Crystal Design: Structure and Function, Volume 7

418 Pages·2003·8.141 MB·English

by  J.?M. Lehn(eds.)

Crystal Design: Structure and Function. Volume 7
Edited by Gautam R. Desiraju
Copyright  2003 John Wiley & Sons, Ltd.
ISBN: 0-470-84333-0
Crystal Design:
Structure and Function
Editorial Board
FoundingEditor
J.-M. Lehn, Colle`ge de France, Chimie des Interactions Mole´culaires, 11 Place
MarcelinBerthelot,75005Paris,France
Editors
C.J. Burrows, Office 3152 HEB, Department of Chemistry, University of Utah,
315S.1400East,RMDock,SaltLakeCity,UT84112,Utah,USA
G.R. Desiraju, University of Hyderabad, School of Chemistry, Hyderabad
500046,India
A.D. Hamilton, Yale University, Department of Chemistry, New Haven, CT
06520,USA
D. Hilvert, Laboratorium fu¨r Organische Chemie, ETH Zentrum, Universita¨ts-
strasse16,8092Zu¨rich,Switzerland
D.N. Reinhoudt, University of Twente, Faculty of Chemical Technology, P.O.
Box217,NL-7500AEEnschede,TheNetherlands
J.-P Sauvage, Universite´ Louis Pasteur, Institut le Bel, 4 Rue Blaise Pascal,
F-67070Strasbourg,France
FormerEditors
J.-P. Behr, Faculte´ de Pharmacie. Universite´ Louis Pasteur, Strasbourg, B.P. 24,
F-67401Illkirch,France
T. Kunitake, Kyushu University, Faculty of Engineering. Hakozaki, Fukuoka
812,Japan
Crystal Design:
Structure and
Function
Perspectives in
Supramolecular Chemistry
Volume 7
EDITED BY GAUTAM R. DESIRAJU
University of Hyderabad, Hyderabad, India
Copyright#2003 JohnWiley&SonsLtd,
TheAtrium,SouthernGate,Chichester,
WestSussexPO198SQ,England
Telephone((cid:135)44)1243779777
E-mail(forordersandcustomerserviceenquiries):[email protected]
VisitourHomePageonwww.wileyeurope.com
or www.wiley.com
AllRightsReserved.Nopartofthispublicationmaybereproduced,storedinaretrievalsystemor
transmittedinanyformorbyanymeans,electronic,mechanical,photocopying,recording,scanning
orotherwise,exceptunderthetermsoftheCopyright,DesignsandPatentsAct1988orunderthe
terms of a licence issued by the Copyright Licensing Agency Ltd, 90 Tottenham Court Road,
London W1T 4LP, UK, without the permission in writing of the Publisher. Requests to the
Publisher should be addressed to the Permissions Department, John Wiley & Sons Ltd, The
Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England, or e-mailed to
[email protected],orfaxedto((cid:135)44)1243770620.
This publication is designed to provide accurate and authoritative information in regard to the
subject matter covered. It is sold on the understanding that the Publisher is not engaged in
rendering professional services. If professional advice or other expert assistance is required, the
servicesofacompetentprofessionalshouldbesought.
OtherWileyEditorialOffices
JohnWiley&SonsInc.,111RiverStreet,Hoboken,NJ07030,USA
Jossey-Bass,989MarketStreet,SanFrancisco,CA94103–1741,USA
Wiley-VCHVerlagGmbH,Boschstr.12,D-69469Weinheim,Germany
JohnWiley&SonsAustraliaLtd,33ParkRoad,Milton,Queensland4064,Australia
John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd, 2 Clementi Loop #02–01, Jin Xing Distripark, Singapore
129809
JohnWiley&SonsCanadaLtd,22WorcesterRoad,Etobicoke,Ontario,CanadaM9W1L1
LibraryofCongressCataloging-in-PublicationData
Crystaldesign:structureandfunction/editedbyGautamR.Desiraju.
p.cm.–(Perspectivesinsupramolecularchemistry;v.6)
Includesbibliographicalreferencesandindexes.
ISBN0-470-84333-0(alk.paper)
1.Molecularcrystals.2.Crystalgrowth.3.Crystallography.I.Desiraju,G.R.
(GautamR.)II.Series.
