Functional Metal-Organic Frameworks: Synthesis and Reactivity

Chemistry of Organo-hybrids: Synthesis and Characterization of Functional Nano-Objects

Volumn , Issue , 2015, Pages 200-232

  Morel, Flavien L ^a,b   Xu, Xiaoying ^a,b   Ranocchiari, Marco ^a   Van Bokhoven, Jeroen A ^a,b  

^a PAUL SCHERRER INSTITUTE   (Switzerland)

^b ETH ZURICH   (Switzerland)

Author keywords

Coordination polymers (CPs); Functional groups; Metal organic frameworks (MOFs); MIXMOF; Post synthetic modification (PSM)

Indexed keywords

CHROMATOGRAPHY; CRYSTALLINE MATERIALS; FUNCTIONAL GROUPS; ORGANOMETALLICS;

COORDINATION POLYMERS; FUNCTIONAL METALS; FUNCTIONAL SITES; FUNCTIONALIZATIONS; MEDICINAL CHEMISTRY; METALORGANIC FRAMEWORKS (MOFS); MIXMOF; POSTSYNTHETIC MODIFICATION;

ORGANIC POLYMERS;

EID: 84936863852     PISSN: None     EISSN: None     Source Type: Book    
DOI: 10.1002/9781118870068.ch6     Document Type: Chapter

References (110)

