ZB-12 Zespół Chemii Retikularnej i Katalizy

Badania w Zespole CRiK rozwijane są w kierunku projektowania i otrzymywania nowych sieci metaliczno-organicznych MOF (ang. Metal-Organic Frameworks) jak również rozwijanie metod ich postsyntetycznej modyfikacji. Na przykład, wykorzystaliśmy dwuetapową strategię post-syntetycznej modyfikacji węzłów nieorganicznych z wykorzystaniem metody SALI (ang. Solvent-Assisted Ligand Incorporation) polegająca na koordynacji izomerów kwasu pirydynokarboksylowego, które w drugim etapie były alkilowane za pomocą wybranych halogenków alkilowych. W ten sposób otrzymano dwufunkcyjne katalizatory reakcji cykloaddycji ditlenku węgla do epoksydów.

Prowadzone są również badania nad wykorzystaniem polimeryzacji rodnikowej w tworzeniu układów hybrydowych MOF-polimer. W tym celu jako inicjator polimeryzacji rodnikowej wykorzystano kwas 4,4’-azobis(4-cyjanowalerianowy), który został skoordynowany do węzłów metalicznych materiału NU-1000.

To podejście pozwoliło na stworzenie oryginalnego układu inicjator@MOF, który wykorzystano w polimeryzacji rodnikowej metakrylanu metylu uzyskując układy hybrydowe MOF-polimer o znacząco polepszonych właściwościach adhezyjnych do włókien polimerowych oraz o wysokiej aktywności katalitycznej w hydrolizie toksycznych związków zawierających wiązanie P-F.

W ramach Zespołu prowadzone są również badania nad karbonizacją sieci MOF, stanowiącą efektywną metodę otrzymywania porowatych materiałów węglowych z równomiernie rozproszonymi nanocząstkami metali w matrycy węglowej. Zastosowanie tej metody pozwala zachować pierwotną morfologię sieci oraz uzyskać wysoką dyspersję metalu, co sprzyja powstawaniu licznych centrów aktywnych odpowiedzialnych za wysoką aktywność i selektywność katalityczną w reakcjach uwodornienia alkinów, ketonów i aldehydów. Dodatkowo, domieszkowanie matrycy węglowej heteroatomami, takimi jak azot czy bor, modyfikuje jej właściwości elektronowe, zwiększając oddziaływanie metal–nośnik i umożliwiając kontrolowane półuwodornienie w łagodnych warunkach reakcji.

Inna tematyka badań obejmuje katalityczne reakcje związków organicznych z wiązaniami nienasyconymi (alkenów i alkinów); hydroaminowanie, hydroarylowanie czy reakcje sprzęgania prowadzące do tworzenia nowych wiązań węgiel-węgiel, węgiel-wodór i węgiel-azot. Opracowano niezwykle efektywny katalizator wolframu(0), który umożliwia wysoce wydajną i selektywną syntezę szerokiej gamy trans-enamin i podstawionych N_‑izoindolo-1,3(2H)-dionów w reakcjach hydroaminowania terminalnych alkinów.