QD921.C7872003
5480.5–dc21 2002193382
BritishLibraryCataloguinginPublicationData
AcataloguerecordforthisbookisavailablefromtheBritishLibrary
ISBN0470843330
Typesetin10/12ptTimesbyKolamInformationServicesPvt.Ltd,Pondicherry,India.
PrintedandboundinGreatBritainbyTJInternational,Padstow,Cornwall.
This book is printed on acid-free paper responsibly manufactured from sustainable forestry in
whichatleasttwotreesareplantedforeachoneusedforpaperproduction.
Contents
Contributors vii
Preface ix
1 HydrogenBondsinInorganicChemistry:
ApplicationtoCrystalDesign 1
LeeBrammer
2 MolecularRecognitionandSelf-Assembly
BetweenAminesandAlcohols(Supraminols) 77
RaffaeleSaladinoandStephenHanessian
3 VeryLargeSupramolecularCapsulesBasedon
HydrogenBonding 153
JerryL.Atwood,LeonardJ.BarbourandAgostonJerga
4 MolecularTectonics:MolecularNetworksBasedon
InclusionProcesses 177
JulienMartz,ErnestGraf,Andre´ DeCianandMirWaisHosseini
5 LayeredMaterialsbyDesign:2DCoordination
PolymericNetworksContainingLargeCavities/Channels 211
KumarBiradhaandMakotoFujita
vi Contents
6 TheConstructionofOne-,Two-andThree-Dimensional
Organic–InorganicHybridMaterialsfromMolecular
BuildingBlocks 241
RobertC.Finn,EricBurkholderandJonA.Zubieta
7 ARationalApproachfortheSelf-Assemblyof
MolecularBuildingBlocksintheFieldof
Molecule-BasedMagnetism 275
MelaniePilkingtonandSilvioDecurtins
8 Polymorphism,CrystalTransformationsandGas–SolidReactions 325
DarioBragaandFabriziaGrepioni
9 Solid–GasInteractionsBetweenSmallGaseous
MoleculesandTransitionMetalsintheSolidState.
TowardSensorApplications 375
MichelD.Meijer,RobertusJ.M.KleinGebbink
andGerardvanKoten
CumulativeAuthorIndex 387
CumulativeTitleIndex 393
Index 397
(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:4)(cid:2)(cid:5)(cid:9)
(cid:10)(cid:11)(cid:5)(cid:5)(cid:12) (cid:13)(cid:14) (cid:15)(cid:4)(cid:16)(cid:2)(cid:2)(cid:17)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:11)(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:16) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15) (cid:9)(cid:10) (cid:19)(cid:13)(cid:14)(cid:14)(cid:9)(cid:20)(cid:5)(cid:13)(cid:21)(cid:11)(cid:9)(cid:22)(cid:20)(cid:7)(cid:23)(cid:13)(cid:4)(cid:16)
(cid:11)(cid:9)(cid:22)(cid:20)(cid:7)(cid:23)(cid:13)(cid:4)(cid:16)(cid:19)(cid:24)(cid:25)(cid:26)(cid:27)(cid:28)(cid:28)(cid:16)(cid:17)(cid:29)(cid:30)
(cid:13)(cid:11)(cid:2)(cid:3)(cid:19)(cid:5)(cid:17)(cid:10)(cid:14)(cid:20)(cid:19)(cid:5)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:5)(cid:18)(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6)(cid:9)(cid:10)(cid:11)(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:16)(cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15)(cid:9)(cid:10)(cid:19)(cid:13)(cid:14)(cid:14)(cid:9)(cid:20)(cid:5)(cid:13)(cid:21)(cid:11)(cid:9)(cid:22)(cid:20)(cid:7)(cid:23)(cid:13)(cid:4)(cid:16)
