可逆的。在一些方面中,在分散的吸着性颗粒中包含吸着剂。吸着性颗粒可以包埋在或者固定至固体的液体-和/或气体-透过性三维支持物中。在一些方面中,吸着性颗粒具有用于可逆性吸收或者储存液体或气体的孔,其中吸着性颗粒可以可逆性吸附或吸收液体或气体。
在一些实施方案中,本文提供的装置包括用于储存化学种类例如氨、二氧化碳、一氧化碳、氢、胺、甲烷、氧、氩、氮、氩、有机染料、多环有机分子及其组合的储存单元。
还提供了用于吸着性吸收化学物种的方法。方法包括使化学物种与包含本文所提供骨架的吸着剂接触。化学物种的吸收可包括储存化学物种。在一些方面中,化学物种在适宜用作能量源的条件下储存。
还提供了用于吸着性吸收化学物种的方法,包括使化学物种与本文提供的装置接触。
天然气是重要的燃料气体并且其在石油化学和其它化学加工工业中广泛用作基础原料。天然气的成分因地域不同而变化很大。许多天然气储库包含相对低百分比的烃类(例如小于40%)和高百分比的酸气,主要是二氧化碳,但还有硫化氢、羰基硫、二硫化碳和多种硫醇。从在遥远地点产生的天然气中去除酸气是所希望的,以提供净化的或者脱硫的、干天然气用于递送至管道、天然气液体回收、氦回收、转化为液化天然气(LNG)或者用于随后的脱氮。在水存在下CO2是腐蚀性的,并且它可以形成干冰、水合物并且可以在管道和常用于加工天然气的低温设备中引起冻结的问题。同样,由于对热值没有贡献,CO2仅仅是增加了气体传输成本。
任何天然气处理过程中的重要方面是经济学。天然气通常以高容量被处理,使得资金和处理单元操作成本中甚至稍微的差异成为了选择工艺技术的重要因素。因为加工成本的原因,一些天然气资源在当今生产时是不经济的。持续需要具有高可靠性和操作简单的改进的天然气处理方法。
此外,将二氧化碳从发电厂烟气排放(当前主要的人为二氧化碳来源)中去除通常是通过将排放气冷却并加压或者使烟尘经过水性胺溶液流化床来实现的,这两种方法均是昂贵和低效的。已经尝试了基于二氧化碳在氧化物表面上化学吸附或者在多孔硅酸盐内吸附、碳和膜的其他方法用于二氧化碳的吸收。然而,为了使有效的吸附介质在二氧化碳去除中具有长期的活性,其应该结合两种特征:(i)二氧化碳吸收和释放是完全可逆的周期性结构,和(ii)对于最佳吸收能力可实现化学官能化和分子水平细调的灵活性。
已经提出并且在商业规模上实施了许多用于从气流中回收或去除二氧化碳的方法。方法有很大不同,但是通常包括一些形式的溶剂吸收、在多孔吸附剂上的吸附、蒸馏、或者扩散经过半透膜。
下列实例旨在是说明性的,而不限制本公开。虽然它们是可以使用的那些方法中有代表性的方法,但是可以可选地使用本领域技术人员已知的其它方法。
实施例
连接体(L0-L2)和IRMOF-76、77的合成和分析数据。
化学制品购自商业供应商并且按收到的原样使用,除非另外指出。干溶剂从EMD Chemicals
Figure BDA00002005133400151
系统得到。使用预包被带有荧光指示剂(WhatmanLK6F)的硅胶60的玻璃板开展薄层层析(TLC)。板通过紫外线(254nm)和碘/硅胶检查。使用硅胶60F(230-400目)开展柱层析。在Bruker ARX400(400MHz)或AV600(600MHz)光谱仪上记录1H、13C和19F溶液NMR光谱。残留溶剂用作1H和13C NMR的内部标准。三氟乙酸(δ=-76.5ppm)用作19F NMR的外部标准。化学位移记录为δ级的ppm并且偶合常数(coupling constant)记录为赫兹(Hz)。使用下列缩写表示多重态:s,单线态;d,二重态;t,三重态;q,四重态;b,宽峰;m,多重峰或重叠峰。
13C CP/MAS固态NMR光谱在使用具有4mm(外径)氧化锆转子的标准Bruker魔角旋转(MAS)探针的Bruker DSX-300光谱仪上收集。MAS的交叉极化(CP/MAS)用于在75.47MHz下(13C)获得。1H和13C的90度脉宽均为4μs。CP接触时间为1.5ms。在数据采集过程中应用高功率双脉冲相位调制(TPPM)1H去耦。去耦频率对应于72kHz。MAS样品旋转率为10kHz。扫描之间的再循环延迟在10和30s之间变化,取决于化合物,如通过观察从一次扫描到下次扫描的信号强度无明显损失所确定。相对于作为零ppm的四甲基硅烷给出13C化学位移,所述零ppm是使用指定为29.46ppm的金刚烷的亚甲基碳(methyne carbon)信号作为第二参照来校准的。
在Shimazu FT-IR光谱仪上收集FT-IR光谱。在洛杉矶加利福尼亚大学分子仪器中心实施电喷雾电离质谱(ESI-MS),基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)和具有气相层析的化学电离质谱(CI/GC-MS)。
在Thermo Flash EA1112燃烧CHNS分析仪上进行元素微量分析。通过Intertek QTI实施对IRMOF-76和77的电感偶合等离子体(ICP)分析。
Figure BDA00002005133400161
S1:起始材料(1)按照报导的方法1制备。按照公布的方法1,2并在工作过程中稍加修改进行1的还原。向2000mL烧瓶中加入1(20.5g,70mmol)、CoCl2(91mg,0.7mmol)、THF(200mL)和EtOH(450mL)。将混合物加热至回流。每小时加入NaBH4(每份为2.65g,70mmol)三次(总共8.0g)。在通过TLC分析证实1被消耗之后,将混合物冷却至室温。在加入水(300mL)并强力搅拌10分钟之后,使用Celite过滤掉粘性沉淀物。将有机溶剂蒸发并用二氯甲烷提取产物三次。混合后的有机层用水和盐水洗涤并用Na2SO4干燥。将提取物过滤、蒸发并将粗混合物用短衬垫(short pad)硅胶层析(洗脱液:己烷/丙酮=5/1)纯化。将混合的溶液蒸发得到橙色固体的二胺。
将所得到的二胺立即用于下一步。向溶解在MeOH(350mL)中的二胺中加入HC(OEt)3(13.9mL,84mmol)和氨基磺酸(340mg,3.5mmol)。将混合物搅拌过夜并形成粉末沉淀物。将溶剂蒸发并将残留物用醚漂洗。风干得到黄色粉末S1(10.1g,对于2个步骤收率为52%)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=7.35(s,2H),8.36(s,1H),13.2(brs,1H);13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ=113.75,126.21,132.75,144.05;IR(KBr,cm-1)v=630,792,912,956,1163,1217,1259,1284,1340,1381,1433,1489,1616,2823,3062;CI/GC-MS[M]+ C7H4Br2N2 +m/z=276;元素分析:C7H4Br2N2计算值C,30.47;H,1.46;N,10.15%,实验值:C,30.21;H,1.64;N,10.94%。
Figure BDA00002005133400171
