Cyano-bridged Re6Q8 (Q = S, Se) cluster-cobalt(II) framework materials: Versatile solid chemical sensors

Journal of the American Chemical Society

Volumn 122, Issue 12, 2000, Pages 2763-2772

  Beauvais, Laurance G ^a   Shores, Matthew P ^a   Long, Jeffrey R ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALCOHOL; COBALT COMPLEX; METHANOL; PROPANOL; SOLVENT; WATER;

AQUEOUS SOLUTION; ARTICLE; CHEMICAL PHENOMENA; CHEMICAL REACTION; COLOR; CRYSTAL STRUCTURE; GEOMETRY; MATERIALS; POROSITY; SENSOR; SOLID; SPECTROSCOPY; THERMOGRAVIMETRY; X RAY CRYSTALLOGRAPHY; X RAY POWDER DIFFRACTION;

EID: 0034728555     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja994186h     Document Type: Article

References (86)

1. (a) Hoskins, B. F.; Robson, R. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1546.
2. (b) Zaworotko, M. J. Chem. Soc. Rev. 1994, 283.
3. (c) Moore, J. S.; Lee, S. Chem. Ind. 1994, 556.
4. (d) Ward, M. D. Nature 1995, 374, 764.
5. (e) Bowes, C. L.; Ozin, G. A. Adv. Mater. 1996, 8, 13 and references therein.
6. Fujita, M.; Kwon, Y. J.; Washizu, S.; Ogura, K. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 1151.
7. (a) Boxhoorn, G.; Moolhuysen, J.; Coolegem, J. G. F.; van Santen, R. A. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1985, 1305.
8. (b) Yaghi, O. M.; Davis, C. E.; Li, G.; Li, H. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 2861.
9. (c) Li, H.; Davis, C. E.; Groy, T. L.; Kelley, D. G.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 2186.
10. Shores, M. P.; Beauvais, L. G.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 775.
11. Shores, M. P.; Beauvais, L. G.; Long, J. R Inorg. Chem. 1999, 38, 1648.
12. Selected references: (a) Manriquez, J. M.; Yee, G. T.; McLean, R. S.; Epstein, A. J.; Miller, J. S. Science 1991, 252, 1415. (b) Real, J. A.; Munno, G. D.; Muñoz, M. C.; Julve, M. Inorg. Chem. 1991, 30, 2701. (c) Mallah, T.; Thiébaut, S.; Verdaguer, M.; Veillet, P. Science 1993, 262, 1554. (d) Entley, W. R.; Girolami, G. S. Science 1995, 268, 397. (e) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 271, 49. (f) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 272, 704. (g) Mathonière, C.; Nuttall, C. J.; Carling, S. G.; Day, P. Inorg. Chem. 1996, 35, 1201. (h) Kahn, O.; Martinez, C. J. Science 1998, 279, 44. (i) Larionova, J.; Clérac, R.; Sanchiz, J.; Kahn, O.; Golhen, S.; Ouahab, L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13088. (j) Ohkoshi, S.; Abe, Y.; Fujishima, A.; Hashimoto, K. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1285.
13. Selected references: (a) Manriquez, J. M.; Yee, G. T.; McLean, R. S.; Epstein, A. J.; Miller, J. S. Science 1991, 252, 1415. (b) Real, J. A.; Munno, G. D.; Muñoz, M. C.; Julve, M. Inorg. Chem. 1991, 30, 2701. (c) Mallah, T.; Thiébaut, S.; Verdaguer, M.; Veillet, P. Science 1993, 262, 1554. (d) Entley, W. R.; Girolami, G. S. Science 1995, 268, 397. (e) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 271, 49. (f) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 272, 704. (g) Mathonière, C.; Nuttall, C. J.; Carling, S. G.; Day, P. Inorg. Chem. 1996, 35, 1201. (h) Kahn, O.; Martinez, C. J. Science 1998, 279, 44. (i) Larionova, J.; Clérac, R.; Sanchiz, J.; Kahn, O.; Golhen, S.; Ouahab, L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13088. (j) Ohkoshi, S.; Abe, Y.; Fujishima, A.; Hashimoto, K. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1285.
