Перспективный N-донорный парамагнитный трехмерный лиганд и магнитный зонд на основе 4-пиридилзамещенного псевдоклатратохелата кобальта(II)

Комплексы переходных металлов с необычными координационными окружениями привлекают внимание исследователей для создания магнитноактивных переключаемых и спинтронных устройств. Недавно коллективом исследователей из Института элементорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (Москва), Института общей и неорганической химии им. Курнакова РАН (Москва) и Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (г. Черноголовка) был получен и детально исследован псевдоклатратнохелатный комплекс кобальта(II) с тригонально-призматической геометрией координационного центра, который благодаря свободному донорному атома азота в апикальном пиридиновом заместителе может быть использован в качестве перспективного парамагнитного трехмерного лиганда, а также ЯМР зонда в МРТ диагностике и структурной биологии.

Данный комплекс Co(II) получен методом темплатной конденсации 3-пиразолоксима в качестве хелатирующего лиганда и 4-пиридилбороновой кислоты в качестве сшивающего агента-кислоты Льюиса на ионах кобальта(II) в качестве матрицы. Структура комплекса с таким необычным лигандом, напоминающим «клетку» с шестью пиридилиденовыми группами на концах, ориентированными к вершинам тригональной призмы, была установлена методом РСА в сочетании с другими физико-химическими методами: элементный анализ, MALDI-TOF, УФ- и ЯМР-спектроскопия и др.

Магнитометрические исследования в сочетании с высокоуровневыми ab initio SA-CASSCF/NEVPT2 квантовохимическими расчетами показали, что комплекс Co(II) обладает сильной одноосной магнитной анизотропией и демонстрирует свойства моноионного магнита, даже в отсутствии приложенного магнитного поля. Следует отметить, что из-за сильного непотушенного спин-орбитального момента, сохраняющегося из-за специфической координации центрального иона Co(II), описание магнитных свойств рассматриваемого комплекса с помощью спин-Гамильтониана не применимо, в работе был использован гамильтониан Гриффитса-Фиггиса, который позволяет обойти возникающее противоречие.

Svetlana A. Belova, Alexander S. Belov, Margarita G. Bugaenko, Anastasia A. Danshina, Alexey I. Dmitriev, Mikhail V. Zhidkov, Denis V. Korchagin and  Yan Z. Voloshin // First pyridyl-terminated trigonal-prismatic cobalt(ii) cage-like complex as prospective N-donor highly paramagnetic three-dimensional ligand and probe† // Dalton Transactions, IF=3.5

https://doi.org/10.1039/D5DT00649J

Комплексы переходных металлов с необычными координационными окружениями привлекают внимание исследователей для создания магнитноактивных переключаемых и спинтронных устройств. Недавно коллективом исследователей из Института элементорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (Москва), Института общей и неорганической химии им. Курнакова РАН (Москва) и Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (г. Черноголовка) был получен и детально исследован псевдоклатратнохелатный комплекс кобальта(II) с тригонально-призматической геометрией координационного центра, который благодаря свободному донорному атома азота в апикальном пиридиновом заместителе может быть использован в качестве перспективного парамагнитного трехмерного лиганда, а также ЯМР зонда в МРТ диагностике и структурной биологии.

Данный комплекс Co(II) получен методом темплатной конденсации 3-пиразолоксима в качестве хелатирующего лиганда и 4-пиридилбороновой кислоты в качестве сшивающего агента-кислоты Льюиса на ионах кобальта(II) в качестве матрицы. Структура комплекса с таким необычным лигандом, напоминающим «клетку» с шестью пиридилиденовыми группами на концах, ориентированными к вершинам тригональной призмы, была установлена методом РСА в сочетании с другими физико-химическими методами: элементный анализ, MALDI-TOF, УФ- и ЯМР-спектроскопия и др.

Магнитометрические исследования в сочетании с высокоуровневыми ab initio SA-CASSCF/NEVPT2 квантовохимическими расчетами показали, что комплекс Co(II) обладает сильной одноосной магнитной анизотропией и демонстрирует свойства моноионного магнита, даже в отсутствии приложенного магнитного поля. Следует отметить, что из-за сильного непотушенного спин-орбитального момента, сохраняющегося из-за специфической координации центрального иона Co(II), описание магнитных свойств рассматриваемого комплекса с помощью спин-Гамильтониана не применимо, в работе был использован гамильтониан Гриффитса-Фиггиса, который позволяет обойти возникающее противоречие.

Svetlana A. Belova, Alexander S. Belov, Margarita G. Bugaenko, Anastasia A. Danshina, Alexey I. Dmitriev, Mikhail V. Zhidkov, Denis V. Korchagin and  Yan Z. Voloshin // First pyridyl-terminated trigonal-prismatic cobalt(ii) cage-like complex as prospective N-donor highly paramagnetic three-dimensional ligand and probe† // Dalton Transactions, IF=3.5

https://doi.org/10.1039/D5DT00649J