(cid:11)(cid:9)(cid:22)(cid:20)(cid:7)(cid:23)(cid:13)(cid:4)(cid:16)(cid:19)(cid:24)(cid:25)(cid:26)(cid:27)(cid:28)(cid:28)(cid:16)(cid:17)(cid:29)(cid:30)
(cid:21)(cid:8)(cid:22)(cid:19)(cid:5) (cid:20)(cid:6)(cid:5)(cid:19)(cid:17)(cid:23)(cid:19)(cid:18) (cid:31)(cid:5)(cid:4) (cid:20)(cid:4)(cid:6)(cid:2) (cid:29)!(cid:12)(cid:9)(cid:9)(cid:22) (cid:9)(cid:10) "(cid:8)#(cid:13)(cid:8)(cid:2)(cid:2)(cid:5)(cid:13)(cid:8)#(cid:16) $(cid:4)#(cid:9)(cid:15)(cid:4) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15)(cid:16) (cid:11)(cid:12)(cid:13)%(cid:20)(cid:14)(cid:4)%(cid:20)(cid:16)
$(cid:4)#(cid:9)(cid:15)(cid:4)&(cid:25)&(cid:21)’(cid:25)()(cid:16)*(cid:4)(cid:3)(cid:4)(cid:8)
(cid:24)(cid:19)(cid:5)(cid:6)(cid:2) (cid:20)(cid:5)(cid:19)(cid:25)(cid:19)(cid:18) (cid:1)(cid:13)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:13)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6)(cid:9) (cid:13) (cid:11)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:13)!(cid:4) ++(cid:31), (cid:11)(cid:13)(cid:4)(cid:7)(cid:13)!(cid:13)(cid:4)(cid:8)--(cid:16) .(cid:13)(cid:4) /, (cid:29)(cid:2)(cid:22)(cid:7)(cid:13) (cid:27)(cid:16) 01&((cid:28)(cid:27)(cid:25)(cid:16)
2(cid:9)(cid:22)(cid:9)#(cid:8)(cid:4)(cid:16)0(cid:6)(cid:4)(cid:22)(cid:15)
(cid:13)(cid:11)(cid:11) (cid:20)(cid:5)(cid:19)(cid:22)(cid:22)(cid:11)(cid:5)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:11)(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:16) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15) (cid:9)(cid:10) (cid:29)(cid:12)(cid:2)(cid:10)3(cid:2)(cid:22) (cid:16) (cid:29)(cid:12)(cid:2)(cid:10)3(cid:2)(cid:22)
(cid:29))45/(cid:16)(cid:17)6
(cid:26)(cid:5)(cid:6)(cid:27) (cid:20)(cid:8)(cid:5)(cid:28)(cid:23)(cid:2)(cid:29)(cid:17)(cid:11)(cid:5)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:11)(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:16) (cid:29)(cid:15)(cid:5)(cid:4)!(cid:20)(cid:14)(cid:2) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15)(cid:16) (cid:29)(cid:15)(cid:5)(cid:4)!(cid:20)(cid:14)(cid:2)(cid:16) $7
(cid:28))(cid:27)&&(cid:16)(cid:17)(cid:29)(cid:30)
(cid:15)(cid:3)(cid:17)(cid:5)(cid:11)(cid:30) (cid:24)(cid:11) (cid:1)(cid:6)(cid:19)(cid:3)(cid:18) 8(cid:4)(cid:23)(cid:9)(cid:5)(cid:4)(cid:6)(cid:9)(cid:13)(cid:5)(cid:2) (cid:2) (cid:11)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:13)(cid:2) (cid:2) (cid:11)(cid:9)(cid:9)(cid:5) (cid:13)(cid:8)(cid:4)(cid:6)(cid:13)(cid:9)(cid:8) (cid:24)(cid:5)#(cid:4)(cid:8)(cid:13)9(cid:20)(cid:2)(cid:16) :(cid:2)!(cid:6)(cid:9)(cid:8)(cid:13)9(cid:20)(cid:2)
(cid:19)(cid:9)(cid:22)(cid:2);!(cid:20)(cid:22)(cid:4)(cid:13)(cid:5)(cid:2) (cid:2)(cid:14) (cid:29)(cid:9)(cid:22)(cid:13) (cid:2)(cid:14) <(cid:11)$=(cid:29) /=" (cid:27)&(cid:27))>(cid:16) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:2); 8(cid:9)(cid:20)(cid:13)(cid:14) ?(cid:4)(cid:14)(cid:6)(cid:2)(cid:20)(cid:5)(cid:16) 0(cid:8)(cid:14)(cid:6)(cid:13)(cid:6)(cid:20)(cid:6) 8(cid:2)
