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Amine-templated assembly of metal-organic frameworks with attractive topologies

机译：胺模板组装具有吸引力拓扑结构的金属有机框架

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Seven new metal-organic frameworks (MOFs) have been synthesized using different organic amines as templates: [Cd(HBTC)(2)]center dot 2(HDETA)center dot 4(H2O) (1) (BTC = 1,3,5-benzenetricarboxylate and DETA = diethylenetriamine), [Cd-2(BTC)(2)(H2O)(2)]center dot 2(HCHA)center dot 2(EtOH)center dot 2(H2O) (CHA = cyclohexylamine) (2), [Cd-5(BTC)(4)Cl-4]center dot 4(HTEA)center dot 2(H3O) (TEA = triethylamine) (3), [Cd-3(BTC)(3)(H2O)] center dot (HTEA) center dot 2(H3O) (4), [Zn(BTC)(H2O)] center dot (HTPA) center dot (H2O) (TPA = tri-n-propylamine) (5), [Cd(BTC)] center dot (HTPA)center dot (H2O) (6), and [Cd-2(BTC)(HBTC)] center dot (HTBA) center dot (H2O) (TBA = tri-n-butylamine) (7). Topologically, the polymer 1 exhibits a two-dimensional (2D) Cd-HBTC network with (4 4) topology, which is a sql structure; the polymer 2 possesses a three-dimensional (3D) porous Cd-BTC framework with (4 center dot 6(2))(2)(4(2)center dot 6(10)center dot 8(3)) topology, which is a contorted rutile structure; polymer 3 exhibits a 3D open Cd-BTC architecture with (6(2)center dot 8(2)center dot 10(2))(2)(6(2)center dot 8(4))(6(3))(4) topology; polymer 4 is a 3D porous Cd-BTC network with. new (4 center dot 6(2))(2)(4(2)center dot 6(4)center dot 8(6)center dot 10(3))(6 center dot 8(2))(2)(6(2)center dot 8(4))(6(2)center dot 8(4))(2)(6(2)center dot 8)(2) topology; similar to 1, polymer 5 is a 2D Zn-BTC framework with (4 center dot 8(2)) topology; interestingly, polymer 6 possesses a 3D porous Cd-BTC architecture with the same topology as 2; polymer 7 shows a 3D open Cd-BTC framework with (6(3))(6(5)center dot 10) topology. In addition to the structures of polymers 1-7, their thermal stabilities, ion exchange properties, and nonbonding interaction energies, including H-bonding and van der Waals, have also been studied. Remarkably, those organic amine cations reside in the interlayer or channel space, playing important roles such as templating, space-filling, and charge-balancing agents. These studies would facilitate the exploration of novel MOFs with charming molecular topologies and multifunctional properties.
机译：已使用不同的有机胺作为模板合成了七个新的金属有机骨架（MOF）：[Cd（HBTC）（2）]中心点2（HDETA）中心点4（H2O）（1）（BTC = 1,3 5-苯三羧酸盐和DETA =二亚乙基三胺），[Cd-2（BTC）（2）（H2O）（2）]中心点2（HCHA）中心点2（EtOH）中心点2（H2O）（CHA =环己胺）（ 2），[Cd-5（BTC）（4）Cl-4]中心点4（HTEA）中心点2（H3O）（TEA =三乙胺）（3），[Cd-3（BTC）（3）（H2O ）]中心点（HTEA）中心点2（H3O）（4），[Zn（BTC）（H2O）]中心点（HTPA）中心点（H2O）（TPA =三正丙胺）（5），[ Cd（BTC）]中心点（HTPA）中心点（H2O）（6）和[Cd-2（BTC）（HBTC）]中心点（HTBA）中心点（H2O）（TBA =三正丁胺） （7）。拓扑上，聚合物1表现出具有（4 4）拓扑结构的二维（2D）Cd-HBTC网络，其是sql结构。聚合物2具有三维（3D）多孔Cd-BTC骨架，该骨架具有（4个中心点6（2））（2）（4（2）中心点6（10）中心点8（3））拓扑，是扭曲的金红石结构;聚合物3展示3D开放Cd-BTC体系结构，其中具有（6（2）中心点8（2）中心点10（2））（2）（6（2）中心点8（4））（6（3）） （4）拓扑;聚合物4是具有3D多孔Cd-BTC网络。新的（4个中心点6（2））（2）（4（2）中心点6（4）中心点8（6）中心点10（3））（6中心点8（2））（2）（ 6（2）中心点8（4））（6（2）中心点8（4））（2）（6（2）中心点8）（2）拓扑;与1类似，聚合物5是具有（4个中心点8（2））拓扑的2D Zn-BTC框架;有趣的是，聚合物6具有3D多孔Cd-BTC结构，其拓扑结构与2相同。聚合物7显示具有（6（3））（6（5）中心点10）拓扑的3D开放Cd-BTC框架。除了聚合物1-7的结构外，还研究了它们的热稳定性，离子交换特性和非键相互作用能，包括氢键和范德华力。值得注意的是，这些有机胺阳离子驻留在中间层或通道空间中，起着重要的作用，例如模板剂，空间填充剂和电荷平衡剂。这些研究将有助于探索具有迷人分子拓扑和多功能特性的新型MOF。

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