14. Selected references: (a) Manriquez, J. M.; Yee, G. T.; McLean, R. S.; Epstein, A. J.; Miller, J. S. Science 1991, 252, 1415. (b) Real, J. A.; Munno, G. D.; Muñoz, M. C.; Julve, M. Inorg. Chem. 1991, 30, 2701. (c) Mallah, T.; Thiébaut, S.; Verdaguer, M.; Veillet, P. Science 1993, 262, 1554. (d) Entley, W. R.; Girolami, G. S. Science 1995, 268, 397. (e) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 271, 49. (f) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 272, 704. (g) Mathonière, C.; Nuttall, C. J.; Carling, S. G.; Day, P. Inorg. Chem. 1996, 35, 1201. (h) Kahn, O.; Martinez, C. J. Science 1998, 279, 44. (i) Larionova, J.; Clérac, R.; Sanchiz, J.; Kahn, O.; Golhen, S.; Ouahab, L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13088. (j) Ohkoshi, S.; Abe, Y.; Fujishima, A.; Hashimoto, K. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1285.
15. Selected references: (a) Manriquez, J. M.; Yee, G. T.; McLean, R. S.; Epstein, A. J.; Miller, J. S. Science 1991, 252, 1415. (b) Real, J. A.; Munno, G. D.; Muñoz, M. C.; Julve, M. Inorg. Chem. 1991, 30, 2701. (c) Mallah, T.; Thiébaut, S.; Verdaguer, M.; Veillet, P. Science 1993, 262, 1554. (d) Entley, W. R.; Girolami, G. S. Science 1995, 268, 397. (e) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 271, 49. (f) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 272, 704. (g) Mathonière, C.; Nuttall, C. J.; Carling, S. G.; Day, P. Inorg. Chem. 1996, 35, 1201. (h) Kahn, O.; Martinez, C. J. Science 1998, 279, 44. (i) Larionova, J.; Clérac, R.; Sanchiz, J.; Kahn, O.; Golhen, S.; Ouahab, L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13088. (j) Ohkoshi, S.; Abe, Y.; Fujishima, A.; Hashimoto, K. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1285.
16. Selected references: (a) Manriquez, J. M.; Yee, G. T.; McLean, R. S.; Epstein, A. J.; Miller, J. S. Science 1991, 252, 1415. (b) Real, J. A.; Munno, G. D.; Muñoz, M. C.; Julve, M. Inorg. Chem. 1991, 30, 2701. (c) Mallah, T.; Thiébaut, S.; Verdaguer, M.; Veillet, P. Science 1993, 262, 1554. (d) Entley, W. R.; Girolami, G. S. Science 1995, 268, 397. (e) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 271, 49. (f) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 272, 704. (g) Mathonière, C.; Nuttall, C. J.; Carling, S. G.; Day, P. Inorg. Chem. 1996, 35, 1201. (h) Kahn, O.; Martinez, C. J. Science 1998, 279, 44. (i) Larionova, J.; Clérac, R.; Sanchiz, J.; Kahn, O.; Golhen, S.; Ouahab, L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13088. (j) Ohkoshi, S.; Abe, Y.; Fujishima, A.; Hashimoto, K. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1285.
17. Selected references: (a) Manriquez, J. M.; Yee, G. T.; McLean, R. S.; Epstein, A. J.; Miller, J. S. Science 1991, 252, 1415. (b) Real, J. A.; Munno, G. D.; Muñoz, M. C.; Julve, M. Inorg. Chem. 1991, 30, 2701. (c) Mallah, T.; Thiébaut, S.; Verdaguer, M.; Veillet, P. Science 1993, 262, 1554. (d) Entley, W. R.; Girolami, G. S. Science 1995, 268, 397. (e) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 271, 49. (f) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 272, 704. (g) Mathonière, C.; Nuttall, C. J.; Carling, S. G.; Day, P. Inorg. Chem. 1996, 35, 1201. (h) Kahn, O.; Martinez, C. J. Science 1998, 279, 44. (i) Larionova, J.; Clérac, R.; Sanchiz, J.; Kahn, O.; Golhen, S.; Ouahab, L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13088. (j) Ohkoshi, S.; Abe, Y.; Fujishima, A.; Hashimoto, K. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1285.