2(cid:2)(cid:22)(cid:16)/1(cid:25)4(4((cid:29)(cid:6)(cid:5)(cid:4)(cid:14)(cid:23)(cid:9)(cid:20)(cid:5)#(cid:16)/(cid:5)(cid:4)(cid:8)!(cid:2)
(cid:31)(cid:6)(cid:29) (cid:6)(cid:2)(cid:24)(cid:11)(cid:27)(cid:8)(cid:5)(cid:4)(cid:6)(cid:3)(cid:9)(cid:18)(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6)(cid:9)(cid:10)(cid:11)(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:4)(cid:8) 2(cid:13)(cid:9)!(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:16)(cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15)(cid:9)(cid:10)2(cid:2)(cid:5)(cid:8)(cid:2)(cid:16)
/(cid:5)(cid:2)(cid:13)(cid:2)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:4)(cid:14)(cid:14)(cid:2))(cid:16)(cid:11)51)((cid:28)(cid:27)2(cid:2)(cid:5)(cid:8)(cid:2)(cid:16)(cid:29)@(cid:13)(cid:6)A(cid:2)(cid:5)(cid:22)(cid:4)(cid:8)
!(cid:2)(cid:7)(cid:11)(cid:5)(cid:4) (cid:1)(cid:14) "(cid:6)(cid:3)(cid:3)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:11)(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:16) (cid:29)(cid:15)(cid:5)(cid:4)!(cid:20)(cid:14)(cid:2) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15)(cid:16) (cid:29)(cid:15)(cid:5)(cid:4)!(cid:20)(cid:14)(cid:2)(cid:16) $7
(cid:28))(cid:27)&&(cid:16)(cid:17)(cid:29)(cid:30)
(cid:18)(cid:13)(cid:13)(cid:13) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:4)(cid:2)(cid:5)(cid:9)
#(cid:19)(cid:28)(cid:2)(cid:4)(cid:2) "(cid:8)$(cid:6)(cid:4)(cid:19)(cid:18) (cid:31)(cid:5)(cid:4) (cid:20)(cid:4)(cid:6)(cid:2) (cid:29)!(cid:12)(cid:9)(cid:9)(cid:22) (cid:9)(cid:10) "(cid:8)#(cid:13)(cid:8)(cid:2)(cid:2)(cid:5)(cid:13)(cid:8)#(cid:16) $(cid:4)#(cid:9)(cid:15)(cid:4) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15)(cid:16) (cid:11)(cid:12)(cid:13)%(cid:20)(cid:14)(cid:4)%(cid:20)(cid:16)
$(cid:4)#(cid:9)(cid:15)(cid:4)&(cid:25)&(cid:21)’(cid:25)()(cid:16)*(cid:4)(cid:3)(cid:4)(cid:8)
(cid:26)(cid:5)(cid:3)(cid:11)(cid:9)(cid:4) %(cid:5)(cid:19)&(cid:18) 8(cid:4)(cid:23)(cid:9)(cid:5)(cid:4)(cid:6)(cid:9)(cid:13)(cid:5)(cid:2) (cid:2) (cid:11)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:13)(cid:2) (cid:2) (cid:11)(cid:9)(cid:9)(cid:5) (cid:13)(cid:8)(cid:4)(cid:6)(cid:13)(cid:9)(cid:8) (cid:24)(cid:5)#(cid:4)(cid:8)(cid:13)9(cid:20)(cid:2)(cid:16) :(cid:2)!(cid:6)(cid:9)(cid:8)(cid:13)9(cid:20)(cid:2)
(cid:19)(cid:9)(cid:22)(cid:2);!(cid:20)(cid:22)(cid:4)(cid:13)(cid:5)(cid:2) (cid:2)(cid:14) (cid:29)(cid:9)(cid:22)(cid:13) (cid:2)(cid:14) <(cid:11)$=(cid:29) /=" (cid:27)&(cid:27))>(cid:16) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:2); 8(cid:9)(cid:20)(cid:13)(cid:14) ?(cid:4)(cid:14)(cid:6)(cid:2)(cid:20)(cid:5)(cid:16) 0(cid:8)(cid:14)(cid:6)(cid:13)(cid:6)(cid:20)(cid:6) 8(cid:2)
2(cid:2)(cid:22)(cid:16)/1(cid:25)4(4((cid:29)(cid:6)(cid:5)(cid:4)(cid:14)(cid:23)(cid:9)(cid:20)(cid:5)#(cid:16)/(cid:5)(cid:4)(cid:8)!(cid:2)
