An Organometallic Sandwich Lanthani

An Organometallic Sandwich Lanthanide Single-Ion Magnet with an
Unusual Multiple Relaxation Mechanism
Matthew Jeletic, Po-Heng Lin, Jennifer J. Le Roy, Ilia Korobkov, Serge I. Gorelsky, and Muralee Murugesu*
Chemistry Department and the Centre for Catalysis Research and Innovation, University of Ottawa, 10 Marie Curie, Ottawa, ON,
Canada K1N 6N5
bS Supporting Information
ABSTRACT: A dysprosium(III) sandwich complex,
[DyIII(COT00)2Li(THF)(DME)], was synthesized using
1,4-bis(trimethylsilyl)cyclooctatetraenyl dianion (COT00).
The complex behaves as a single-ion magnet and demonstrates
unusual multiple relaxation modes. The observed
relaxation pathways strongly depend on the applied static dc
fields.
Since discovering that Mn12OAc1 exhibits slow magnetic
relaxation intrinsic to magnetlike behavior, hundreds of
new coordination complexes have been reported as singlemolecule
magnets (SMMs).2 Such unique magnetic behavior
originates from a combination of a large spin ground state (S)
and uniaxial magnetic anisotropy (D). Single-ion magnets
(SIMs)3 represent a special class of magnetic molecules in which
slow relaxation of the magnetization arises from a single metal
center. Among the numerous reported mononuclear lanthanide
complexes, only a select few behave as SIMs.3an In such
molecules, although the total number of unpaired electrons is
limited, the intrinsic magnetic anisotropy can be significant and
has led to mononuclear complexes with remarkably high energy
barriers.3b,i In theory, isolating complexes with large D and
reduced rhombic anisotropy (E) leads to large energy barriers to
magnetization reversal.3km InSMMs and SIMs, reversal of the spin
occurs via a thermal pathway and/or a quantum tunneling of the
magnetization (QTM) pathway. Both the thermally activated and
quantum regimes are often clearly observed in lanthanide SIMs, but
multiple relaxation regimes are rare and not well understood. This is
mainly due to multiple energy levels close in energy providing
closely located spin-reversal pathways, leading to overlapping
relaxation mechanisms. Therefore, isolating complexes with welldefined
multiple relaxation modes is challenging. Moreover, controlling
themultiple relaxation pathways via an external stimulus (e.g.,
fields, light) would undoubtedly not only enhance our knowledge of
such unusual relaxation mechanisms but also provide new ways to
improve the properties of SMMs. Relaxation mechanism in SIMs
are often induced by the ligand field, as the coordinating ligands
directly influence the axial or rhombic terms.3km Therefore,
choosing an appropriate ligand system is key. Most reported SIMs
are coordination complexes, with only two examples of purely
organometallic structures.3i,p The magnetism of lanthanide metallocenes
is virtually unknown but provides a great platform for
studying ligand-field effects on magnetic properties.2a,3i,4
With this in mind, we focused our attention toward the
synthesis