1. Rowsell, J. L. C.; Yaghi, O. M. Microporous Mesoporous Mater. 2004, 73, 3-14.
2. Kitagawa, S.; Kitaura, R.; Noro, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2334-2375.
3. Férey, G. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 191-214.
4. Li, H.; Eddaoudi, M.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Nature 1999, 402, 276-279.
5. Dybtsev, D. N.; Chun, H.; Kim, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 5033-5036.
6. Cavka, J. H.; Jakobsen, S. S.; Olsbye, U.; Guillou, N.; Lamberti, C.; Bordiga, S.; Lillerud, K. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13850-13851.
7. Koh, K.; Wong Foy, A. G.; Matzger, A. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 677-680.
8. Férey, G.; Mellot-Draznieks, C.; Serre, C.; Millange, F.; Dutour, J.; Surblé, S.; Margiolaki, I. Science 2005, 309, 2040-2042.
9. Furukawa, H.; Ko, N.; Go, Y. B.; Aratani, N.; Choi, S. B.; Choi, E.; Yazaydin, A. O.; Snurr, R. Q.; O'Keeffe, M.; Kim, J.; Yaghi, O. M. Science 2010, 329, 424-428.
10. Li, J.-R.; Kuppler, R. J.; Zhou, H.-C. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1477-1504.
11. Kuppler, R. J.; Timmons, D. J.; Fang, Q.-R.; Li, J.-R.; Makal, T. A.; Young, M. D.; Yuan, D.; Zhao, D.; Zhuang, W.; Zhou, H.-C. Coord. Chem. Rev. 2009, 253, 3042-3066.
12. Zhao, D.; Yuan, D.; Zhou, H.-C. Energy Environ. Sci. 2008, 1, 222-235.
13. Lee, J.; Farha, O. K.; Roberts, J.; Scheidt, K. A; Nguyen, S. T.; Hupp, J. T. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1450-1459.
14. Corma, A.; García, H.; Llabrési Xamena, F. X. Chem. Rev. 2010, 110, 4606-4655.
15. Ranocchiari, M.; van Bokhoven, J. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 6388-6396.
16. Gu, Z.-Y.; Yan, X.-P. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 1477-1480.
17. Separation, C.; Gu, Z.; Yang, C.; Chang, N. A.; Yan, X. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 734-745.
18. Huxford, R. C.; Della Rocca, J.; Lin, W. Curr. Opin. Chem. Biol. 2010, 14, 262-268.
19. Horcajada, P.; Gref, R.; Baati, T.; Allan, P. K.; Maurin, G.; Couvreur, P.; Férey, G.; Morris, R. E.; Serre, C. Chem. Rev. 2012, 112, 1232-1268.
20. Eddaoudi, M.; Kim, J.; Rosi, N.; Vodak, D.;Wachter, J.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2002, 295, 469-472.
21. Garibay, S. J.; Cohen, S. M. Chem. Commun. 2010, 46, 7700-7702.
22. Kandiah, M.; Nilsen, M. H.; Usseglio, S.; Jakobsen, S.; Olsbye, U.; Tilset, M.; Larabi, C.; Quadrelli, E. A.; Bonino, F.; Lillerud, K. P. Chem. Mater. 2010, 22, 6632-6640.
23. Kandiah, M.; Usseglio, S.; Svelle, S.; Olsbye, U.; Lillerud, K. P.; Tilset, M. J. Mater. Chem. 2010, 20, 9848-9851.
24. Savonnet, M.; Bazer-Bachi, D.; Bats, N.; Perez-Pellitero, J.; Jeanneau, E.; Lecocq, V.; Pinel, C.; Farrusseng, D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4518-4519.
25. Surblé, S.; Serre, C.; Mellot-Draznieks, C.; Millange, F.; Férey, G. Chem. Commun. 2006, 284-286.
26. Bauer, S.; Serre, C.; Devic, T.; Horcajada, P.; Marrot, J.; Férey, G.; Stock, N. Inorg. Chem. 2008, 47, 7568-7576.
27. Serra-Crespo, P.; Ramos-Fernandez, E. V.; Gascon, J.; Kapteijn, F. Chem. Mater. 2011, 23, 2565-2572.
28. Wang, Z.; Tanabe, K. K.; Cohen, S. M. Inorg. Chem. 2009, 48, 296-306.
29. Burrows, A. D.; Frost, C. G.; Mahon, M. F.; Richardson, C. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 8482-8486.
30. Kleist, W.; Jutz, F.; Maciejewski, M.; Baiker, A. Eur. J. Inorg. Chem. 2009, 2009, 3552-3561.
31. Deng, H.; Doonan, C. J.; Furukawa, H.; Ferreira, R. B.; Towne, J.; Knobler, C. B.;Wang, B.; Yaghi, O. M. Science 2010, 327, 846-850.
32. Kim, M.; Cahill, J. F.; Prather, K. A.; Cohen, S. M. Chem. Commun. 2011, 47, 7629-7631.
33. Marx, S.; Kleist, W.; Huang, J.; Maciejewski, M.; Baiker, A. Dalton Trans. 2010, 39, 3795-3798.
34. Jiang, Y.; Huang, J.; Marx, S.; Kleist, W.; Hunger, M.; Baiker, A. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2886-2890.
35. Wang, Z.; Cohen, S. M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1315-1329.
36. Cohen, S. M. Chem. Rev. 2012, 112, 970-1000.
37. Muller, P. Pure Appl. Chem. 1994, 66, 1077-1184.