"(cid:19)(cid:7)(cid:5)(cid:6)’(cid:6)(cid:19)%(cid:5)(cid:11)((cid:6)(cid:2)(cid:3)(cid:6)(cid:18)(cid:1)(cid:13)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:13)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6)(cid:9) (cid:13)(cid:11)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:13)!(cid:4)(cid:16).(cid:13)(cid:4).(cid:13)(cid:2)(cid:8)(cid:8)(cid:4)(cid:27)(cid:16)01(4(cid:28)(((cid:16)(cid:29)(cid:4)(cid:14)(cid:14)(cid:4)(cid:5)(cid:13)(cid:16)0(cid:6)(cid:4)(cid:22)(cid:15)
(cid:31)(cid:4)(cid:11)((cid:23)(cid:11)(cid:3) )(cid:19)(cid:3)(cid:11)(cid:9)(cid:9)(cid:6)(cid:19)(cid:3)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:11)(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:16) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:2); (cid:2) (cid:19)(cid:9)(cid:8)(cid:6)(cid:5)(cid:2);(cid:4)(cid:22)(cid:16) (cid:11),?, (cid:25)(cid:28)(cid:27)’(cid:16)
(cid:29)(cid:20)!!,(cid:11)(cid:2)(cid:8)(cid:6)(cid:5)(cid:2)1.(cid:13)(cid:22)(cid:22)(cid:2)(cid:16)(cid:19)(cid:9)(cid:8)(cid:6)(cid:5)(cid:2);(cid:4)(cid:22)(cid:16)B(cid:11)(cid:16)5)(cid:11))*4(cid:16)(cid:11)(cid:4)(cid:8)(cid:4) (cid:4)
#(cid:6)(cid:5) *(cid:19)(cid:6)(cid:9) )(cid:2)(cid:9)(cid:9)(cid:11)(cid:6)(cid:3)(cid:6)(cid:18) 8(cid:4)(cid:23)(cid:9)(cid:5)(cid:4)(cid:6)(cid:9)(cid:13)(cid:5)(cid:2) (cid:2) (cid:11)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:13)(cid:2) (cid:2) (cid:11)(cid:9)(cid:9)(cid:5) (cid:13)(cid:8)(cid:4)(cid:6)(cid:13)(cid:9)(cid:8) (cid:24)(cid:5)#(cid:4)(cid:8)(cid:13)9(cid:20)(cid:2)(cid:16) :(cid:2)!(cid:6)(cid:9)(cid:8)(cid:13)1
9(cid:20)(cid:2)(cid:19)(cid:9)(cid:22)(cid:2);!(cid:20)(cid:22)(cid:4)(cid:13)(cid:5)(cid:2) (cid:2)(cid:14)(cid:29)(cid:9)(cid:22)(cid:13) (cid:2)(cid:14)<(cid:11)$=(cid:29)/="(cid:27)&(cid:27))>(cid:16)(cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:2); 8(cid:9)(cid:20)(cid:13)(cid:14)?(cid:4)(cid:14)(cid:6)(cid:2)(cid:20)(cid:5)(cid:16)0(cid:8)(cid:14)(cid:6)(cid:13)(cid:6)(cid:20)(cid:6)
8(cid:2)2(cid:2)(cid:22)(cid:16)/1(cid:25)4(4((cid:29)(cid:6)(cid:5)(cid:4)(cid:14)(cid:23)(cid:9)(cid:20)(cid:5)#(cid:16)/(cid:5)(cid:4)(cid:8)!(cid:2)
(cid:15)(cid:25)(cid:2)(cid:9)(cid:4)(cid:2)(cid:3) (cid:10)(cid:11)(cid:5)(cid:25)(cid:19)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:11)(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:16) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15) (cid:9)(cid:10) (cid:19)(cid:13)(cid:14)(cid:14)(cid:9)(cid:20)(cid:5)(cid:13)(cid:21)(cid:11)(cid:9)(cid:22)(cid:20)(cid:7)(cid:23)(cid:13)(cid:4)(cid:16)
(cid:11)(cid:9)(cid:22)(cid:20)(cid:7)(cid:23)(cid:13)(cid:4)(cid:16)(cid:19)(cid:24)(cid:25)(cid:26)(cid:27)(cid:28)(cid:28)(cid:16)(cid:17)(cid:29)(cid:30)
