【IRMOF-3】中性金属有机框架的合成后共价修饰

首页 > 行业动态 > 【IRMOF-3】中性金属有机框架的合成后共价修饰

摘要：
本文提出金属有机框架（MOFs）合成后修饰策略，以IRMOF-3为模型，通过乙酸酐与配体中氨基的乙酰化反应制备IRMOF-3-AM1，经多种表征证实反应成功且框架结构保持完整，为功能MOFs制备提供新路径。

研究背景：
1. 行业问题和研究现状：溶剂热合成MOFs时，功能基团需兼容反应条件，限制了功能多样性；现有仅1例晶体MOF晶格直接共价修饰的报道。
2. 本文创新：借鉴蛋白质翻译后修饰概念，提出MOFs合成后共价修饰思路，利用有机反应对组装后的MOF进行功能化改造，突破传统合成限制。

实验部分：
1. IRMOF-3制备与活化：按文献方法以Zn(NO₃)₂·4H₂O和R₃-BDC为原料合成，经CHCl₃客体交换和真空干燥活化。
2. 合成后修饰反应：27mg干燥IRMOF-3悬浮于1.00mL CH₂Cl₂，加入20μL乙酸酐，室温反应数小时至数天，产物经多次洗涤、浸泡及70℃真空干燥10h，得30mg IRMOF-3-AM1。
3. 对照与动力学实验：以IRMOF-1、游离R₃-BDC为对照，在CDCl₃或丙酮-d₆中进行反应，不同时间点采集¹H NMR谱图监测反应进程。

分析测试：
1. ESI-MS：负模式下检测到m/z 222的基峰，对应修饰后配体[1-H]⁻，证实乙酰化反应发生。
2. ¹H NMR：在2.10、7.60、8.05、9.07ppm处出现新共振峰，5天后乙酰化转化率>80%。
3. PXRD：IRMOF-3-AM1保持立方晶格结构，与IRMOF-3及模拟图谱一致。
4. TGA：在氮气氛围、20℃/min升温速率下，热稳定性与IRMOF-3相当。
5. 单晶X射线衍射：空间群Fm-3m，晶胞参数a=b=c=25.8074(18)Å，证实框架完整性。

总结：
1. 主要结果：成功实现IRMOF-3的合成后共价修饰，产物结构稳定，转化率高。
2. 创新突破：建立MOFs合成后修饰方法，为功能MOFs制备提供新策略。
3. 潜在意义：可系统修饰多孔MOF孔道，助力MOF纳米颗粒溶解与稳定，拓展应用场景。

Postsynthetic Covalent Modification of a Neutral Metal-Organic Framework
文章作者：Zhenqiang Wang, Seth M. Cohen*
DOI：10.1021/ja074366o
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja074366o

本文为科研用户原创分享用于学术宣传交流，具体内容请查阅上述论文，如有错误、侵权等请联系修改、删除。未经允许第三方不得复制转载。