2:向1000mL烧瓶中加入S1(19.7g,71.4mmol)、K2CO3(29.6g,214mmol)和EtOH(500mL)。将混合物在回流下加热。向热的混合物中逐滴加入MeI(8.8mL,142.8mmol)并将混合物保持回流1小时。在通过TLC分析证实S2被消耗之后,将混合物冷却至室温。在加入水(200mL)并蒸发EtOH之后,收集粉末沉淀物,用水和己烷/Et2O(1/1)洗涤,并干燥得到褐色粉末2(21.0g,100%收率)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=4.05(s,3H),7.34(s,2H),8.32(s,1H);13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ=34.51,102.75,112.82,126.14,128.05,132.44,143.80,147.96;IR(KBr,cm-1)v=524,623,719,781,918,1058,1105,1186,1219,1273,1301,1332,1390,1465,1500,1604,1816,2940,3086;CI/GC-MS[M]+ C8H6Br2N2 +m/z=290;元素分析:C8H6Br2N2计算值C,33.14;H,2.09;N,9.66%,实验值C,31.92;H,2.13;N,9.50%。
Figure BDA00002005133400172
S2:向1000mL烧瓶中加入4-甲氧基苯基硼酸(20.5g,113mmol)、频哪醇(14.0g,118mmol)和THF(500mL)。将混合物加热至回流,搅拌2小时,然后冷却至室温。将溶液用短衬垫碱性氧化铝过滤并将溶剂蒸发获得白色粉末S2(26.0g,85%收率)。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=1.34(s,12H),3.83(s,3H),7.86(d,J=6.7Hz,2H),8.01(d,J=6.7Hz,2H)。13C NMR(100MHz,CDCl3):δ=24.88,52.13,84.16,128.59,132.32,134.66,167.12;IR(KBr,cm-1)v  =486,520,576,651,709,771,806,856,1018,1109,1140,1278,1373,1508,1562,1614,1724(s),1950,2985(s);CI/GC-MS[M]+ C14H19BO4 +m/z=262;元素分析:C14H19BO4计算值C,64.15;H,7.31%,实验值C,64.81;H,7.30%。
Figure BDA00002005133400181
3:按照公布的方法3开展转酯化反应。在氮气氛下,在30分钟内向500mL无水二乙醚中的S2搅拌溶液(13.2g,50mmol)中分批加入t-BuOK(28.0g,250mmol)。持续搅拌2h。将悬浮液倒入水中(1000mL)。在有机层分离之后,用乙酸乙酯提取化合物三次。将混合的有机层用Na2SO4干燥、过滤并蒸发得到白色粉末3(12.2g,80%收率)。3无需进一步纯化而用于下一步。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=1.35(s,12H),1.63(s,9H),7.85(d,J=6.7Hz,2H),7.96(d,J=6.7Hz,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ=24.87,28.19,81.08,84.09,128.42,134.25,134.52,165.80;IR(KBr,em-1)v=522,578,651,709,777,815,854,960,1016,1116,1141,1170,1296,1359,1508,1560,1612,1705(s),1957,1981(s);CI/GC-MS[M-CH2=C(CH3)2)]+ C13H18BO4 +m/z=249。元素分析:C17H25BO4计算值C,67.12;H,8.28%,实验值C,67.60;H,8.23%。
Figure BDA00002005133400182
4:将2(1.93g,6.67mmol)、3(4.67g,15.35mmol)、Pd(PPh3)4(385mg,0.33mmol)和K2CO3(2.76g,20mmol)在50mL 1,4-二烷和12mL水中的搅拌溶液在氮气氛下加热至100℃。持续搅拌过夜,然后将混合物冷却至室温。加入水并用乙酸乙酯提取有机化合物三次。混合的有机层用盐水洗涤并用Na2SO4干燥。提取物经过短衬垫碱性氧化铝过滤并蒸发。所得到的残留物用己烷/Et2O(2/1)漂洗得到褐色粉末4(2.0g,62%收率)。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=1.62(s,9H),1.64(s,9H),3.42(s,3H),7.23(d,J=7.6Hz,1H),7.49(d,J=7.6Hz,1H),7.52(d,J=8.1Hz,2H),7.87(s,1H),8.05-8.16(m,6H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ=28.26,34.50,80.79,81.38,121.52,125.04,125.99,129.10,129.59,129.80,130.79,131.51,131.68,132.38,142.32,142.40,145.54,165.45,165.87;IR(KBr,cm-1)v=509,592,630,661,704,731,769,825,848,867,1018,1118,1168,1294,1369,1471,1500,1608,1708(s),2978(s);CI/GC-MS[M-CH2=C(CH3)2]+ C26H25N2O4 +m/z=429;元素分析:C30H32N2O4计算值C,74.36;H,6.66;N,5.78%,实验值:C,73.05;H,6.50;N,6.06%。
Figure BDA00002005133400191
5:将4(570mg,1.17mmol)和MeI(0.73mL,11.7mmol)在12mL乙腈中的溶液加热至回流并搅拌过夜。在将混合物冷却至室温之后,将挥发物蒸发。所得到的残留物用己烷/乙酸乙酯(2/1)漂洗得到褐色粉末5(689mg,94%收率)。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=1.61(s,18H),3.87(s,6H),7.41(s,2H),7.53(d,J=6.6Hz,4H),8.10(d,J=6.6Hz,4H),10.64(s,1H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ=28.17,37.56,81.79,128.44,128.88,129.59,129.77,129.88,132.87,139.20,145.38,164.91;IR(KBr,cm-1)v=621,709,773,846,1012,1118,1165,1296,1369,1456,1608,1710(s),2976,3435(br);ESI-TOF-MS[M-I]+C31H35N2O4 +m/z=499.元素分析:C31H35IN2O4计算值C,59.43;H,5.63;N,4.47%,实验值:C,56.83;H,5.70;N,4.72%。