38. Hafizovic, J.; Bjorgen, M.; Olsbye, U.; Dietzel, P. D. C.; Bordiga, S.; Prestipino, C.; Lamberti, C.; Lillerud, K. P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3612-3620.
39. Tanabe, K. K.; Wang, Z.; Cohen, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8508-8517.
40. Zeleňak, V.; Badaničová, M.; Halamová, D.; Č ejka, J.; Zukal, A.; Murafa, N.; Goerigk, G. Chem. Eng. J. 2008, 144, 336-342.
41. Couck, S.; Denayer, J.; Baron, G.; Remy, T.; Gascon, J.; Kapteijn, F. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6326-6327.
42. Václavík, J.; Servalli, M.; Lothschütz, C.; Szlachetko, J.; Ranocchiari, M.; van Bokhoven, J. A. ChemCatChem 2013, 5, 692-696.
43. Bourrelly, S.; Llewellyn, P. L.; Serre, C.; Millange, F.; Loiseau, T.; Férey, G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13519-13521.
44. Kim, M. K.; Jo, V.; Lee, D.W.; Shim, I.-W.; Ok, K. M. CrystEngComm 2010, 12, 1481-1484.
45. Dan-Hardi, M.; Serre, C.; Frot, T.; Rozes, L.; Maurin, G.; Sanchez, C.; Férey, G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10857-10859.
46. Lun, D. J.; Waterhouse, G. I. N.; Telfer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5806-5809.
47. Bernt, S.; Guillerm, V.; Serre, C.; Stock, N. Chem. Commun. 2011, 47, 2838-2840.
48. Burrows, A. D.; Keenan L. L. CrystEngComm 2012, 14, 4112-4114.
49. Wang, Z.; Cohen, S. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4699-4702.
50. Xiang, Z.; Leng, S.; Cao, D. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 10573-10579.
51. Halls, J. E.; Hernán-Gómez, A.; Burrows, A. D.; Marken, F. Dalton Trans. 2012, 41, 1475-1480.
52. Costa, J. S.; Gamez, P.; Black, C. A.; Roubeau, O.; Teat, S. J., Reedijk, J. Eur. J. Inorg. Chem. 2008, 2008, 1551-1554.
53. Wang, Z.; Cohen, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12368-12369.
54. Wang, Z.; Tanabe, K. K.; Cohen, S. M. Chem. Eur. J. 2010, 16, 212-217.
55. Servalli, M.; Ranocchiari, M.; van Bokhoven, J. A. Chem. Commun. 2012, 48, 1904-1906.
56. Ingleson, M. J.; Barrio, J. P.; Guilbaud, J.-B.; Khimyak, Y. Z.; Rosseinsky, M. J. Chem. Commun. 2008, 2680-2682.
57. Zhang, X.; Llabrési Xamena, F. X.; Corma, A. J. Catal. 2009, 265, 155-160.
58. Doonan, C. J.; Morris, W.; Furukawa, H.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9492-9493.
59. Burrows, A. D.; Keenan, L. L. CrystEngComm 2012, 14, 4112-4114.
60. Dugan, E.; Wang, Z.; Okamura, M.; Medina, A.; Cohen, S. M. Chem. Commun. 2008, 7345, 3366-3368.
61. Britt, D.; Lee, C.; Uribe-Romo, F. J.; Furukawa, H.; Yaghi, O. M. Inorg. Chem. 2010, 49, 6387-6389.
62. Taylor-Pashow, K. M. L.; Della Rocca, J.; Xie, Z.; Tran, S.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14261-14263.
63. Seo, J.; Whang, D.; Lee, H.; Jun, S.; Oh, J.; Jeon, Y.; Kim, K. Nature 2000, 404, 982-986.
64. Ahnfeldt, T.; Gunzelmann, D.; Loiseau, T.; Hirsemann, D.; Senker, J.; Férey, G.; Stock, N. Inorg. Chem. 2009, 48, 3057-3064.
65. Volkringer, C.; Cohen, S. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4644-4648.
66. Ma, M.; Gross, A.; Zacher, D.; Pinto, A.; Noei, H.; Wang, Y.; Fischer, R. A.; Metzler-Nolte, N. CrystEngComm 2011, 13, 2828-2832.
67. Kolb, H. C.; Finn, M. G.; Sharpless, K. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2004-2021.
68. Goto, Y.; Sato, H.; Shinkai, S.; Sada, K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14354-14355.
69. Zhu, W.; He, C.; Wu, P.; Wu, X.; Duan, C. Dalton Trans. 2012, 41, 3072-3077.
70. Savonnet, M.; Camarata, A.; Canivet, J.; Bazer-Bachi, D.; Bats, N.; Lecocq, V.; Pinel, C.; Farrusseng, D. Dalton Trans. 2012, 41, 3945-3948.
71. Gadzikwa, T.; Lu, G.; Stern, C. L.;Wilson, S. R.; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. Chem. Commun. 2008, 5493-5495.
72. Gadzikwa, T.; Farha, O. K.; Malliakas, C. D.; Kanatzidis, M. G.; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13613-13615.
73. Morris, W.; Doonan, C. J.; Furukawa, H.; Banerjee, R.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12626-12627.
74. Canivet, J.; Aguado, S.; Daniel, C.; Farrusseng, D. ChemCatChem 2011, 3, 675-678.
