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Crystalline bilayers unzipped and rezipped: solid-state reaction cycle of a metal–organic framework with triple rearrangement of intralayer bonds

  • We present a series of remarkable structural transformations for a family of layered metal–organic frameworks (MOFs) in a three-step solid-state reaction cycle. The cycle represents new dynamic behavior of 2D coordination polymers and involves the sequence of reactions: {[Mn2(ina)4(H2O)2]·2EtOH}n (JUK-1) → {(NH4)2[Mn(ina)2(NCS)2]}n·xH2O (JUK-2) → {[Mn2(ina)2(Hina)2(NCS)2]}n (JUK-3) → JUK-1 (Hina = isonicotinic acid), each accompanied by rearrangement of intralayer coordination bonds and each induced by a different external stimulus. In situ investigation of the first step of the cycle by combined synchrotron X-ray diffraction and Raman spectroscopy reveals direct mechanochemical unzipping of JUK-1 bilayers to respective JUK-2 layers with reaction rates dependent on the milling conditions. In contrast, the reverse zipping of JUK-2 layers involves two steps and proceeds through a new MOF (JUK-3) whose structure was elucidated by powder X-ray diffraction. Magnetic measurements confirmWe present a series of remarkable structural transformations for a family of layered metal–organic frameworks (MOFs) in a three-step solid-state reaction cycle. The cycle represents new dynamic behavior of 2D coordination polymers and involves the sequence of reactions: {[Mn2(ina)4(H2O)2]·2EtOH}n (JUK-1) → {(NH4)2[Mn(ina)2(NCS)2]}n·xH2O (JUK-2) → {[Mn2(ina)2(Hina)2(NCS)2]}n (JUK-3) → JUK-1 (Hina = isonicotinic acid), each accompanied by rearrangement of intralayer coordination bonds and each induced by a different external stimulus. In situ investigation of the first step of the cycle by combined synchrotron X-ray diffraction and Raman spectroscopy reveals direct mechanochemical unzipping of JUK-1 bilayers to respective JUK-2 layers with reaction rates dependent on the milling conditions. In contrast, the reverse zipping of JUK-2 layers involves two steps and proceeds through a new MOF (JUK-3) whose structure was elucidated by powder X-ray diffraction. Magnetic measurements confirm conversions of manganese nodes in the reaction cycle. The findings indicate the possibility of developing coordination-based assemblies with large structural responses for use in smart stimuli-responsive systems and sensor technologies.zeige mehrzeige weniger

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  • Crystencomm_2017montoga.pdf
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Autor*innen:D. Matoga, K. Roztocki, Manuel Wilke, Franziska EmmerlingORCiD, M. Oszajca, M. Fitta, M. Bałanda
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):CrystEngComm
Jahr der Erstveröffentlichung:2017
Jahrgang/Band:19
Erste Seite:2987
Letzte Seite:2995
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:In situ; MOF; Mechanochemistry; XRD
DOI:10.1039/C7CE00655A
URL:http://pubs.rsc.org/is/content/articlehtml/2017/ce/c7ce00655a
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:22.08.2017
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:22.08.2017
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