Figure BDA00002005133400201
L0:向5(2.1g,3.35mmol)在二氯甲烷(35mL)中的溶液中加入HBF4·OEt2(2.26mL,16.5mmol)。将混合物室温搅拌2h。在用二乙醚稀释之后,将沉淀物过滤并用二氯甲烷和二乙醚彻底洗涤。向粉末中加入甲苯并蒸发。重复该过程两次以去除作为共沸混合物的残留水。在于50℃真空干燥之后,得到灰色粉末L0(1.7g,100%收率)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=3.50(s,6H),7.54(s,2H),7.72(d,J=9.2Hz,4H),8.03(d,J=9.2Hz,4H),9.63(s,1H),13.2(brs,2H);13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ=37.94,128.58,128.72,129.72,130.07,130.70,131.10,140.12,145.82,163.18;19F NMR(376.5MHz,DMSO-d6):δ=-148.9(s,BF4 -);MALDI-MS:[M-BF4]+ C23H19N2O4 +m/z=387。
Figure BDA00002005133400202
S3:将5(1.87g,3mmol)、Pd(CH3CN)2Cl2(900mg,3.3mmol)、NaI(750mg,6mmol)和K2CO3(2.07g,15mmol)在30mL吡啶中的溶液加热至回流并且搅拌过夜。在将混合物冷却至室温之后,将所有挥发物蒸发。所得到的残留物溶解在氯仿(200mL)和水(100mL)中。分离的有机层用5%CuSO4水溶液(30mL,两次)和盐水(30mL)洗涤,然后用Na2SO4干燥。提取物在短衬垫硅胶上过滤并用己烷/丙酮(2/1)彻底洗涤。混合的有机溶液蒸发得到橙色粉末S3(2.5g,88%收率)。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=1.64(s,18H),3.79(s,6H),7.09(s,2H),7.25-7.34(m,2H),7.51(d,J=8.2Hz,4H),7.70-7.77(m,1H),8.11(d,J=8.2Hz,4H),8.97-9.01(m,2H)13C NMR(100MHz,CDCl3):δ=28.24,40.04,81.53,124.60,125.01,125.80,129.27,129.93,132.06,132.87,141.45,153.85(NHC碳),165.29;IR(KBr,cm-1)v=675,692,769,848,1012,1116,1165,1294,1388,1446,1604,1710(s),2974,3445;元素分析:C36H39I2N3O4Pd计算值C,46.10;H,4.19;N,4.48%,实验值:C,43.64;H,4.02;N,4.79%。
Figure BDA00002005133400211
L1:向S3(2.5g,2.64mmol)在二氯甲烷(15mL)的溶液中加入Me3SiOTf(1.67mL,9.24mmol)。将混合物室温搅拌2h。在加入水之后,将褐色沉淀物过滤并用水和二氯甲烷彻底洗涤。向CHCl3/MeOH(1/1,25mL)中的褐色粉末(S4)中加入吡啶(1mL,13.2mmol)。将混合物室温搅拌30min。将挥发物蒸发并将残留物混悬于二氯甲烷中。向混悬液中加入5%CuSO4水溶液。将混合物搅拌10min,将橙色粉末过滤并用水洗涤。向橙色粉末中加入甲苯并蒸发。重复该过程两次以去除作为共沸混合物的残留水。在真空干燥之后,得到作为橙色粉末的L1(1.62g,74%收率)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=3.68(s,6H),7.21(s,2H),7.48-7.52(m,2H),7.63(d,J=7.6Hz,4H),7.87-7.93(m,1H),8.03(d,J=7.6Hz,4H),8.83-8.86(m,2H),13.1(brs,2H);13C NMR(150MHz,80℃,DMSO-d6):δ=125.54,125.72,126.05,130.00,130.61,132.67,138.50,141.55,153.13(NHC碳),166.57,氮上取代的甲基碳峰(~40ppm)与DMSO残留峰重叠;13C CP/MAS固态NMR(75M Hz):δ=42.15,125.00,129.27,142.18,153.28(NHC碳),172.74;IR(KBr,cm-1)v=549,594,673,692,769,825,862,920,1012,1078,1109,1176,1290,1386,1444,1606,1685(s),2546,2663,3448;ESI-TOF-MS(阴离子模式)[M-吡啶-H]- C23H17I2N2O4Pd-m/z=744并且同位素图型与模拟的图型良好匹配。元素分析:C28H23I2N3O4Pd计算值C,40.73;H,2.81;N,5.09%,实验值:C,40.22;H,2.91;N,5.20%。
L2:向L1(~80mg)在5mL氯仿中的混悬液中加入喹啉(0.2mL)。将混合物室温搅拌1h。使挥发物蒸发并将残留物混悬于氯仿中,过滤收集得到橙色粉末L2,其用作用于消化研究的参照化合物。
IRMOF-76:在加盖小瓶中将L0(47mg,0.1mmol)、Zn(BF4)2水合物(72mg,0.3mmol)、KPF6(186mg,1mmol)的固体混合物溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF,15mL)中。将反应加热至100℃达24-48h在小瓶壁上得到链段晶体。然后将小瓶从烤箱中取出使其自然冷却至室温。在打开并从混合物中去除母液之后,收集无色的结晶并用DMF漂洗(3×4mL)。立即测量该材料的粉末和单X-射线衍射。在用氯仿进行溶剂交换之后真空干燥的样品用于CP/MAS NMR和IR测量。
对于IRMOF-76的分析数据:在DCl/DMSO-d6(1/20)中的消化IRMOF-76的19F NMR。证实了BF4 -(-149.2ppm,s)和PF6 -(-71.1ppm,d,JPF=707Hz)的存在。
IR(KBr,cm -1 )v=557,715,783,843,1012,1406,1544,1608(s),3421
13 C CP/MAS固态NMR(75MHz)36.10(甲基),129.06*,138.69*,143.60(苯并咪唑的C2),174.11(CO2Zn)。*芳香区内的变宽重叠峰。