75. Kim, M.; Garibay, S. J.; Cohen, S. M. Inorg. Chem. 2011, 50, 729-731.
76. Dröge, T.; Notzon, A.; Fröhlich, R.; Glorius, F. Chem. Eur. J. 2011, 17, 11974-11977.
77. Burrows, A. D.; Frost, C. G.; Mahon, M. F.; Richardson, C. Chem. Commun. 2009, 4218-4220.
78. Tanabe, K. K.; Allen, C. A.; Cohen, S. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 9730-9733.
79. Kiang, Y.; Gardner, G. B.; Lee, S.; Xu, Z.; Lobkovsky, E. B. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8204-8215.
80. Wang, Z.; Cohen, S. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4699-4702.
81. Jones, S. C.; Bauer, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12516-12517.
82. Mulfort, K. L.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9604-9605.
83. Farha, O. K.; Shultz, A. M.; Sarjeant, A. A; Nguyen, S. T.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5652-5655.
84. Abrahams, B. F.; Hoskins, B. F.; Michail, D. M.; Robson, R. Nature 1994, 369, 727-729.
85. Kosal, M. E.; Chou, J.-H.; Wilson, S. R.; Suslick, K. S. Nat. Mater. 2002, 1, 118-121.
86. Morris, W.; Volosskiy, B.; Demir, S.; Gándara, F.; McGrier, P. L.; Furukawa, H.; Cascio, D.; Stoddart, J. F.; Yaghi, O. M. Inorg. Chem. 2012, 51, 6443-6445.
87. Kitaura, R.; Onoyama, G.; Sakamoto, H.;Matsuda, R.; Noro, S.; Kitagawa, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2684-2687.
88. Shultz, A. M.; Farha, O. K.; Adhikari, D.; Sarjeant, A. A; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. Inorg. Chem. 2011, 50, 3174-3176.
89. Shultz, A. M.; Sarjeant, A. A.; Farha, O. K.; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13252-13255.
90. Chui, S. S.; Lo, S. M.-F.; Charmant, J. P. H.; Orpen, A. G.;Williams, I. D. Science 1999, 283, 1148-1150.
91. Hwang, Y. K.; Hong, D.-Y.; Chang, J.-S.; Jhung, S. H.; Seo, Y.-K.; Kim, J.; Vimont, A.; Daturi, M.; Serre, C.; Férey, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4144-4148.
92. Banerjee, M.; Das, S.; Yoon, M.; Choi, H. J.; Hyun, M. H.; Park, S. M.; Seo, G.; Kim, K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7524-7525.
93. Nguyen, H. G. T.; Weston, M. H.; Farha, O. K.; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. CrystEngComm 2012, 14, 4115.
94. Scales, E.; Sorace, L.; Dei, A.; Caneschi, A.; Muryn, C. A.; Collison, D.; McInnes, E. J. L. Chem. Sci. 2010, 1, 221-225.
95. Demessence, A.; D'Alessandro, D. M.; Foo, M. L.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8784-8786.
96. Meilikhov, M.; Yusenko, K.; Fischer, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9644-9645.
97. Wu, C.-D.; Hu, A.; Zhang, L.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8940-8941.
98. Ma, L.; Falkowski, J. M.; Abney, C.; Lin, W. Nat. Chem. 2010, 2, 838-846.
99. Ma, L.;Wu, C.-D.;Wanderley, M. M.; Lin, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 8244-8248.
100. Bhattacharjee, S.; Yang, D.-A.; Ahn, W.-S. Chem. Commun. 2011, 47, 3637-3639.
101. Zhang, X.; Llabrés i Xamena, F. X.; Corma, A. J. Catal. 2009, 265, 155-160.
102. Tanabe, K. K.; Cohen, S. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 121, 7560-7563.
103. Tanabe, K. K.; Cohen, S. M. Inorg. Chem. 2010, 49, 6766-6774.
104. Nuñez, A. J.; Shear, L. N.; Dahal, N.; Ibarra, I. A; Yoon, J.; Hwang, Y. K.; Chang, J.-S.; Humphrey, S. M. Chem. Commun. 2011, 47, 11855-11857.
105. Bloch, E. D.; Britt, D.; Lee, C.; Doonan, C. J.; Uribe-Romo, F. J.; Furukawa, H.; Long, J. R.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14382-14384.
106. Chen, B.;Wang, L.; Xiao, Y.; Fronczek, F. R.; Xue, M.; Cui, Y.; Qian, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 500-503.
107. Kaye, S. S.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 806-807.
108. Chavan, S.; Vitillo, J. G.; Uddin, M. J.; Bonino, F.; Lamberti, C.; Groppo, E.; Lillerud, K.-P.; Bordiga, S. Chem. Mater. 2010, 22, 4602-4611.
109. Larabi, C.; Nielsen, P. K.; Helveg, S.; Thieuleux, C.; Johansson, F. B.; Brorson, M.; Quadrelli, E. A. ACS Catal. 2012, 2, 695-700.
110. Chavan, S.; Vitillo, J. G.; Larabi, C.; Alessandra Quadrelli, E.; Dietzel, P. D. C.; Bordiga, S. Microporous Mesoporous Mater. 2012, 157, 56-61.