Estruturas orgánicas metálicas altamente estables basadas en Zr (IV) con ácidos fosfóricos quirales para reacciones...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Catálisis
• Química orgánica

Sus antecedentes:

• Los catalizadores de ácido de Brønsted heterogéneos son cruciales para la síntesis química, pero son difíciles de preparar con una alta porosidad, cristalinidad y estabilidad.
• Los métodos existentes a menudo tienen dificultades para integrar los sitios catalíticos de manera efectiva mientras se mantiene la integridad estructural.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva estrategia de diseño de ligandos para inmovilizar catalizadores quirales de ácido fosfórico dentro de marcos orgánicos metálicos robustos basados en circonio (Zr-MOF).
• Investigar el rendimiento catalítico de estos catalizadores heterogéneos en reacciones en tándem asimétricas.

Principales métodos:

• Síntesis de Zr(IV) -MOFs quirales porosos utilizando ligandos basados en espirobiindano enantiopuro.
• Caracterización de la estructura, porosidad y estabilidad del MOF.
• Evaluación de la actividad catalítica y la enantioselectividad en las reacciones asimétricas de acetalización, Friedel-Crafts e iso-Pictet-Spengler.

Principales resultados:

• Se prepararon con éxito dos Zr-MOF quirales con topología idéntica pero diferentes tamaños de canal, que exhiben una excelente tolerancia al agua, ácido y base.
• Se ha demostrado una acidez de Brønsted significativamente mayor de los ácidos fosfóricos inmovilizados en comparación con sus homólogos homogéneos.
• Se logra una alta reactividad y enantioselectividad tanto en reacciones en tándem asimétricas de dos como de tres componentes, con resultados comparables o superiores a los de los sistemas homogéneos.

Conclusiones:

• La estrategia de diseño del ligando instala efectivamente ácidos fósforicos quirales en Zr-MOF, evitando la coordinación del metal y mejorando la estabilidad.
• Los catalizadores heterogéneos resultantes muestran una alta actividad, selectividad, estabilidad y reciclabilidad, lo que los hace prometedores para la síntesis química fina ecológica.