Rigidificação de Ligandos para Aumentar a Estabilidade de Estruturas Metal-Orgânicas

As estruturas metal-orgânicas (MOFs) têm se desenvolvido a uma taxa inesperada nas últimas duas décadas. No entanto, a insatisfatória estabilidade química da maioria dos MOFs dificulta alguns dos estudos fundamentais neste campo e a implementação desses materiais para aplicações práticas. A estabilidade em uma estrutura MOF é, em sua maioria, acreditada depender da robustez das ligações de coordenação M-L (M = íon metálico, L = ligando). No entanto, o papel dos conectores orgânicos como agentes de estabilidade da estrutura, particularmente a rigidez/flexibilidade do conector, tem sido amplamente negligenciado. Neste trabalho, demonstramos que uma estratégia de rigidificação de ligandos pode aumentar a estabilidade dos MOFs. Três séries de rotâmeros de ligandos com a mesma conectividade, mas flexibilidade diferente, foram preparados. Treze MOFs à base de Zr foram construídos com as unidades Zr6O4(OH4)(-CO2) n (n = 8 ou 12) e ligandos correspondentes. Esses MOFs nos permitem avaliar a influência da rigidez do ligando, conectividades e estrutura na estabilidade dos materiais resultantes. Foi constatado que a rigidez dos ligandos na estrutura contribui fortemente para a estabilidade dos MOFs correspondentes. Além disso, a adsorção de água foi realizada em alguns MOFs quimicamente estáveis, mostrando desempenho excelente. Espera-se que mais MOFs com excelente estabilidade possam ser projetados e construídos utilizando esta estratégia, promovendo, em última análise, o desenvolvimento de MOFs com maior estabilidade para química sintética e aplicações práticas.