18. Selected references: (a) Manriquez, J. M.; Yee, G. T.; McLean, R. S.; Epstein, A. J.; Miller, J. S. Science 1991, 252, 1415. (b) Real, J. A.; Munno, G. D.; Muñoz, M. C.; Julve, M. Inorg. Chem. 1991, 30, 2701. (c) Mallah, T.; Thiébaut, S.; Verdaguer, M.; Veillet, P. Science 1993, 262, 1554. (d) Entley, W. R.; Girolami, G. S. Science 1995, 268, 397. (e) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 271, 49. (f) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 272, 704. (g) Mathonière, C.; Nuttall, C. J.; Carling, S. G.; Day, P. Inorg. Chem. 1996, 35, 1201. (h) Kahn, O.; Martinez, C. J. Science 1998, 279, 44. (i) Larionova, J.; Clérac, R.; Sanchiz, J.; Kahn, O.; Golhen, S.; Ouahab, L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13088. (j) Ohkoshi, S.; Abe, Y.; Fujishima, A.; Hashimoto, K. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1285.
19. Selected references: (a) Manriquez, J. M.; Yee, G. T.; McLean, R. S.; Epstein, A. J.; Miller, J. S. Science 1991, 252, 1415. (b) Real, J. A.; Munno, G. D.; Muñoz, M. C.; Julve, M. Inorg. Chem. 1991, 30, 2701. (c) Mallah, T.; Thiébaut, S.; Verdaguer, M.; Veillet, P. Science 1993, 262, 1554. (d) Entley, W. R.; Girolami, G. S. Science 1995, 268, 397. (e) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 271, 49. (f) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 272, 704. (g) Mathonière, C.; Nuttall, C. J.; Carling, S. G.; Day, P. Inorg. Chem. 1996, 35, 1201. (h) Kahn, O.; Martinez, C. J. Science 1998, 279, 44. (i) Larionova, J.; Clérac, R.; Sanchiz, J.; Kahn, O.; Golhen, S.; Ouahab, L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13088. (j) Ohkoshi, S.; Abe, Y.; Fujishima, A.; Hashimoto, K. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1285.
20. Selected references: (a) Manriquez, J. M.; Yee, G. T.; McLean, R. S.; Epstein, A. J.; Miller, J. S. Science 1991, 252, 1415. (b) Real, J. A.; Munno, G. D.; Muñoz, M. C.; Julve, M. Inorg. Chem. 1991, 30, 2701. (c) Mallah, T.; Thiébaut, S.; Verdaguer, M.; Veillet, P. Science 1993, 262, 1554. (d) Entley, W. R.; Girolami, G. S. Science 1995, 268, 397. (e) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 271, 49. (f) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 272, 704. (g) Mathonière, C.; Nuttall, C. J.; Carling, S. G.; Day, P. Inorg. Chem. 1996, 35, 1201. (h) Kahn, O.; Martinez, C. J. Science 1998, 279, 44. (i) Larionova, J.; Clérac, R.; Sanchiz, J.; Kahn, O.; Golhen, S.; Ouahab, L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13088. (j) Ohkoshi, S.; Abe, Y.; Fujishima, A.; Hashimoto, K. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1285.
21. Selected references: (a) Manriquez, J. M.; Yee, G. T.; McLean, R. S.; Epstein, A. J.; Miller, J. S. Science 1991, 252, 1415. (b) Real, J. A.; Munno, G. D.; Muñoz, M. C.; Julve, M. Inorg. Chem. 1991, 30, 2701. (c) Mallah, T.; Thiébaut, S.; Verdaguer, M.; Veillet, P. Science 1993, 262, 1554. (d) Entley, W. R.; Girolami, G. S. Science 1995, 268, 397. (e) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 271, 49. (f) Sato, O.; Iyoda, T.; Fujishama, A.; Hashimoto, K. Science 1996, 272, 704. (g) Mathonière, C.; Nuttall, C. J.; Carling, S. G.; Day, P. Inorg. Chem. 1996, 35, 1201. (h) Kahn, O.; Martinez, C. J. Science 1998, 279, 44. (i) Larionova, J.; Clérac, R.; Sanchiz, J.; Kahn, O.; Golhen, S.; Ouahab, L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13088. (j) Ohkoshi, S.; Abe, Y.; Fujishima, A.; Hashimoto, K. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1285.
