Cuma Nulis: MOF (Metal Organik Framework)

MOF (Metal Organic Framework) adalah senyawa kristal yang terdiri dari ion logam atau kompleks koordinasi biasanya molekul organic rigid untuk membentuk struktur 1,2 atau 3 dimensi yang bisa membetuk pori-pori. Pori-pori stabil untuk mengeliminasi molekul tamu (biasanya pelarut) dan dapat digunakan untuk menyimpan gas seperti hydrogen dan karbondioksida. Aplikasi lainnya untuk pemurnian gas, pemisahan gas, katalis dan sensor. Pada tulisan ini akan dibahas fungsi MOF kiral sebagai katalis asimetrik pada reaksi transesterifikasi

Transesterifikasi

Dalam kimia organik, transesterifikasi adalah proses pertukaran kelompok organik R "dari suatu ester dengan gugus organik R’ dari alkohol. Reaksi-reaksi ini sering dikatalisasi oleh penambahan asam atau basa katalis. Reaksi juga dapat dilakukan dengan bantuan enzim (biocatalysts) terutama lipase (EC3.1.1.3).

Transesterifikasi: alkohol + ester alkohol → berbeda + ester yang berbeda

Asam kuat mengkatalisis reaksi dengan menyumbangkan sebuah proton ke karbonil kelompok, sehingga membuatnya menjadi lebih kuatelektrofil , sedangkan basis mengkatalisis reaksi dengan menghapus sebuah proton dari alkohol, sehingga membuatnya lebih nukleofilik .

Fungsi MOF kiral sebagai katalis asimetrik pada reaksi transesterifikasi

MOF pertama kali ditemukan berfungsi sebagai katalis enansioselektif adalah POST-1 (7), dilaporkan oleh K. Kim et al pada tahun 2000. Kiraliti pada POST-1 (7) diperkenalkan melalui linker kiral turunan dari asam tartaric. Reaksi antara (4R,5R)-2,2-dimetil-5-[(4-piridinilamino)karbonil]-1,3-dioxolane-4-asam karbosilik ((4R,5R)-HL) dengan seng nitrat dalam larutan air/methanol menghasilkan L-POST-1 (L-7), dimana (4S,5S)-enantiomer linker mengarahkan ke D-POST-1 (D-7).

Struktur dari POST-1 (7) tiga atom seng dihubungkan via atom µ3-oksigen untuk membentuk kelompok Zn₃O planar. 6 linker kiral terikat ke kelompok [Zn₃(µ₃-O)] dalam bentuk jembatan melalui kelompok karbosilat. Atom nitrogen dari bagian piridin dari linker terhubung ke cluster tetangga melengkapi kompleks koordinasi mengarah ke koordinasi octahedral distorsi dari atom seng dan dan sebuah interkoneksi dari simpul-simpul. Lapisan yang terbentuk ditumpuk tegak lurus ke c kristallografik melalui ikatan van der walls membentuk triangular 1D sepanjang c-axis (edge length:13,4 Amstrong) dengan kompleks kiral. Kelompok pyridil non koordinasi , 2 atau 3 terprotonasi untuk memastikan netralitas kerangka langsung ke saluran kiral. N-metilasi dari kelompok piridil ini menunjukkan aksessibilitas dan reaktivitas.

Kelompok piridil memiliki sisi aktif memungkinkan POST-1 (7) untuk mengkatalis reaksi transesterifikasi. Serangkaian reaksi non asimetris 2,4-dinitrofenil asetat dengan alcohol yang berbeda ukuran memastikan bahwa reaksi terjadi terutama di pori-pori. Sebagai contoh, reaksi dari 2,4-dinitropenil asetat dengan alcohol mencapai konversi 92% setelah 100 jam, dimana reaksi yang sama dengan bulky 3,3,3-trifenil-1-propanol menghasilkan 10% ester saja dengan waktu yang sama.

Untuk menunjukkan pengaruh dari pada dinding pori-pori, dilakukan transesterifikasi antara 2,4-dinitrofenil asetat dengan rasemat 1-fenil-2-propanol berlebih. Kehadiran L-POST-1 (L-7), (R)-enantiomer dari 1-fenil-2-propil asetat banyak. Ketika D-POST-1 (D-7) memberi (S)-enantiomer dari 1-fenil-2-propil asetat dengan enantiomer excess (ee) sebesar 8%. Tidak ada ee teramati dalam kontrol percobaan menggunakan piridin sebagai katalis