Příprava a charakterizace nových molekulárních metalofosfátů

Mgr. Jan Chyba, Ph.D.

Doctoral thesis

Preparation and characterization of new molecular metallophosphates

Abstract:

Předložená disertační práce se zabývá přípravou a charakterizací nových organicky modifikovaných molekulárních fosforečnanů hliníku, titanu, zirkonu a zinku jako potenciálních prekurzorů pro nehydrolytickou syntézu odpovídajících metalofosforečnanů nebo hybridních materiálů. Za tímto účelem byly studovány reakce trimethylsilyl derivátů kyseliny fosforečné s vybranými organometalickými resp. metaloorganickými sloučeninami Al, Ti, Zr a Zn. Vzhledem k citlivosti použitých výchozích látek na vlhkost a vzdušný kyslík byly reakce prováděny v atmosféře suchého inertního plynu s využitím bezvodých organických rozpouštědel. Reakcemi OP(OH)(OSiMe3)2 a OP(OSiMe3)3 s alkyly, alkoxidy a amidy zmíněných kovů bylo připraveno 15 nových sloučenin. Pro analýzu reakčních systémů a charakterizaci získaných produktů byly použity dostupné fyzikálně chemické instrumentální metody (multinukleární NMR spektroskopie, monokrystalová rentgenová strukturní analýza, hmotnostní spektrometrie, infračervená spektroskopie a elementární analýza). K ověření možného praktického využití připravených molekulárních produktů jako prekurzorů anorganických materiálů byla u vybraných nově připravených látek provedena jejich termická analýza s následnou charakterizací vzniklých anorganických fází pomocí rentgenové práškové difrakční analýzy.

Abstract:

Submitted thesis deals with synthesis and analytical characterization of new organically modified molecular phosphates of aluminum, titanium, zirconium, and zinc as potential precursors for nonhydrolytic synthesis of corresponding metallophosphates or hybrid frameworks. With this aim reactions of trimethylsilyl derivatives of phosphoric acid with suitable metallorganic or organometallic compounds of Al, Ti, Zr, and Zn have been studied. Sensitivity of starting compounds to moisture and oxygen required performing the reactions under dry inert atmosphere in nonaqueous organic solvents. Reactions of OP(OH)(OSiMe3)2 and OP(OSiMe3)3 with alkyls, alkoxides, and amides of selected metals provided 15 new compounds. Available instrumental analytical methods – multinuclear NMR spectroscopy, single-crystal X-ray diffraction structural analysis, mass spectrometry, IR spectroscopy, elemental analysis were employed for monitoring of reaction courses and physico-chemical characterization of obtained molecular metallophosphates. Thermal behaviour of selected molecular products followed by PXRD analysis of resulting inorganic phases was performed to examine potential applications of preapared products as molecular precursors of metallophosphate materials.

Keywords

molekulární fosforečnany kovů, trimethylsilyl deriváty kyseliny fosforečné, organohlinité sloučeniny, alkoxidy titaničité a zirkoničité, bis(trimethylsilyl)amid zinečnatý

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 6. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 20. 6. 2014
• Supervisor: prof. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D.
• Reader: RNDr. Miloš Černík, CSc., prof. RNDr. Jiří Kameníček, Ph.D., doc. RNDr. Zdeněk Mička, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Chemistry (4-years) / Inorganic Chemistry