JACS：一系列三向棒酰胺功能化金属有机框架的合成、结构和天然气储存

先知报道

2021-08-09

网状化学和甲烷储存材料主要集中在基于有限金属簇的金属-有机框架（MOF）上。相比之下，由无限棒二次构建单元（SBU）构建的MOF（即棒MOF）较不成熟，现有MOF通常由简单的单向螺旋、锯齿或（混合）多面体SBU构建。有鉴于此，陕西师范大学的白俊峰等研究人员，报道了棒二次构建单元的新网状化学：一系列三向棒酰胺功能化金属有机框架的合成、结构和天然气储存。

本文要点

1）研究人员受最近公布的Zn₆（H₂O）₃（BTP）₄结构的启发，通过酰胺官能化的初步单三羧酸盐、随后的混合三羧酸盐和二羧酸盐连接物，成功实现了复杂的三向杆MOF和接下来的三个等网状三向杆MOF的合成，即，分别为3W-ROD-1和3W-ROD-2-X（X=OH、F和CH₃）。

2）结构分析表明，这四种化合物是由前所未有的三向不变非相交三角杆填料SBU，通过非共价相互作用驱动的伪六羧酸盐与原始三羧酸盐或不同功能性双视连接物的自组装而交联而成，导致通过超微孔可获得笼状孔几何结构，同时具有复杂的拓扑传递性，即18 42和18 44。

3）吸附研究表明，这些材料的表观表面积是杆式MOF中最具高度多孔性的材料之一。

4）Monte Carlo分子动力学（MCMD）计算显示，由于存在由X、酮和近端酰胺基团产生的有利口袋位置，MOF表现出令人印象深刻的甲烷储存工作能力，优于众所周知的棒Ni-MOF-74，代表了刚性棒MOF中的最高值。

参考文献：

Yu-Feng Zhang, et al. New Reticular Chemistry of the Rod Secondary Building Unit: Synthesis, Structure, and Natural Gas Storage of a Series of Three-Way Rod Amide-Functionalized Metal–Organic Frameworks. JACS, 2021.

DOI：10.1021/jacs.1c04946

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c04946