ICP分析。测量的元素比:C69H54.5B0.53P1.89F10.9N6.1Zn4.3。判断的化学式:Zn4O(C23H17N2O5)3(BF4)0.5(PF6)1.6(OH)0.9=C69H51.9B0.5P1.6F11.6N6O17.9Zn4
既没有检测到超过痕量的钾(K)也没有检测到超过痕量的碘(I)。
下列经检查的从IRMOF-76合成生成NHC不成功:
-用布朗斯台德碱(叔丁醇钾/钠/锂,DBU,Et3N)处理
-用Ag2O或Ag2CO3处理
-形成CN/CCl3 /醇盐加合物用于热α-消除。
Figure BDA00002005133400231
IRMOF-77:在加盖小瓶中将L1(16.6mg,0.02mmol)和Zn(NO3)2·6H2O(18mg,0.06mmol)的固体混合物溶解于N,N-二乙基甲酰胺(DEF,1.5mL)和吡啶(0.02mL)中。将反应加热至100℃达24-36h在小瓶底部得到链段晶体。然后将小瓶从烤箱中取出使其自然冷却至室温。在打开并从混合物中去除母液之后,收集浅橙色晶体并用DMF漂洗(3×4mL)。立即测量该材料的粉末和单X-射线衍射。
使用晶体密度的差异分离任何杂质。在倾倒出母液之后,向晶体加入DMF和CHBr3(1:2比率)。收集漂浮的橙色晶体并使用。
IRMOF-77的活化:在Tousimis Samdri PVT-3D临界点干燥器上活化IRMOF-77。在干燥之前,溶剂化MOF样品浸入干丙酮中,更换浸液持续三天,这期间将活化溶剂轻轻倒出并补充新鲜活化溶剂三次。丙酮交换的样品置于容器内并且在2.5h的时间内用液体CO2完全置换丙酮。在该时间内,液体CO2每30分钟更新一次。在最后一次更换之后,将容器加热至大约40℃,这为容器提供大约1300psi(高于CO2临界点)的压力。将容器保持在超临界条件下2.5h,并且在1-2h的进程中将CO2缓慢排出容器。将干样品置于石英吸附管中并测试孔隙率。还记录固态CP/MAS NMR、IR和元素分析。
对于IRMOF-77的分析数据:
元素分析
Zn4O(C28H21I2N3O4Pd)3(H2O)4
计算值:C,35.77;H,2.54;I,26.99;N,4.47;Pd,11.32;Zn,9.28
实验值:C,35.04;H,2.62;I,26.92;N,4.71;Pd,9.67;Zn,9.32。
IR(KBr,cm -1 )
v=597,673,694,719,756,783,846,1012,1070,1176,12215,1386(s),1446,1541,1604(s),3396
13 CCP/MAS固态NMR(75MHz)
IRMOF-77:40.36(甲基),125.97*,130.47*,140.86(吡啶),154.10(NHC碳),175.37(CO2Zn)。
Link L1:42.15(甲基),125.03*,129.31*,142.20(吡啶),153.29(NHC碳),173.00(CO2H)
*芳香区内的变宽重叠峰。
IRMOF-77的合成后配体交换:IRMOF-77晶体浸入到20-mL小瓶中的4%v/v喹啉/DMF溶液中,盖上盖子并放置1天。倾倒出喹啉溶液并将晶体用DMF(3×4mL)漂洗,之后立即测量PXRD图型。在用氯仿交换一天之后,在室温下将溶剂抽真空过夜。使用干燥的化合物记录固态CP/MAS NMR光谱。
对于喹啉交换的IRMOF-77的13C CP/MAS固态NMR(75MHz):
MOF:39.63(甲基),128.81*,140.19*,146.19(喹啉),152.86(NHC碳),174.38(CO2Zn)。
连接L2:40.14和43.43(非等效的甲基),128.16*,143.14*,146.32(喹啉),153.59(NHC碳),173.42(CO2H)
*芳香区内的变宽重叠峰。
对于IRMOF-76和IRMOF-77的单晶X-射线衍射数据收集、结构解析和精修方法。对每一样本实施最初的扫描以得到初步的晶胞参数并评价晶体的镶嵌度(框架之间点的宽度)以选择需要的框架宽度用于数据收集。在每一种情况下,0.5°的框架宽度经判断是适合的,并且使用BrukerAPEX24软件套件收集全半球的数据,以便以两个不同的检测器(2θ)设置(2θ=28,60°)开展重叠的
Figure BDA00002005133400251
和ω扫描。在数据收集之后,从Ewald球的所有区域对反射取样以再次确定晶胞参数用于数据整合,并且使用CELL_NOW核查旋转孪晶。在详尽地回顾所收集的框架之后,判定数据集的分辨率。使用BrukerAPEX2V2.1软件以窄框架算法和平均强度的断片低限0.400进行数据整合。通过程序SADABS对数据随后进行关于吸收的校正。使用XPREP开展空间群确定和缺面孪晶试验。
所有结构均通过直接方法解析并使用SHELXTL97软件套件进行精修。对初期模型进行最小二乘法精修之后,从差异F-图的迭代检查定位原子。各向异性地精修最终的模型(如果数据数量允许并且可达到稳定精修)直到达到完全的盖度。氢原子置于计算位置内并且作为跨骑原子(riding atoms)被包括在内,所述跨骑原子的各向同性位移参数是连接的碳原子Ueq的1.2-1.5倍。
IRMOF-76:无色块状的IRMOF-76晶体(0.60×0.60×0.40mm)置于包含少量结晶余液的1.0mm直径硼硅酸盐毛细管中以防止在数据收集过程中的去溶剂化。毛细管用火焰密封并置于装备有CCD平面探测器的SMARTAPEXII三圆衍射仪上,所述衍射仪当在氮的液N2冷却流中冷却至258(2)K时以1200W功率(40kV,30mA)操作以产生Cu Kα辐射
Figure BDA00002005133400252
并且在该温度下收集数据。
使用BrukerAPEX2软件套件收集全半球的数据,以便以2种不同的检测器(2θ)设置(2θ=28,60°)开展重叠的
Figure BDA00002005133400253
和ω扫描。收集了总共96360个反射,其中1260个是独特的并且这些当中的913个大于2σ(I)。θ的范围从1.78°至40.06°。数据分析显示了收集过程中的可忽略的衰退。实现程序分级(program scale)以便最小化对称相关的反射或者重复测量的反射之间的差异。
在立方
Figure BDA00002005133400254
空间群中利用Z=8解析结构。除C8、C9、N1之外的所有非氢原子经各向异性精修。由于晶体级别的原因,其它的是不可能的并且达到了稳定的各向同性精修。发现二甲基咪唑
Figure BDA00002005133400255
环中的原子(C8、C9和N1)是无序的,并且将它们精修为每一成分中的半占有。氢原子位于计算的位置上,并且作为跨骑原子被包括在内,所述跨骑原子的各向同性位移参数是连接的C原子Ueq的1.2-1.5倍。使用PLATON10的Adsym子程序检查结构以保证没有额外的对称性可以应用到模型中。
由于骨架中大孔的无序内容,对骨架空隙内电子密度的建模不能鉴定出结构内的客体实体。来自晶体内空隙空间内高度无序的溶剂和来自用于设置来封装晶体的毛细管的漫散射造成了背景噪声,以及高角数据的“排除”。溶剂未在晶体结构中建模。约束被用于二甲基咪唑
