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Stable Multiresponsive Luminescent MOF for Colorimetric Detection of Small Molecules in Selective and Reversible Manner
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2015-07-23 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b01773 Sajal Khatua 1 , Soumyabrata Goswami 1 , Soumava Biswas 1 , Kapil Tomar 1 , Himanshu Sekhar Jena 1 , Sanjit Konar 1
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2015-07-23 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b01773 Sajal Khatua 1 , Soumyabrata Goswami 1 , Soumava Biswas 1 , Kapil Tomar 1 , Himanshu Sekhar Jena 1 , Sanjit Konar 1
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A novel Cu(I)-based two-dimensional (2D, 44 net) metal–organic framework (MOF) [Cu(L)(I)]2n·2nDMF·nMeCN (1); L = 4′-(4-methoxyphenyl)-4,2′:6′,4″-terpyridine; DMF = N,N-dimethylformamide, MeCN = acetonitrile) has been synthesized and found to behave as a colorimetric detector for the widest variety of small molecules such as different solvents, halobenzenes, N-heterocycles, amine, and nitroaromatic explosives all in vapor phase through a single crystal to single crystal (SCSC) transformation. The 2D 44 nets are interdigitated with each other to form a supramolecular 3D MOF having 1D pore. The interdigitated layers are stabilized by π···π interactions and CH···π interactions and provide extreme stability up to 380 °C. Interestingly, all guest exchange and encapsulation processes are reversible without loss of structural integrity. Positions of the guest molecules in the host–guest complex have been identified from the crystal structure and found to involve weak interactions with the framework. Notably, this is the first time for a report of any material which encapsulates such a large number of small molecules in the vapor phase from different chemical classes in SCSC fashion with visible color changes. Tests confirm the selectivity toward most polar molecule in a class. In the presence of guest molecules, the MOF exhibits a blue shift in fluorescence emission spectra and the extent of the blue shift is appreciably high. It also shows high selectivity toward diethylamine (dea) among N-heterocycles, amine, and highly explosive trinitrophenol (TNP) among nitroaromatic explosives as revealed from concurrent luminescence quenching in solution. Finally, the MOF represents one of the best hosts reported so far having extreme stability and selectivity and meets the benchmark of reversibility for material applications.
中文翻译：
用于选择性和可逆方式比色检测小分子的稳定多响应发光MOF
一种新颖的基于铜（I）的二维（2D，4 4净）金属有机骨架（MOF）[Cu（L）（I）] 2 n ·2 n DMF· n MeCN（1）; L = 4'-（4-甲氧基苯基）-4,2'：6'，4''-吡啶; 已合成出DMF = N，N-二甲基甲酰胺，MeCN =乙腈），可作为比色检测器，用于检测各种气相中的各种小分子，例如不同的溶剂，卤代苯，N-杂环，胺和硝基芳族炸药通过单晶向单晶（SCSC）的转化。2D 4 4网彼此交叉以形成具有一维孔的超分子3D MOF。叉指层通过π··π相互作用和CH···π相互作用而稳定，并提供高达380°C的极高稳定性。有趣的是，所有来宾交换和封装过程都是可逆的，而不会损失结构完整性。客体分子在客体-客体复合物中的位置已从晶体结构中鉴定出来，并发现与骨架之间的相互作用较弱。值得注意的是，这是首次报道任何材料以SCSC方式封装来自不同化学类别的如此大量汽相中的小分子并具有明显的颜色变化的材料。测试证实了一类对大多数极性分子的选择性。在客体分子存在的情况下，MOF在荧光发射光谱中表现出蓝移，并且蓝移的程度相当高。从溶液中的同时发光猝灭可以看出，它还显示出对N-杂环，胺和硝基芳族炸药中的高爆炸性三硝基苯酚（TNP）的高选择性，对二乙胺（dea）具有选择性。最后，MOF代表了迄今为止报道的最好的宿主之一，具有极高的稳定性和选择性，并符合材料应用可逆性的基准。
更新日期：2015-07-23
中文翻译：
用于选择性和可逆方式比色检测小分子的稳定多响应发光MOF
一种新颖的基于铜（I）的二维（2D，4 4净）金属有机骨架（MOF）[Cu（L）（I）] 2 n ·2 n DMF· n MeCN（1）; L = 4'-（4-甲氧基苯基）-4,2'：6'，4''-吡啶; 已合成出DMF = N，N-二甲基甲酰胺，MeCN =乙腈），可作为比色检测器，用于检测各种气相中的各种小分子，例如不同的溶剂，卤代苯，N-杂环，胺和硝基芳族炸药通过单晶向单晶（SCSC）的转化。2D 4 4网彼此交叉以形成具有一维孔的超分子3D MOF。叉指层通过π··π相互作用和CH···π相互作用而稳定，并提供高达380°C的极高稳定性。有趣的是，所有来宾交换和封装过程都是可逆的，而不会损失结构完整性。客体分子在客体-客体复合物中的位置已从晶体结构中鉴定出来，并发现与骨架之间的相互作用较弱。值得注意的是，这是首次报道任何材料以SCSC方式封装来自不同化学类别的如此大量汽相中的小分子并具有明显的颜色变化的材料。测试证实了一类对大多数极性分子的选择性。在客体分子存在的情况下，MOF在荧光发射光谱中表现出蓝移，并且蓝移的程度相当高。从溶液中的同时发光猝灭可以看出，它还显示出对N-杂环，胺和硝基芳族炸药中的高爆炸性三硝基苯酚（TNP）的高选择性，对二乙胺（dea）具有选择性。最后，MOF代表了迄今为止报道的最好的宿主之一，具有极高的稳定性和选择性，并符合材料应用可逆性的基准。
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