NMR-Enhanced Crystallography Aids Open Metal–Organic Framework Discovery Using Solvent-Free Accelerated Aging
Notice bibliographique
Résumé
We demonstrate the combined use of NMR-enhanced crystallography and solvent-free synthesis by accelerated aging (AA), for the discovery and structural characterization of a novel cadmium-based open metal–organic framework (MOF) belonging to the class of zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs). Although solid-state NMR spectroscopy has been used to assist in structural characterization of crystalline solids by powder X-ray diffraction (PXRD), typically through quantification of the contents of the asymmetric unit, this work highlights how it can take a more active role in guiding structure determination, by elucidating the coordination environment of the metal node in a novel MOFs. Exploration of AA reactions of cadmium oxide (CdO) and 2-methylimidazole (H MeIm ) enabled the synthesis of not only the previously reported yqt1 -topology framework but also a new material ( 1 ) exhibiting a Cd/ MeIm ratio of 1:3, contrasting the 1:2 ratio expected for a ZIF. Structural characterization of 1 was enabled by using 111 Cd solid-state nuclear magnetic resonance (SSNMR) to provide information on the coordination environment of the cadmium node. Specifically, 111 Cd SSNMR experiments were conducted on a series of model compounds to correlate the cadmium coordination environment to the observed isotropic chemical shift, δ iso ( 111 Cd), followed by multinuclear SSNMR experiments on 1 to determine the nature of the metal coordination environment and the number of distinct chemical sites. This information was used in refinement of the molecular level structure from the available PXRD data, a technique termed NMR-enhanced crystallography, revealing that 1 is an open diamondoid ( dia ) topology Cd( MeIm ) 2 framework based on Cd 2+ ions tetrahedrally coordinated with MeIm – ligands and additional H MeIm guest molecules within the framework pores. Although AA was initially devised as a clean, mild route for making MOFs, these results provide a proof-of-principle of how, by combining it with SSNMR spectroscopy as a means to overcome limitations of PXRD structure determination, it can be used to screen for new solid phases in the absence of solvents, high temperatures, or mechanical impact that are inherent to other thermally-, solution-, or mechanochemically-based techniques.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».