Figure BDA00002005133400261
环(C7-N1、C8-N1和C9-N1的键长是固定的)。考虑到数据缺乏,预期结构具有提高的可靠性因子。因为衍射数据质量低,一些原子显示高的Uiso。由于约束不足,长度和角度不良,并且esd’s也高。
该结构已经被报导展示以结晶形式分离的IRMOF-76的骨架。该结构是简单的立方骨架。为了证明骨架中原子位置的正确性,实施A.Spek的SQUEEZE5程序的应用。然而,还呈现“非-SQUEEZE”结构的原子配位。未进行吸收校正。基于会聚至R1=0.0549(F>2σ(F))和具有GOF=0.912的wR2=O.2166(所有数据)的F2进行最后的全矩阵最小二乘法精修。对于还未采用SQUEEZE程序的结构,基于会聚至0.1465(F>2σ(F))和具有GOF=1.941的wR2=0.4378(所有数据)的F2进行最后的全矩阵最小二乘法精修。由于上述原因,对于该结构,我们和其它研究组在MOF晶体学通常遇到提高的R-值。
IRMOF-77:将浅橙色块状IRMOF-77晶体(0.30×0.30×0.20mm)置于包含少量母液的0.4mm直径硼硅酸盐毛细管中以防止在数据收集过程中的去溶剂化。毛细管用火焰密封并置于装备有CCD平面探测器的SMARTAPEXII三圆衍射仪上,所述衍射仪当在氮的液N2冷却流中冷却至258(2)K时以1200W功率(40kV,30mA)操作以产生Cu Kα辐射
Figure BDA00002005133400262
并且在该温度下收集数据。
使用BrukerAPEX2软件套件收集全半球的数据,以便以2种不同的检测器(2θ)设置(2θ=28,60°)实施重叠的
Figure BDA00002005133400263
和ω扫描。收集了总共51319个反射,其中3946个是独特的并且这些当中的2238个大于2σ(I)。θ的范围从2.06°至39.74°。数据分析显示了收集过程中的可忽略的衰退。实现程序分级以便最小化对称相关的反射或者重复测量的反射之间的差异。
通过直接方法解析结构并使用SHELXTL97软件套装精修。对初期模型进行最小二乘法精修之后,从差异F-图的迭代检查定位原子。在三角的
Figure BDA00002005133400264
空间群中利用Z=12解析结构。骨架主链中的所有Zn原子(Zn1、Zn2)、钯原子(Pd1)、碘原子(I1、I2)和其它非氢原子(除C6、C12、C17之外)经各向异性精修,其中作为球体产生的氢原子跨骑于它们的亲本原子的坐标。由于晶体级别的原因,其它的是不可能的,并且达到了稳定的各向同性精修。氢原子位于计算的位置上,并且作为骑原子被包括在内,所述骑原子的各向同性位移参数是连接的C原子Ueq的1.2-1.5倍。使用PLATON的Adsym子程序检查结构以保证没有额外的对称性可以应用到模型中。
由于骨架中大孔的无序的内容,对骨架空隙内电子密度的建模不能鉴定出该结构内的客体实体。高esd’s使得不可能确定溶剂分子的精确位置。因此,空隙空间内的不能够指定到任何明确实体的前几个未确认的峰作为孤立的氧原子进行建模。
该结构已被报告展示以晶体形式分离的IRMOF-77的骨架。结构是二重互穿立方骨架。为了证明骨架中的原子位置是正确的,实施A.Spek的SQUEEZE程序的应用。然而,还呈现对于“非-SQUEEZE”结构的原子配位。因此在SQUEEZE之后报导的结构不包括任何溶剂。未进行吸收校正。基于会聚至R1=0.0560(F>2σ(F))和具有GOF=0.950的wR2=0.1389(所有数据)的F2进行最后的全矩阵最小二乘法精修。对于还未采用SQUEEZE程序的结构,基于会聚至R1=0.1039(F>2σ(F))和具有GOF=1.141的wR2=0.3399(所有数据)的F2进行最后的全矩阵最小二乘法精修。达到了反射与参数的最终比值12.0。由于上述原因,对于该结构,我们和其他研究组在MOF晶体学中通常遇到提高的R-值。
表1.对于IRMOF-76的晶体数据和结构精修
Figure BDA00002005133400271
Figure BDA00002005133400281
表2.对于IRMOF-76(SQUEEZE)的晶体数据和结构精修
Figure BDA00002005133400282
表3.对于IRMOF-77的晶体数据和结构精修
Figure BDA00002005133400292
Figure BDA00002005133400301
表4.对于IRMOF-77(SQUEEZE)的晶体数据和结构精修
Figure BDA00002005133400302
如本文所述,成功的相同拓扑结构共价转换以及随后的金属化,为将金属离子整合入宽范围骨架内开辟了途径。基本上,这扩展了可以在MOF内进行的反应空间。
Zr-氨基对苯二甲酸MOF的合成过程:40mg(ZrCl4)与100mg 2-氨基对苯二甲酸置于含有40ml DMF的玻璃瓶中。在85℃加热反应3天。将粉末在氯仿中过滤交换3×40ml。
实验的和模拟的粉末X-射线衍射图型。使用Bruker D8-Dis cover θ-2θ衍射仪在反射比Bragg-Brentano几何学中收集粉末X-射线衍射(PXRD)数据。使用平面Gobel镜沿着(riding)Kα线将Cu Kα1辐射(
Figure BDA00002005133400312
1600W,40kV,40mA)聚焦。对于所有测量使用0.6mm的发散狭缝。使用装备有Ni单色仪的Vantec线性检测器(Bruker AXS,6°2θ取样宽度)检测衍射辐射。通过滴落晶体然后用宽片刮刀使样品表面水平,将所有样品封在固定在样品架上的载玻片上。通过使用2-50°的0.02°2θ步进扫描,其中每步暴露时间为0.4s,实现最佳计数统计。
IRMOF-76、77的热重力分析(TGA)数据。所有样品在TA装置Q-500系列热重力分析仪上运行,样品置于连续流氮气氛下的铂盘中。在所有的TGA实验过程中将样品以5℃/分钟的恒定速率加热。
IRMOF-77的孔隙率测量。在Autosorb-1分析仪(Quantachrome装置)上容量法测量低压气体吸附等温线。对于N2等温线测量结果使用液体N2浴(77K)。使用的N2和He气体是UHP级(99.999%)。为了计算表面积,应用Langmuir和BET方法,使用N2等温线的吸附分支,推测N2横截面积为
Figure BDA00002005133400313
/分子。估计Langmuir和BET表面积分别为1610和1590m2 g-1。使用Dubinin-Raduskavich(DR)方法确定孔体积,假定被吸附物为液态并且吸附包括孔填充过程。给定IRMOF-77的体积密度(0.922g cm-3),计算的孔体积(0.57cm3g-1)对应于0.53cm3cm-3
该实施例目标为基于众所周知的简单立方体MOF-5的结构,并利用了可调节NHC-金属配位物或其前体的线性双极羧酸酯连接。本公开证明了新连接的会聚合成途径,其利用交叉偶联反应作为组合咪唑
Figure BDA00002005133400321
核心与羧酸酯模块的关键步骤(方案2,见上)。
4,7-双(4-羧基苯基)-1,3-二甲基苯并咪唑