22. (a) Aumüller, A.; Erk, P.; Klebe, G.; Hünig, S.; von Schütz, J. U.; Werner, H.-P. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1986, 25, 740.
23. (b) Ermer, O. Adv. Mater. 1991, 3, 608.
24. (a) Bénard, S.; Yu, P.; Coradin, T.; Rivière, E.; Nakatani, K.; Clément, R. Adv. Mater. 1997, 9, 981.
25. (b) Huang, S. D.; Xiong, R.-G. Polyhedron 1997, 16, 3929.
26. (c) Lin, W.; Evans, O. R.; Xiong, R.-G.; Wang, Z. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13272.
27. (a) Exstrom, C. L.; Sowa, J. R.; Daws, C. A.; Janzen, D. E.; Mann, K. R. Chem. Mater. 1995, 7, 15.
28. (b) Daws, C. A.; Exstrom, C. L.; Sowa, J. R.; Mann, K. R. Chem. Mater. 1997, 9, 363.
29. (c) Buss, C. E.; Anderson, C. E.; Pomije, M. K.; Lutz, C. L.; Britton, D.; Mann, K. R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7783.
30. (d) Exstrom, C. L.; Pomije, M. K.; Mann, K. R. Chem. Mater. 1998, 10, 942.
31. Vickery, J. C.; Olmstead, M. M.; Fung, E. Y.; Balch, A. L. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 1179.
32. Mansour, M. A.; Connick, W. B.; Lachicotte, R. J.; Gysling, H. J.; Eisenberg, R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1329.
33. Evju, J. K.; Mann, K. R. Chem. Mater. 1999, 11, 1425.
34. Meinershagen, J. L.; Bein, T. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 448.
35. Reineke, T. M.; Eddaoudi, M.; Fehr, M.; Kelley, D.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1651.
36. Beauvais, L. G.; Shores, M. P.; Long, J. R. Chem. Mater. 1998, 10, 3783.
37. Mironov, Y. V.; Cody, J. A.; Albrecht-Schmitt, T. E.; Ibers, J. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 493.
38. Buser, H. J.; Schwarzenbach, D.; Petter, W.; Ludi, A. Inorg. Chem. 1977, 16, 2704.
39. Garnier, E.; Gravereau, P.; Hardy, A. Acta Crystallogr. 1982, B38, 1401.
40. Rüegg, M.; Ludi, A.; Rieder, K. Inorg. Chem. 1971, 10, 1773.
41. Bennett, M. V.; Shores, M. P.; Beauvais, L. G.; Long, J. R. Submitted for publication.
42. Naumov, N. G.; Virovets, A. V.; Sokolov, M. N.; Artemkina, S. B.; Fedorov, V. E. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1998, 37, 1943.
43. Larson, A. C.; von Dreele, R. B. GSAS: General Structure Analysis System; Los Alamos National Laboratory: Los Alamos, NM, 1990.
44. Thompson, P.; Cox, D. E.; Hastings, J. B. J. Appl. Crystallogr. 1987, 20, 79.
45. Finger, L. W.; Cox, D. E.; Jephcoat, A. P. J. Appl. Crystallogr. 1994, 27, 892.
46. Stephens, P. W. J. Appl. Crystallogr. 1999, 32, 281.
47. Note that the water content of the crystal pulled directly from the mother liquor is slightly higher than that of the air-dried product.
48. 15
49. (a) Rayner, J. H.; Powell, H. M. J. Chem. Soc. 1952, 319.
50. (b) Rayner, J. H.; Powell, H. M. J. Chem. Soc. 1958, 3412.
51. (a) Hänggi, G.; Schmalle, H.; Dubler, E. Acta Crystallogr. 1992, C48, 1008.
52. (b) Coucouvanis, D.; Reynolds, R. A.; Dunham, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 7570.
53. (c) Corkery, R. W.; Hockless, D. C. R. Acta Crystallogr. 1997, C53, 840.
