JUK-20 metal-organic framework with zinc nodes: development of de novo synthesis and post-synthetic reactions with dienophiles containing hydroxyl groups

W ramach niniejszej pracy opracowano metodę syntezy nowej sieci metalo-organicznej JUK-20(Zn) z wykorzystaniem dwóch podejść syntetycznych: konwencjonalnego ogrzewania oraz mechanosyntezy w ciele stałym w różnych wariantach, jako metodę bardziej przyjazną dla środowiska. Wykonano także podstawową charakterystykę fizykochemiczną dla tego materiału. Materiał JUK-20(Zn) posłużył jako prekursor do przeprowadzenia kowalencyjnych modyfikacji post-syntetycznych w łagodnych warunkach. Modyfikacje te polegały na przeprowadzeniu reakcji Dielsa Aldera z odwróconym zapotrzebowaniem elektronowym (iEDDA) na wbudowanym ligandzie zawierającym pierścień 1,2,4,5-tetrazyny, z dienofilami zawierającymi grupy hydroksylowe. W ten sposób wprowadzano nową grupę funkcyjną do polimeru koordynacyjnego JUK-20(Zn) uzyskując nowe materiały. Modyfikacje przeprowadzane były w dwóch wariantach: klasycznym, w układzie heterogenicznym oraz mechanosyntetycznie w ciele stałym w warunkach bezrozpuszczalnikowych. Tak otrzymane materiały scharakteryzowano metodami fizykochemicznymi analizując ich skład, strukturę krystaliczną oraz porowatość.

In this work, a method to synthesize a new metal-organic framework JUK-20(Zn) was developed, using two synthetic approaches: conventional heating and solid-state mechanosynthesis in different variants as a more environmentally friendly method. Basic physicochemical characterization was also performed for this material. The JUK-20(Zn) material was used as a precursor to perform covalent post-synthetic modifications under mild conditions. These modifications consisted of performing an inverse electron-demand Diels Alder reaction (iEDDA) on an embedded ligand containing a 1,2,4,5-tetrazine ring, with dienophiles containing hydroxyl groups. In this way, a new functional group was introduced into the coordination polymer JUK-20(Zn) to obtain new materials. The modifications were carried out in two variants: classically, in a heterogeneous system, and mechanosynthetically in a solid-state, under solvent-free conditions. The materials thus obtained were characterized by physicochemical methods that analyze their composition, crystal structure, and porosity.