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Updated: Apr 4, 2026

Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks MOFs

Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks MOFs

Published on: January 17, 2020

Estructuras metálicas orgánicas robustas, quirales y porosas basadas en BINAP para reacciones de ciclización

Takahiro Sawano¹, Nathan C Thacker¹, Zekai Lin¹

¹Department of Chemistry, University of Chicago , 929 E. 57th Street, Chicago, Illinois 60637, United States.

Journal of the American Chemical Society

|September 4, 2015

Resumen

Los nuevos marcos metálico-orgánicos (MOF) basados en BINAP funcionalizados con rodio (Rh) actúan como catalizadores sólidos altamente enantioselectivos para ciclizaciones asimétricas. Estos catalizadores MOF muestran una mejor actividad y reciclabilidad en comparación con los catalizadores homogéneos.

Área de la Ciencia:

Ciencias de los materiales
Catálisis
Química orgánica

Sus antecedentes:

Las estructuras metálicas orgánicas (MOF) ofrecen estructuras porosas ajustables para la catálisis.
La catálisis asimétrica requiere catalizadores altamente selectivos y activos.
Los ligandos BINAP quirales son cruciales para las transformaciones enantioselectivas.

Objetivo del estudio:

Diseñar y sintetizar MOF basados en BINAP para la catálisis asimétrica.
Investigar el rendimiento de los MOF metalizados por Rh en las reacciones de ciclización.
Explorar el efecto de la estructura de MOF en la actividad catalítica y la selectividad.

Principales métodos:

Síntesis de Zr-MOF basados en BINAP (BINAP-MOF y BINAP-dMOF) con topología UiO.
Metalización posintética de los MOF con complejos de rodio.
Evaluación catalítica en la ciclización reductora asimétrica, la cicloisomerización de aldereno y las reacciones de Pauson-Khand.
Comparación con catalizadores de rodio homogéneos.

Principales resultados:

Los BINAP-MOF funcionalizados por Rh catalizaron eficientemente las ciclizaciones enantioselectivas de 1,6-eninas con un alto exceso enantiomérico (hasta el 99% ee).
Los catalizadores de MOF mostraron una actividad significativamente mayor (4-7 veces) que los controles homogéneos debido al aislamiento del sitio.
Una estrategia de enlace mixto en BINAP-dMOF creó una estructura más abierta, permitiendo la catálisis de las reacciones de Pauson-Khand estéricamente exigentes.
El BINAP-dMOF funcionalizado por Rh fue reciclable sin pérdida de rendimiento.

Conclusiones:

Los MOF basados en BINAP sirven como catalizadores sólidos de un solo sitio robustos, reciclables y altamente enantioselectivos.
El enfoque de enlace mixto en MOF puede mejorar el rendimiento catalítico para las reacciones estéricamente obstaculizadas.
Este trabajo amplía la utilidad de los MOF en la catálisis asimétrica, ofreciendo ventajas sobre los sistemas homogéneos.

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