!(cid:2)(cid:7)(cid:11)(cid:5)(cid:4)(cid:8)(cid:9) (cid:10)(cid:14) #(cid:14) (cid:21)(cid:29)(cid:11)(cid:6)(cid:3) %(cid:11)(cid:7)(cid:7)(cid:6)(cid:3)(cid:28)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:19)(cid:2)(cid:6)(cid:4)(cid:22)1(cid:19)(cid:2) (cid:13)(cid:4)(cid:6)(cid:2) (cid:29)(cid:15)(cid:8)(cid:6)(cid:12)(cid:2)(cid:14)(cid:13)(cid:14)(cid:16) (cid:1)(cid:2)(cid:23)(cid:15)(cid:2)
0(cid:8)(cid:14)(cid:6)(cid:13)(cid:6)(cid:20)(cid:6)(cid:2)(cid:16)(cid:17)(cid:6)(cid:5)(cid:2)!(cid:12)(cid:6)(cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15)(cid:16)?(cid:4) (cid:20)(cid:4)(cid:22)(cid:4)(cid:4)(cid:8)’(cid:16))(cid:26)’&(cid:11)5(cid:17)(cid:6)(cid:5)(cid:2)!(cid:12)(cid:6)(cid:16):(cid:12)(cid:2)$(cid:2)(cid:6)(cid:12)(cid:2)(cid:5)(cid:22)(cid:4)(cid:8) (cid:14)
(cid:10)(cid:8)(cid:29)(cid:6)(cid:11)(cid:3) #(cid:19)(cid:5)(cid:4)’(cid:18) 8(cid:4)(cid:23)(cid:9)(cid:5)(cid:4)(cid:6)(cid:9)(cid:13)(cid:5)(cid:2) (cid:2) (cid:11)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:13)(cid:2) (cid:2) (cid:11)(cid:9)(cid:9)(cid:5) (cid:13)(cid:8)(cid:4)(cid:6)(cid:13)(cid:9)(cid:8) (cid:24)(cid:5)#(cid:4)(cid:8)(cid:13)9(cid:20)(cid:2)(cid:16) :(cid:2)!(cid:6)(cid:9)(cid:8)(cid:13)9(cid:20)(cid:2)
(cid:19)(cid:9)(cid:22)(cid:2);!(cid:20)(cid:22)(cid:4)(cid:13)(cid:5)(cid:2) (cid:2)(cid:14) (cid:29)(cid:9)(cid:22)(cid:13) (cid:2)(cid:14) <(cid:11)$=(cid:29) /=" (cid:27)&(cid:27))>(cid:16) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:2); 8(cid:9)(cid:20)(cid:13)(cid:14) ?(cid:4)(cid:14)(cid:6)(cid:2)(cid:20)(cid:5)(cid:16) 0(cid:8)(cid:14)(cid:6)(cid:13)(cid:6)(cid:20)(cid:6) 8(cid:2)
2(cid:2)(cid:22)(cid:16)/1(cid:25)4(4((cid:29)(cid:6)(cid:5)(cid:4)(cid:14)(cid:23)(cid:9)(cid:20)(cid:5)#(cid:16)/(cid:5)(cid:4)(cid:8)!(cid:2)
#(cid:6)(cid:27)(cid:23)(cid:11)(cid:29) (cid:24)(cid:14) #(cid:11)(cid:6)$(cid:11)(cid:5)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:19)(cid:2)(cid:6)(cid:4)(cid:22)1(cid:19)(cid:2) (cid:13)(cid:4)(cid:6)(cid:2) (cid:29)(cid:15)(cid:8)(cid:6)(cid:12)(cid:2)(cid:14)(cid:13)(cid:14)(cid:16) (cid:1)(cid:2)(cid:23)(cid:15)(cid:2) 0(cid:8)(cid:14)(cid:6)(cid:13)(cid:6)(cid:20)(cid:6)(cid:2)(cid:16)
(cid:17)(cid:6)(cid:5)(cid:2)!(cid:12)(cid:6)(cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15)(cid:16)?(cid:4) (cid:20)(cid:4)(cid:22)(cid:4)(cid:4)(cid:8)’(cid:16))(cid:26)’&(cid:11)5(cid:17)(cid:6)(cid:5)(cid:2)!(cid:12)(cid:6)(cid:16):(cid:12)(cid:2)$(cid:2)(cid:6)(cid:12)(cid:2)(cid:5)(cid:22)(cid:4)(cid:8) (cid:14)
#(cid:11)(cid:29)(cid:19)(cid:3)(cid:6)(cid:11) +(cid:6)(cid:29)(cid:28)(cid:6)(cid:3)(cid:25)(cid:4)(cid:2)(cid:3)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:11)(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15) (cid:4)(cid:8) 2(cid:13)(cid:9)!(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:16) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15) (cid:9)(cid:10)
