Met metal organic frameworks kun je weefsels maken met draden van één molecuul dik. In Nature Communications spreken Marcel Mayor en collega’s van de universiteit van Basel en het Karlsruher Institut für Technologie van one of the dream reactions in polymer chemistry.

Zoals bekend zijn zulke metal organic frameworks (MOFs) raamwerken met metaalionen als hoekpunten die worden verbonden door langgerekte organische moleculen. In dit geval zijn het surface-mounted MOFs oftewel SURMOFs, die niet zoals gebruikelijk ontstaan als vrij zwevende kristallen maar laagje voor laagje worden opgebouwd op een inert oppervlak.

Het idee is nu dat je organische moleculen gebruikt die halverwege twee zijtakjes hebben. Zijtakjes op twee parallel lopende moleculen kunnen met elkaar reageren, en als ze dat allemaal doen krijg je een weefsel van elkaar kruisende ketenmoleculen. De laatste stap is dat je de metaalionen verwijdert.

Om te zorgen dat de crosslinkers alleen moleculen in dezelfde laag van het SURMOF kunnen verbinden, wissel je de lagen met zijtakjes af door lagen met inerte moleculen.

In Karlsruhe hebben ze het met succes uitgetest met bis(acetyleenbifenyl)-terfenyldicarbonzuur (BAB-TPDC). De carbonzuren reageren met de hoekpunten op basis van Cu(II), de acetyleengroepen vormen de uiteinden van de zijtakjes. Via een oxidatieve Glaser-Hay-koppeling kun je die vrij simpel aan elkaar koppelen, met reagentia (moleculaire zuurstof en Cu(I) als katalysator) die klein genoeg zijn om in het SURMOF te kunnen binnendringen.

Onduidelijk is of je er iets aan hebt maar het bewijst in elk geval dat deze synthesestrategie werkt.

bron: Karlsruher Institut für Technologie