Determinación de la estructura de las estructuras orgánicas covalentes por cristalografía RMN

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• Química analítica

Sus antecedentes:

• Los marcos orgánicos covalentes (COF) requieren información estructural precisa para el avance.
• La caracterización de estructuras jerárquicas COF complejas, como las secuencias de apilamiento, sigue siendo un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

• Establecer un protocolo cristalográfico de RMN preciso para la determinación de las distancias multinucleares en los FOC.
• Para resolver la estructura atómica detallada, incluidas las disposiciones entre capas, de un COF 2D, TPPA-F4.

Principales métodos:

• Se utilizaron técnicas avanzadas de RMN de estado sólido: doble resonancia de eco rotacional (REDOR), doble cuántico-único cuántico (DQ-SQ) y doble resonancia de paso adiabático de eco rotacional (REAPDOR).
• Distancias internucleares clave medidas (1H-1H, 1H-19F, 13C-19F) dentro y entre las capas de TPPA-F4 COF con una alta precisión (0,10 Å).
• Se ha demostrado la versatilidad del protocolo mediante la determinación de la estructura de un COF deuterado selectivamente (TPPA-d4) utilizando mediciones de distancia 1H-2H.

Principales resultados:

• Se ha conseguido una determinación precisa y de novo de las características estructurales del TPPA-F4 COF, incluida la unión covalente, la conformación intracapital, las distancias entre capas y los modos de apilamiento de capas.
• Se obtuvieron con éxito las distancias 1H-1H, 1H-19F y 13C-19F en múltiples capas.
• Verificó la generalidad del enfoque cristalográfico RMN e introdujo mediciones de distancia 1H-2H para el análisis de materiales.

Conclusiones:

• El protocolo cristalográfico de RMN desarrollado resuelve con precisión las estructuras complejas de COF, superando las limitaciones de caracterización anteriores.
• Este método proporciona una herramienta poderosa para el esclarecimiento estructural detallado de los COF 2D y potencialmente 3D.
• El enfoque ofrece nuevas vías para estudiar la cristalización de COF, la dinámica y las interacciones débiles en sólidos.