2(cid:2)(cid:5)(cid:8)(cid:2)(cid:16)/(cid:5)(cid:2)(cid:13)(cid:2)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:4)(cid:14)(cid:14)(cid:2))(cid:16)(cid:11)51)((cid:28)(cid:27)2(cid:2)(cid:5)(cid:8)(cid:2)(cid:16)(cid:29)@(cid:13)(cid:6)A(cid:2)(cid:5)(cid:22)(cid:4)(cid:8)
!(cid:19)&&(cid:19)(cid:11)(cid:29)(cid:11) (cid:31)(cid:19)(cid:29)(cid:19)(cid:17)(cid:6)(cid:3)(cid:2)(cid:18) (cid:1)(cid:13)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:13)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6)(cid:9) (cid:13) (cid:30)#(cid:5)(cid:13)(cid:23)(cid:13)(cid:9)(cid:22)(cid:9)#(cid:13)(cid:4) (cid:2) (cid:30)#(cid:5)(cid:9)!(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:13)!(cid:4)(cid:16) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:4)C (cid:2)#(cid:22)(cid:13)
(cid:29)(cid:6)(cid:20) (cid:13) (cid:2)(cid:22)(cid:22)(cid:4):(cid:20)(cid:14)!(cid:13)(cid:4)(cid:16).(cid:13)(cid:4)(cid:29),(cid:11)(cid:4)(cid:7)(cid:13)(cid:22)(cid:22)(cid:9) (cid:2)8(cid:13)(cid:22)(cid:22)(cid:13)(cid:14)(cid:16)(cid:14),(cid:8),!,(cid:16)((cid:28)(cid:28)((.(cid:13)(cid:6)(cid:2)(cid:5)(cid:23)(cid:9)(cid:16)0(cid:6)(cid:4)(cid:22)(cid:15)
%(cid:11)(cid:5)(cid:19)(cid:5)(cid:17) (cid:19)(cid:3) (cid:21)(cid:2)(cid:4)(cid:11)(cid:3)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:19)(cid:2)(cid:6)(cid:4)(cid:22)1(cid:19)(cid:2) (cid:13)(cid:4)(cid:6)(cid:2) (cid:29)(cid:15)(cid:8)(cid:6)(cid:12)(cid:2)(cid:14)(cid:13)(cid:14)(cid:16) (cid:1)(cid:2)(cid:23)(cid:15)(cid:2) 0(cid:8)(cid:14)(cid:6)(cid:13)(cid:6)(cid:20)(cid:6)(cid:2)(cid:16)
(cid:17)(cid:6)(cid:5)(cid:2)!(cid:12)(cid:6)(cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15)(cid:16)?(cid:4) (cid:20)(cid:4)(cid:22)(cid:4)(cid:4)(cid:8)’(cid:16))(cid:26)’&(cid:11)5(cid:17)(cid:6)(cid:5)(cid:2)!(cid:12)(cid:6)(cid:16):(cid:12)(cid:2)$(cid:2)(cid:6)(cid:12)(cid:2)(cid:5)(cid:22)(cid:4)(cid:8) (cid:14)
(cid:10)(cid:2)(cid:3) (cid:15)(cid:14) ,(cid:8)(cid:7)(cid:6)(cid:11)(cid:4)(cid:19)(cid:18) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:8)(cid:6) (cid:9)(cid:10) (cid:11)(cid:12)(cid:2)(cid:7)(cid:13)(cid:14)(cid:6)(cid:5)(cid:15)(cid:16) (cid:29)(cid:15)(cid:5)(cid:4)!(cid:20)(cid:14)(cid:2) (cid:17)(cid:8)(cid:13)(cid:18)(cid:2)(cid:5)(cid:14)(cid:13)(cid:6)(cid:15)(cid:16) (cid:29)(cid:15)(cid:5)(cid:4)!(cid:20)(cid:14)(cid:2)(cid:16) $7
(cid:28))(cid:27)&&(cid:16)(cid:17)(cid:29)(cid:30)
Preface
Supramolecularchemistry,orchemistrybeyondthemolecule,hasprovidedawide
canvas for a variety of studies of molecular materials in the solid state. The most
orderly manifestations of the solid state are single crystals, and the earlier volume
in this series with the present Editor, The Crystal as a Supramolecular Entity,
sought to establish that the crystal is the perfect example of a supramolecular
assembly, justifying as it were the earlier statements of Dunitz and Lehn in this
regard.