Figure BDA00002005133400322
四氟硼酸盐(L0)的合成从已知的4,7-二溴苯并噻二唑(1)开始。与硼氢化钠的钴催化的还原,接着与原甲酸三乙酯的酸催化的缩合,将噻二唑转化成苯并咪唑。接着进行N-甲基化产生二溴苯并咪唑核心(2)。2和4-(叔丁氧基羰基)苯基频哪醇硼烷(3)之间的Pd(0)-催化的铃木-宫浦(Suzuki-Miyaura)交叉偶联产生二酯端基线性联三苯连接体(4)。
具体而言,对于L0的合成,选择具有叔丁酯作为隐蔽羧酸的模块,原因在于其改善的溶解度和后期阶段可以暴露羧酸。用过量碘化甲烷处理产生具有N,N’-二甲基苯并咪唑
Figure BDA00002005133400323
部分的5。使用HBF4伴随着从I-至BF4 -的抗衡阴离子的取代将两个叔丁酯脱保护,之后得到L0。所有转化在克规模都是可行的。
使用三个当量Zn(BF4)2·xH2O、十个当量KPF6和L0在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的混合物进行IRMOF-76的合成。将混合物于100℃加热36h,因此得到IRMOF-76(Zn4O(C23H15N2O4)(X)3(X=BF4、PF6、OH))无色结晶。
单晶X-射线衍射分析显示IRMOF-76与MOF-5具有相同拓扑结构。此时,Zn4O单元与6个L0连接体连接形成pcu拓扑学的立方骨架(图1a)。IRMOF-76是在每一连接体上具有咪唑
Figure BDA00002005133400324
部分(NHC前体)非互穿阳离子MOF。消化后IRMOF-76的ICP分析和19F NMR光谱显示,BF4 -和PF6 -均作为咪唑
Figure BDA00002005133400325
部分的抗衡阴离子被包含其中。
开发了使用具有金属-NHC配位物的连接体的策略。金属-NHC键通常是稳定的,甚至在弱酸性条件下,并且化学选择性NHC-配位避免了在二级结构单元(SBU)构建中与金属源发生不希望的反应,在许多情况下,这种不希望的反应依赖于氧-金属配位。在本文所述的特定实施例中,使用[4,7-双(4-羧基苯基)-1,3-二甲基苯并咪唑-2-亚基](吡啶基)碘化钯(II)(L1,方案2),其作为与已知均相催化剂系统同系的催化剂具有潜在的吸引力。
L1从中间产物5制备(方案2)。当在具有Pd(II)源、碱(K2CO3)和碘化物源(NaI)的吡啶中回流时,5的苯并咪唑
Figure BDA00002005133400326
部分转化成NHC-PdI2(py)配位物。叔丁酯的脱保护使用三氟甲磺酸三甲基硅酯(TMSOTf)实现。共价形成的Pd(II)-NHC键惊奇的稳定,甚至在用于脱保护的强Lewis酸性条件下。然而,去除吡啶共配体形成二聚体复合体。加入吡啶作为配体是产生具有单体NHC-PdI2(py)部分的L1所必需的。
向N,N-二乙基甲酰胺(DEF)和吡啶(75/1)的溶剂混合物中的L1使用三个当量Zn(NO3)2·6H2O进行IRMOF-77的合成。将混合物于100℃加热30h,于是得到IRMOF-77(Zn4O(C28H21I2N3O4Pd)3)橙色晶体。
X-射线单晶结构分析显示,IRMOF-77与MOF-5也具有相同拓扑结构。X-射线晶体结构证实NHC-PdI2(py)部分的存在(图1b)。用于骨架构建的Zn离子未参与与金属-NHC部分的结合。所测量的元素组成与预期数值一致,这证实NHC上不存在不希望的金属交换。对于NHC-PdX2(py)(X=卤化物)配位物,所观测的Pd-C距离
Figure BDA00002005133400331
和配位几何学与在剑桥结构数据库(Cambridge StructuralDatabase)中所发现的那些匹配良好。通过固态13C交叉极化魔角旋转(CP/MAS)NMR光谱(对于N-C:-N,σ=154.1ppm)进一步证实了Pd(II)-NHC键的存在。NHC-Pd(II)部分位于骨架内立方笼的每一个面上。形成了具有大约
Figure BDA00002005133400332
偏距的两个相互交织的骨架(图1c),推测这缓和了金属-NHC部分彼此之间的干扰,在来自两个骨架的两个甲基碳之间的最短距离为因此,该连接不同于IRMOF-15,其连接长度与L1相同。由于结构的相互交织性质,孔径为大约
Figure BDA00002005133400334
Figure BDA00002005133400335
所有固定的Pd(II)中心突入到孔内,不彼此妨碍。
为了证实空隙空间的存在和IRMOF-77的建筑稳定性,通过无客体样品的N2吸附等温线证明永久孔隙率。等温线显示在低压力区的急剧的N2吸收,这表明材料是微孔性的(图2)。活化的IRMOF-77的Langmuir和BET表面积经计算分别为1,610和1,590m2 g-1。孔内N2吸收的量(P/P0=0.9)相当于每分子式单位46N2分子或者每晶胞552N2分子。
为了检查IRMOF-77的固定Pd(II)中心的反应性,通过于室温将如所合成的IRMOF-77晶体浸入到4v/v%喹啉/DMF溶液中一天进行配体交换实验。对交换之前与之后粉末X-射线衍射(PXRD)图型的比较显示,在交换过程中骨架保持完整(图3)。配体交换之后在经消化的MOF的1H NMR光谱中没有观测到来自吡啶质子的信号。仅观测到来自喹啉的具有预期摩尔化学计量学的信号(羧酸酯连接∶喹啉=1∶1)。通过13C CP/MAS固态NMR光谱(之前:154.1ppm,之后:152.9ppm)证实了NHC-Pd键的保留。这些结果表明在配体交换之后NHC-PdI2(喹啉)配位物的存在。
IRMOF-76和77的结构证明了本公开方法成功应用于将Pd(II)-NHC有机金属配位物固定于MOF中,而没有损失MOF的孔隙率及其结构次序。
已经描述了本发明的许多实施方案。然而,应当理解,可以在不脱离本发明精神和范围的情况下做出多种修改。因此,其它实施方案处于后附权利要求书的范围内。

Claims (12)

1.包含一般结构M-L-M的有机金属骨架,其中M是骨架金属并且其中L是包含杂环卡宾的连接部分。
2.权利要求1的有机金属骨架,其中连接部分在与骨架金属反应之前被金属化。
3.权利要求1或2的有机金属骨架,其中连接部分包含N-杂环卡宾。
4.权利要求1的有机金属骨架,其中骨架包括共价有机骨架(COF)、沸石咪唑骨架(ZIF)或金属有机骨架(MOF)。
5.权利要求1的有机金属骨架,其中骨架金属选自由Li、Na、Rb、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Ti、Zr、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Os、Co、Ni、Pd、Pt、Cu、Au、Zn、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn和Bi组成的群组。
6.权利要求1的有机金属骨架,其中包含杂环卡宾的连接部分被修饰金属修饰。
