Octacyanidometallate ions of Re(V), Mo(V) and W(V) in construction of functional molecular magnets

Magnesy molekularne oparte na kompleksach metali lub rodnikach organicznych są atrakcyjną alternatywą dla powszechnie stosowanych magnesów opartych na metalach i tlenkach metali. Magnesy molekularne wykazują różnorakie właściwości magnetyczne, w tym uporządkowanie magnetyczne czy bistabilność spinowa, któremożna łączyć z innymi funkcjonalnościami, takimi jak chiralność czy luminescencja. Ciekawą grupą magnesówmolekularnych stanowią bimetaliczne sieci koordynacyjne, zbudowane z jonów oktacyjanometalanowych, [M(CN)8] n-(M = Mo, W, Re, Nb) połączonych z kompleksami metali bloku d i f. Celem pracy była synteza i charakterystykanowych magnetycznych sieci koordynacyjnych z udziałem oktacyjanometalanów, zwłaszcza z zastosowaniem słabopoznanego jonu [ReV(CN)8]3-. W ramach pracy otrzymano 9 układów koordynacyjnych: (a) warstwy koordynacyjneCs{[Fe(3-CNpy)2][Re(CN)8]}·H2O (3-CNpy = 3-cyjanopirydyna) wykazujące dwustopniowy efekt spin crossover(SCO), przełączalny temperaturą, światłem i ciśnieniem, (b) warstwy koordynacyjne {[Fe(4-phpy)4]3[Re(CN)8]2}∙nMeOH (4-phpy = 4-fenylopirydyna) wykazujące termiczny efekt SCO zależny od ilości rozpuszczalnika, (c)trójwymiarową sieć koordynacyjną {[Fe(4-benzpy)4]3[Re(CN)8]2}·nMeOH (4-benzpy = 4-benzylopirydyna), (d) serięanionowych łańcuchów koordynacyjnych (kat){[Co(L)4][W(CN)8]}·3H2O (kat = PPh4+, N(C4H9)4+; L = 4-phpy, 4-benzpy, 2,4’-bipirydyna), oraz (e) rodzinę helis koordynacyjnych {[Dy(4-mephen)(dmf)4][M(CN)8]}·0.5H2O (M=Re,W, Mo; 4-mephen = 4-metylo-1,10-fenantrolina) łączących luminescencję i efekt powolnej relaksacji magnetycznej.

Molecular magnets, based on metal complexes and organic radicals, are attractive alternative for commonly used permanent magnets built of metals and metal oxides. Molecular magnets exhibit diverse magnetic properties, including magnetic ordering or spin bistability. They can be combined with other physical features, such as chirality or luminescence. Of a special scientific interest are molecular magnets composed of bimetallic, coordination networks incorporating octacyanidomatallates [M(CN)8]n- (M = Mo, W, Re, Nb) bonded to complexes of d- and f-block metal ions. The aim of this work was to synthesize and characterize novel magnetic coordination frameworks with octacyanidometallates, especially with rarely employed [ReV(CN)8]3- ion. Within the presented work, we have obtained nine novel coordination networks: (a) Cs{[Fe(3-CNpy)2] [Re(CN)8]}·H2O (3-CNpy = 3-cyanopyridine) coordination layers exhibiting two-step spin crossover effect (SCO) switchable by temperature, light and pressure, (b) {[Fe(4-phpy)4]3[Re(CN)8]2}∙nMeOH (4-phpy = 4-phenylpyridine) coordination layers showing thermal SCO effect dependent on the number of crystallization solvent molecules, (c) three-dimensional {[Fe(4benzpy)4]3[Re(CN)8]2}·nMeOH (4-benzpy = 4-benzylpyridine) SCO coordination network, (d) series of anionic coordination (cat){[Co(L)4][W(CN)8]}·3H2O (cat = PPh4+, N(C4H9)4+; L = 4-phpy, 4-benzpy, 2,4’-bipyridine) chains, and (e) family of coordination {[Dy(4-mephen)(dmf)4][M(CN)8]}·0.5H2O (M=Re, W, Mo; 4-mephen = 4-methyl-1,10-phenanthroline) helices linking photoluminescence and slow magnetic relaxation effect.