ポリバナジウム酸塩ビルディングユニットを組み込んだ金属有機構造体：配位接続性と芳香族チオエーテルの選択的酸化

科学分野:

• 無機化学
• 材料科学
• 触媒

背景:

• ポリバナジウム酸塩（POV）クラスターは、金属有機構造体（MOF）の設計に多様な配位モードを提供する。
• 機能性MOFは、効率的な触媒システムの開発に不可欠である。

研究 の 目的:

• 新規ポリバナジウム酸塩ベースの金属有機構造体（MOF）の合成と特性評価。
• これらのMOFの芳香族チオエーテル酸化における触媒活性の評価。
• 選択的酸化のためのPOVベースMOFにおける構造活性相関の理解。

主な方法:

• 構造特性評価のための単結晶X線回折。
• 過酸化水素（H2O2）を用いた触媒酸化反応。
• 触媒性能と構造安定性の比較分析。

主要な成果:

• 4つの新規POVベースMOF（[Co2(DPP)4(V4O12)]·0.25H2O (1), [M3(DPP)4(H2O)4(V6O18)]·2H2O (M = Co (2), Ni (3)), および [Zn3(DPP)3(V6O18)] (4)）を合成し、構造を解明した。
• 全ての合成されたMOFは、H2O2を用いた芳香族チオエーテルのスルホキシドへの効率的な触媒酸化を示した。
• 化合物4は、最も高い触媒活性と、5サイクルの優れたリサイクル性を示し、その堅牢なV-Znジグザグ鎖に起因すると考えられる。

結論:

• POVビルディングユニットと配位接続性の調整は、MOFの触媒活性と選択性を制御するための効果的な戦略である。
• 化合物4のV-Zn鎖における不飽和VおよびZn中心の並行作用が、その触媒性能を向上させる。
• POVベースMOFは、選択的酸化反応のための有望な材料である。