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Article

Published: 
 

Networked molecular cages as crystalline sponges for fullerenes and other guests


Yasuhide Inokuma1, 
Tatsuhiko Arai1 & 
Makoto Fujita1,2 

Nature Chemistry  volume 2, pages 780783 (2010)Cite this article  




11k Accesses
 


310 Citations
 


22Altmetric
 


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Subjects



Carbon nanotubes and fullerenes
Coordination chemistry
Inorganic chemistry
 




Abstract

Many molecular cages selectively bind guests in solution, but in the solid state close packing often prevents guest entry, which renders the cages inactive. We envisioned that coordination networks constructed from well-known molecular cages could transfer the richness of solution-state hostguest chemistry into the solid state. We report a crystalline coordination network generated from an infinite array of octahedral M6L4 cage subunits (M = metal, L = ligand). This coordination network is a crystalline molecular sponge engineered on the molecular level and retains similar guest recognition properties to those found in solution. The network crystallinity is robust and thus X-ray diffraction analysis can be used to unambiguously observe single-crystal to single-crystal guest inclusion. The void spaces define alternating M12L8 and M12L24 cuboctahedral molecular cages and these large cages absorb up to 35 weight per cent of C60 or C70 by simply soaking the crystals in a toluene solution of the fullerene. When the crystals are immersed in fullerene mixtures, C70 is preferentially absorbed.