7.权利要求6的有机金属骨架,其中修饰金属选自由Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Sn、Te、Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Sm、Eu和Yb组成的群组。
8.权利要求6或7的有机金属骨架,其中修饰金属延伸进入骨架的孔内。
9.权利要求1的有机金属骨架,其中骨架缺乏客体物种。
10.制造权利要求1的有机金属骨架的方法,包括使包含杂环卡宾和包含被保护的连接簇的连接部分与修饰金属反应得到金属化连接部分,将连接簇脱保护以及使脱保护的金属化连接部分与骨架金属反应。
11.包含权利要求1的有机金属骨架的气体吸附组合物。
12.包含权利要求1的有机金属骨架的催化剂组合物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105327713A (zh) * 2015-11-16 2016-02-17 湖北大学 一种金刚烷支撑NHC-Pd催化剂及其制备方法和用途
CN107573516A (zh) * 2017-09-11 2018-01-12 东北石油大学 一种钒改性金属有机骨架材料的制备方法
CN111225730A (zh) * 2017-10-31 2020-06-02 加利福尼亚大学董事会 用于二氧化碳分离的附加多胺的金属有机骨架
CN112521263A (zh) * 2020-11-23 2021-03-19 大连理工大学 一种MOF担载的Ir配合物催化CO2加氢还原制备甲酸盐/甲酸的方法

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010148276A2 (en) 2009-06-19 2010-12-23 The Regents Of The University Of California Carbon dioxide capture and storage using open frameworks
EP2438073A4 (en) 2009-06-19 2013-01-02 Univ California MATERIALS FOR AN OPEN FRAME FROM COMPLEX MIXING LIGANDS
EP2443133A4 (en) * 2009-06-19 2013-02-27 Univ California ORGANOMETALLIC FRAMEWORKS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
US8841471B2 (en) 2009-09-25 2014-09-23 The Regents Of The University Of California Open metal organic frameworks with exceptional surface area and high gas storage capacity
US9102609B2 (en) 2010-07-20 2015-08-11 The Regents Of The University Of California Functionalization of organic molecules using metal-organic frameworks (MOFS) as catalysts
JP2013540760A (ja) 2010-09-27 2013-11-07 ザ レジェンツ オブ ザ ユニヴァースティ オブ カリフォルニア 伝導性の開骨格
WO2012100224A2 (en) 2011-01-21 2012-07-26 The Regents Of The University Of California Preparation of metal-triazolate frameworks
US8742152B2 (en) 2011-02-04 2014-06-03 The Regents Of The University Of California Preparation of metal-catecholate frameworks
CN104302387B (zh) 2011-10-13 2019-06-18 加利福尼亚大学董事会 具有格外大的孔口的金属有机骨架
CN110665329B (zh) * 2013-08-05 2022-05-24 纽麦特科技公司 递送用于离子注入的气体的方法
WO2015066693A1 (en) 2013-11-04 2015-05-07 The Regents Of Thd University Of California Metal-organic frameworks with a high density of highly charged exposed metal cation sites
ES2768680T3 (es) 2014-02-19 2020-06-23 Univ California Armazones organometálicos que tienen resistencia a los ácidos, a los disolventes, y térmica
EP3074405A2 (en) * 2014-03-18 2016-10-05 The Regents of the University of California Mesoscopic materials comprised of ordered superlattices of microporous metal-organic frameworks
US10087205B2 (en) 2014-03-28 2018-10-02 The Regents Of The University Of California Metal organic frameworks comprising a plurality of SBUS with different metal ions and/or a plurality of organic linking ligands with different functional groups
DE102014210464B4 (de) * 2014-06-03 2018-02-22 Hydrogenious Technologies Gmbh Verwendung eines Substrates zur Wasserstoffspeicherung
US10118877B2 (en) 2014-12-03 2018-11-06 The Regents Of The University Of California Metal-organic frameworks for aromatic hydrocarbon separations
US10058855B2 (en) 2015-05-14 2018-08-28 The Regents Of The University Of California Redox-active metal-organic frameworks for the catalytic oxidation of hydrocarbons