Six years down the line, the supramolecular paradigm has continued to supply
a reliable rubric for establishing the grammar of a new and rapidly growing
subject, crystal engineering. The present volume is about crystal engineering, or
design, and tries to establish connections between the structures of molecular
materials and their properties. Crystal engineering links the domains of intermo-
lecular interactions, crystal structures and crystal properties. Without interactions
there cannot be structures, and without worthwhile properties as a goal, there
cannot be sufficient reason for designing structures. In the process, many
advances have been made in fabricating the nuts and bolts of crystal engineering.
This is what is summarised in the present volume. So, if the earlier volume was
conceptual in its theme, the present one has more to do with methodology and
practice.
Amajorconclusionthatemergesfromthisworkisthegreatutilityofdefininga
crystal structure as a network. This is true for all varieties of molecular crystals
ranging from simple organics to labyrinthine coordination polymers that incorp-
orate both inorganic and organic components. I hesitate to use the term ‘building
block’ here, although several of the authors have done so, if only because in the
softest of molecular solids, namely the pure organics, the building blocks are
themselves pliable. This pliability is chemical rather than mechanical – a given
organic molecule presents many faces to its neighbours and the slightest of modi-
fications may mean that its recognition profile changes drastically. Accordingly,
x Preface
the term ‘building block’ is inappropriate for pure neutral organics, but it may be
employed with increasing degrees of confidence as the intermolecular interactions
become stronger and more directional. This, then, is the winning advantage of
coordination polymers. The well defined coordination environment around the
metal atom and the strong, directional nature of its interactions with the organic
ligands that surround it mean that not only may a coordination polymer be
designed reliably but also that its topological depiction as a network is the most
naturalone.
Ifcoordinationbondstometalcentresarerobustdesignelements,thehydrogen
bond or hydrogen bridge does not lag far behind. This master key of molecular
recognition combines strength with suppleness and can be employed in a great
many chemical situations. These interactions have been treated in some detail in
this volume, in their organic, inorganic and ionic variations. Every stage in the
development ofthe chemical scienceshas witnessedmuchprogress withrespect to
understanding hydrogen bonding and the supramolecular era is no exception. In
addition to its use as an exclusive design element, a hydrogen bond may be used
along with coordination bonds and even more precise structural control is
obtained. Such combinations of interactions are always more effective than single
interactions, however strong the latter may be. In the most favourable synergies,
supramolecular synthons are obtained that may used with the highest levels of
confidenceincrystalengineering.
Whatnowofproperties?Doescrystalengineeringloseitsinnatecharacterwhen
the designed materials do not have any obvious property? Surely not – for how
does one write a poem if one does not know how to arrange words together? The
grammar of crystal design is devilishly complex. Most crystal structures, even
thoseofcoordinationpolymers,arenotmodular.Thebuildingblockscontinueto
twist and turn and interaction interference is always a danger. This, then, is the
realgoalofthesubject–toidentifysystemsthataremodular,whereinafamilyof
related molecules will yield a family of related crystal structures. Hierarchy is still
elusive in most cases because of the supramolecular nature of the systems
employed, and with the further complication that crystallisation is a kinetically
controlled process rather than a thermodynamic one, issues of modularity and
hierarchy will be the most difficult challenges for the crystal engineer for some
time to come. Despite these limitations, and they are formidable ones, consider-
able progress has been made with respect to property design. The present volume
describes materials that act as sensors, catalysts, microporous substances and
molecular magnets. Polymorphism is addressed in this volume, although it is still
deemed by most to be too intractable an issue with respect to design of either
formorfunction.
Crystal engineering, which has now grown comfortably out of its organic
origins to include inorganic compounds within its ambit, will no doubt further
extend its scope from single crystals to micro- and nanocrystalline materials and
tocrystalsoflowerdimensionalities,andwiththisthetransitionfromstructureto