54. Thewalt, U.; Zehnder, M. Helv. Chim. Acta 1977, 60, 2000.
55. Kitajima, N.; Hikichi, S.; Tanaka, M.; Moro-oka, Y. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5496.
56. Banci, L.; Bencini, A.; Benelli, C.; Gatteschi, D.; Zanchini, C. Struct. Bonding 1982, 52, 37.
57. Schöllhorn, H.; Thewalt, U.; Lippert, B. Inorg. Chim. Acta 1987, 135, 155.
58. (a) Eichelberger, H.; Majeste, R.; Surgi, R.; Trefonas, L.; Good, M. L.; Karraker, D. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 616.
59. (b) Morelock, M. M.; Good, M. L.; Trefonas, L. M.; Karraker, D.; Maleki, L.; Eichelberger, H. R.; Majeste, R.; Dodge, J. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 4858.
60. (c) Morelock, M. M.; Good, M. L.; Trefonas, L. M.; Majeste, R.; Karraker, D. G. Inorg. Chem. 1982, 21, 3044.
61. Smith, G.; O'Reilly, E. J.; Kennard, C. H. L. Aust. J. Chem. 1983, 36, 2175.
62. Erre, L. S.; Micera, G.; Cariati, F.; Ciani, G.; Sironi, A.; Kozlowski, H.; Baranowski, J. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1988, 363.
63. Glowiak, T.; Kozlowski, H.; Erre, L. S.; Gulinati, B.; Micera, G.; Pozzi, A.; Bruni, S. J. Coord. Chem. 1992, 25, 75.
64. (a) Komson, R. C; McPhail, A. T.; Mabbs, F. E.; Porter, J. K. J. Chem. Soc. A 1971, 3447.
65. (b) Battaglia, L. P.; Corradi, A. B.; Menabue, L. Inorg. Chem. 1983, 22, 3251.
66. Bruce, M. I.; Williams, M. L.; Skelton, B. W.; White, A. H. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1983, 799.
67. Graf, M.; Stoeckli-Evans, H.; Whitaker, C.; Marioni, P.-A.; Marty, W. Chimia 1993, 47, 202.
68. Nishikiori, S. J. Coord. Chem. 1996, 37, 23.
69. (a) Pauling, L. The Nature of the Chemical Bond; Cornell University Press: Ithaca, NY, 1948.
70. (b) Pimentel, G. C.; McClellan, A. L. The Hydrogen Bond; W. H. Freeman: San Francisco, 1960.
71. Seifer, G. B. Russ. J. Inorg. Chem. 1960, 5, 33.
72. Cartraud, P.; Cointot, A.; Renaud, A. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1981, 77, 1561.
73. This reversibility is due to the evaporation of solvent and reabsorption of water from the atmosphere. Subsequent thermogravimetric analyses confirm that the water content matches that in the original samples.
74. Long, J. R.; McCarty, L. S.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4603.
75. Lever, A. B. P. Inorganic Electronic Spectroscopy; Elsevier: Amsterdam, 1968.
76. Cotton, F. A.; Goodgame, M. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 1777.
77. Cotton, F. A.; Goodgame, D. M. L.; Goodgame, M.; Sacco, A. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 4157.
78. Cotton, F. A.; Wilkinson, G.; Murillo, C. A.; Bochmann, M. Advanced Inorganic Chemistry; Wiley: New York, 1999.
79. (a) Silber, H. B.; Murguia, M. A. Inorg. Chem. 1985, 24, 3794.
80. (b) Ishiguro, S.; Ozutsumi, K. Inorg. Chem. 1990, 29, 1117.
81. Brubaker, C. H.; Johnson, C. E. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 5037.
82. Ishiguro, S. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1997, 70, 1465.
83. Bradley, P. M.; Landmeyer, J. E.; Chapelle, F. H. Environ. Sci. Technol. 1999, 33, 1877.
84. (a) Birkelbach, F.; Winter, M.; Flörke, U.; Haupt, H.-J.; Butzlaff, C.; Lengen, M.; Bill, E.; Trautwein, A. X.; Wieghardt, K.; Chaudhuri, P. Inorg. Chem. 1994, 33, 3990.
85. (b) Mohanta, S.; Nanda, K. K.; Thompson, L. K.; Flörke, U.; Nag, K. Inorg. Chem. 1998, 37, 1465.
86. The sensing ability of just such a device was confirmed for tetrahydrofuran and diethyl ether in a nitrogen flow.