Czy zastanawiałeś/łaś się kiedyś, dlaczego post-syntetyczna modyfikacja MOF-ów tak często daje niskie wydajności i jest nieodtwarzalna? Nasza najnowsza praca w MSDE oferuje możliwe rozwiązanie tych problemów.
Postsyntetyczna modyfikacja MOF-ów (z ang. PSM) to bardzo użyteczny sposób wprowadzania złożonych funkcjonalności do szkieletów metaloorganicznych (MOF). MOF-y z grupami aldehydowymi są szczególnie atrakcyjnymi substratami dla PSM ze względu na wysoką reaktywność grup aldehydowych, ale ta sama cecha sprawia również, że ich solwotermalna synteza jest trudna. W naszej pracy pokazujemy, że choć obniżenie temperatury podczas syntezy UiO-68 z grupami aldehydowymi pozwala na uniknięcie degradacji grupy aldehydowej i daje wysoce porowaty oraz krystaliczny materiał, to jednak powstający w ten sposób UiO-68-CHO zawiera dużo defektów w postaci brakujących linkerów, i w rezultacie jego PSM jest zarówno niskowydajna, jak i niepowtarzalna. Pokazujemy również, że problem ten można rozwiązać przez 1) użycie nadmiaru łącznika podczas syntezy MOF-a i 2) moczenie surowego materiału w roztworze łącznika, dzięki czemu można obniżyć gęstość defektów na tyle, żeby otrzymać doskonały substrat dla PSM. Traktowanie takiego „uleczonego” materiału modelowymi aminami daje niemal ilościowe konwersje grup aldehydowych do imin, bez konieczności stosowania nadmiaru reagentów. Co ważne, PSM „wyleczonego” UiO-68–CHO daje powtarzalne wyniki przez wiele dni, w przeciwieństwie do PSM wysoce zdefektowanego materiału. Dzięki tym osiągnięciom z powodzeniem wprowadziliśmy do struktury UiO-68 różnorakie funkcje, takie jak nowe miejsca koordynacyjne, cząsteczki leków, chiralność i hydrofobowość. Szkodliwy wpływ defektów na PSM MOF-ów oraz proponowane przez nas rozwiązanie tego problemu mogą mieć charakter ogólny, a zatem mogą pomóc w opracowaniu nowych, użytecznych platform do kowalencyjnej PSM.