RU2611438C1 (ru) * 2015-11-17 2017-02-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ получения металлоорганических каркасных соединений с октакарбоксифталоцианинатами металлов в качестве основной структурной единицы
CN108290135A (zh) 2015-11-27 2018-07-17 加利福尼亚大学董事会 具有编织结构的共价有机框架
KR20180087369A (ko) 2015-11-27 2018-08-01 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 제올라이트 이미다졸레이트 프레임워크
CN105833912B (zh) * 2016-04-05 2018-02-09 济南大学 一种基于金属有机骨架材料的微米马达催化剂制备方法
JP6638685B2 (ja) * 2017-03-31 2020-01-29 トヨタ自動車株式会社 金属有機構造体とその製造方法
WO2019241281A1 (en) * 2018-06-11 2019-12-19 Ohio State Innovation Foundation Metal-organic frameworks containing metal-hydroxide moieties and methods of making and using thereof
CN108927224B (zh) * 2018-06-28 2021-03-30 福州大学 一种钴离子负载的共价有机框架催化材料及其制备方法和应用
JP2020011943A (ja) * 2018-07-05 2020-01-23 トヨタ自動車株式会社 配位不飽和金属有機構造体の製造方法及び配位不飽和金属有機構造体
CN112423887B (zh) * 2018-07-12 2024-06-07 韩国生命工学研究院 核酸扩增用基板及其制造方法
US20210229104A1 (en) * 2018-07-12 2021-07-29 Korea Research Institute Of Bioscience And Biotechnology Substrate for nucleic acid amplification, and method for manufacturing same
CN114570067A (zh) * 2022-02-24 2022-06-03 福州大学 一种cof-f构筑的超疏水织物膜及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1306538A (zh) * 1998-05-20 2001-08-01 罗狄亚纤维与树脂中间体公司 包含阳离子杂环卡宾的有机金属配合物
US20060217398A1 (en) * 2003-05-09 2006-09-28 Pfizer Inc Substituted pyrimidine derivatives

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004101575A2 (en) * 2003-05-09 2004-11-25 The Regents Of The University Of Michigan Implementation of a strategy for achieving extraordinary levels of surface and porosity in crystals

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1306538A (zh) * 1998-05-20 2001-08-01 罗狄亚纤维与树脂中间体公司 包含阳离子杂环卡宾的有机金属配合物
US20060217398A1 (en) * 2003-05-09 2006-09-28 Pfizer Inc Substituted pyrimidine derivatives

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JEONG YONG LEE等: "Synthesis and Gas Sorption Properties of a Metal-Azolium Framework(MAF) Material", 《INORGANIC CHEMISTRY》 *
JISEUL CHUN等: "Concomitant Formation of N-Heterocyclic Carbene-Copper Complexes within a Supramolecular Network in the Self-Assembly of Imidazolium Dicarboxylate with Metal Ions", 《INORGANIC CHEMISTRY》 *
RACHEL S.CREES等: "Synthesis of a Zinc(II) Imidazolium Dicarboxylate Ligand Metal-Organic Framework (MOF): a Potential Precursor to MOF-Tethered N-Heterocyclic Carbene Compounds", 《INORGANIC CHEMISTRY》 *
王立锋等: "离子液热条件下金属有机骨架化合物的合成", 《高等学校化学学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105327713A (zh) * 2015-11-16 2016-02-17 湖北大学 一种金刚烷支撑NHC-Pd催化剂及其制备方法和用途
CN107573516A (zh) * 2017-09-11 2018-01-12 东北石油大学 一种钒改性金属有机骨架材料的制备方法
CN111225730A (zh) * 2017-10-31 2020-06-02 加利福尼亚大学董事会 用于二氧化碳分离的附加多胺的金属有机骨架
CN111225730B (zh) * 2017-10-31 2022-07-05 加利福尼亚大学董事会 用于二氧化碳分离的附加多胺的金属有机骨架
CN112521263A (zh) * 2020-11-23 2021-03-19 大连理工大学 一种MOF担载的Ir配合物催化CO2加氢还原制备甲酸盐/甲酸的方法
CN112521263B (zh) * 2020-11-23 2022-02-15 大连理工大学 一种MOF担载的Ir配合物催化CO2加氢还原制备甲酸盐/甲酸的方法

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