Synthesis and characterization of 1,3-alternate calix[4]arene-based metal-organic frameworks - Suppachai Krajangsri (Chulalongkorn University, 2012)
ในงานวิจัยนี้เป็นการสังเคราะห์อนุพันธ์ 1,3-อัลเทอเนตคาลิกซ์[4]เอรีน เพื่อนำไปใช้เป็นสารเชื่อมอินทรีย์ในการสังเคราะห์โครงโลหะ-อินทรีย์ ได้แก่ 1,3-alternate calix[4]arene tetra-p-benzoic acid (3A) และ 1,3-alternate calix[4]arene tetra-m-benzoic acid (3B) ที่เป็นไอโซเมอร์เชิงโครงสร้างกัน โดยมีหมู่คาร์บอกซิลอยู่ที่ตำแหน่งพาราและเมตา ตามลำดับ สารเชื่อมอินทรีย์ 3A และ 3B ถูกสังเคราะห์ผ่าน 3 ขั้นตอน ได้ร้อยละผลิตภัณฑ์โดยรวมเป็น 38 เปอร์เซ็นต์ และ 34 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ เมื่อนำสารเชื่อมอินทรีย์ที่สังเคราะห์ได้ไปใช้สังเคราะห์โครงโลหะ-อินทรีย์ กับไอออนโลหะชนิดต่างๆ ในตัวทำละลายไดเมททิลฟอร์มาไมด์ ด้วยวิธีสังเคราะห์แบบโซลโวเทอร์มัล แล้วได้ทำการพิสูจน์เอกลักษณ์และทดสอบสมบัติในการดูดซับแก๊สของโครงโลหะ-อินทรีย์ฐาน1,3-อัลเทอเนตคาลิกซ์[4]เอรีนที่สังเคราะห์ได้ จากการพิสูจน์ทราบด้านสัณฐานวิทยาของโครงโลหะ-อินทรีย์ที่ได้พบว่าโครงโลหะ-อินทรีย์นี้มีขนาดอนุภาคในช่วงไมครอน มีหลายรูปทรง เช่น ทรงรูปเข็ม ลูกบาศก์ เกล็ดและเป็นแผ่น ไอโซเทอร์มของการดูดซับแก๊สไนโตรเจนเป็นแบบที่ 3 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวัสดุนั้นไม่มีรูพรุนและมีพื้นที่ผิวน้อย ทั้งนี้อาจเป็นเพราะโครงสร้างของ สารเชื่อมอินทรีย์มีขนาดที่ใหญ่อาจจะทำให้ไม่เกิดโพรงที่มีลักษณะเชื่อมต่อกัน เมื่อนำผลึกเดี่ยวของโครงโลหะ-อินทรีย์ฐาน1,3-อัลเทอเนตคาลิกซ์[4]เอรีนที่เตรียมได้มาวิเคราะห์ด้วยเทคนิค sc-XRD ของผลึกเดี่ยวพบว่าโครงโลหะ-อินทรีย์ที่สังเคราะห์จากสารเชื่อมอินทรีย์ 3A และไอออนซิงค์(II) ได้โครงสร้างสามมิติที่เกิดจากการจัดเรียงตัวของสายโคออดิเนชันพอลิเมอร์แบบโซ่ตรง ในกรณีของโครงโลหะ-อินทรีย์ที่สังเคราะห์จาก 3B และไอออนซิงค์(II) การเกิดพันธะระหว่างสารเชื่อมอินทรีย์และไอออนโลหะนี้เกิดเป็นสายโซ่พอลิเมอร์แบบซิกแซกและสายโซ่จัดเรียงตัวได้เป็นโครงสร้างสามมิติเช่นกัน นอกจากนี้โครงโลหะ-อินทรีย์ ที่เตรียมจากลิแกนด์ 3B และไอออนแคดเมียม(II) พบว่าเกิดผลึกเดี่ยวที่มีโครงสร้างต่างกันสองแบบ โดยมียูนิตเซลล์เป็น โมโนคลินิกและออร์โธรอมบิกและทั้งสองตัวเป็นโครงสร้างสามมิติ นอกจากสมบัติในการดูดซับแก๊สแล้ว ยังได้ทดสอบสมบัติตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟเบื้องต้นของโครงโลหะ-อินทรีย์ที่สังเคราะห์จากสารอนุพันธ์ 1,3-อัลเทอเนตคาลิกซ์[4]เอรีนซึ่งพบว่าโครงโลหะ-อินทรีย์ไม่เหมาะสมที่จะนำมาใช้กับปฏิกิริยาดังกล่าว