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แม่เหล็กไอออนเดี่ยวแลนทาไนด์เป็นแซนด์วิช Organometallic ด้วยการผิดปกติพักผ่อนหลายกลไกMatthew Jeletic หลินปอเฮง เจนนิเฟอร์ J. เลอรอย Ilia Korobkov, Serge I. Gorelsky และ Murugesu Muralee *ภาควิชาเคมีและศูนย์วิจัยเร่งปฏิกิริยาและนวัตกรรม มหาวิทยาลัยออตตาวา 10 มารีกูรี ออตตาวา ONแคนาดา K1N 6N5ข้อมูลการสนับสนุน bSบทคัดย่อ: dysprosium(III) แซนวิซับซ้อน[DyIII(COT00)2Li(THF)(DME)], ถูกสังเคราะห์โดยใช้1,4-bis (trimethylsilyl) cyclooctatetraenyl dianion (COT00)เป็นไอออนเดี่ยวแม่เหล็กทำงานซับซ้อน และแสดงให้เห็นถึงปกติโหมดพักผ่อนหลาย การสังเกตมนต์เป็นอย่างยิ่งขึ้นอยู่กับ dc คงใช้เขตข้อมูลตั้งแต่ค้นพบว่า การจัดแสดง Mn12OAc1 ช้าแม่เหล็กintrinsic ลักษณะ magnetlike หลายร้อยของการพักผ่อนมีการรายงานสิ่งอำนวยความสะดวกประสานงานใหม่เป็น singlemoleculeแม่เหล็ก (SMMs) .2 พฤติกรรมดังกล่าวเฉพาะแม่เหล็กมีต้นกำเนิดจากการรวมกันของสถานะพื้นหมุนขนาดใหญ่ (S)และแม่เหล็ก uniaxial anisotropy (D) แม่เหล็กเดี่ยวไอออน(ซิมส์) 3 หมายถึงชั้นเรียนพิเศษของโมเลกุลแม่เหล็กที่ช้าผ่อนคลายของ magnetization ที่เกิดจากโลหะเดี่ยวศูนย์ ระหว่างแลนทาไนด์ mononuclear รายงานจำนวนมากคอมเพล็กซ์ เลือกไม่ทำงานเป็น SIMs.3a n ในดังกล่าวโมเลกุล แม้ว่าจำนวนอิเล็กตรอน unpairedจำกัด anisotropy แม่เหล็ก intrinsic สามารถอย่างมีนัยสำคัญ และได้นำไปคอมเพล็กซ์ mononuclear ด้วยพลังงานสูงต่าง ๆ มากมายbarriers.3b,i ทฤษฎี แยกคอมเพล็กซ์กับ D ขนาดใหญ่ และลดลงรอมบิก anisotropy (E) นำไปสู่อุปสรรคพลังงานขนาดใหญ่magnetization reversal.3k m InSMMs และเดอะซิมส์ ย้อนกลับของการหมุนเกิดขึ้นผ่านทางเดินร้อนหรือทันเนลเป็นควอนตัมของการmagnetization (QTM) ทางเดิน ทั้งที่แพเปิด และระบอบควอนตัมชัดเจนมักพบในแลนทาไนด์ซิมส์ แต่หลายเป็นระบอบหายาก และไม่รู้เรื่องดี นี่คือส่วนใหญ่เนื่องจากมีพลังงานหลาย ระดับปิดในการให้พลังงานหมุนกลับอยู่อย่างใกล้ชิดหลัก นำไปซ้อนทับกันกลไกการพักผ่อน ดังนั้น แยกคอมเพล็กซ์กับ welldefinedหลายเป็นโหมดท้าทายได้ นอกจากนี้ การควบคุมthemultiple เป็นหลักผ่านการกระตุ้นภายนอก (เช่นฟิลด์ แสง) จะไม่ต้องสงสัยไม่เพียงเพิ่มความรู้ของเรากลไกดังกล่าวเป็นเรื่องปกติ แต่ยัง มีวิธีการใหม่ ๆปรับปรุงคุณสมบัติของกลไก SMMs ผ่อนคลายในเดอะซิมส์มักจะเกิดจากลิแกนด์ฟิลด์ เป็น ligands ประสานm terms.3k แกน หรือรอมบิกดังนั้น ที่มีผลกระทบโดยตรงเลือกระบบที่มีลิแกนด์ที่เหมาะสมเป็นสำคัญ ส่วนใหญ่รายงานเดอะซิมส์กำลังประสานงานสิ่งอำนวยความสะดวก มีเพียงสองอย่างหมดจดorganometallic structures.3i,p เหล็กของ metallocenes แลนทาไนด์แทบไม่รู้จัก แต่ช่วยให้แพลตฟอร์มที่ดีสำหรับศึกษาผลลิแกนด์ฟิลด์แม่เหล็ก properties.2a,3i,4นี้ในจิตใจ เรามุ่งเน้นความสนใจของเราต่อการการสังเคราะห์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เป็นแซนวิชของแลนทาไนด์แม่เหล็กไอออนเดียวด้วย

ปกติกลไกการผ่อนคลายหลายแมทธิว jeletic โปเฮงหลิน , เจนนิเฟอร์ เจ เลรอย ilia korobkov เซิร์จ ฉัน gorelsky , และ muralee murugesu
เคมี ภาควิชาและศูนย์วิจัยการเร่งปฏิกิริยาและนวัตกรรมมหาวิทยาลัยออตตาวา , 10 มารีกูรี , ออตตาวา ,
k1n แคนาดา 6n5

เป็นข้อมูลสนับสนุนมาตรฐานดิสโพรเซียม ( III ) เป็นแซนด์วิชที่ซับซ้อน ,
[ dyiii ( cot00 ) 2li ( เตตระไฮโดรฟูแรน ( DME ) ] , สังเคราะห์ใช้
1,4-bis ( ไตรเมทิล cyclooctatetraenyl dianion ( cot00 ) .
ที่ ซับซ้อน ทำตัวเป็นแม่เหล็กไอออนเดี่ยวและโหมดการผ่อนคลายสาธิต
ผิดปกติหลายที่ สังเกตวิถีอย่างยิ่ง
ผ่อนคลายขึ้นอยู่กับใช้ไฟฟ้าสถิต DC

ตั้งแต่เขต พบว่า mn12oac1 แม่เหล็ก
แสดงช้าการพักผ่อนที่แท้จริงของพฤติกรรม magnetlike ร้อย
เชิงซ้อนการประสานงานใหม่ได้รับการรายงานเป็นแม่เหล็ก singlemolecule
( smms ) 2 . พฤติกรรมดังกล่าวเฉพาะแม่เหล็ก
เกิดจากการรวมกันของรัฐขนาดใหญ่ปั่นดิน ( s )
) และสนามแม่เหล็กในแกนเดียว ( D ) แม่เหล็กไอออนเดียว
( ซิมส์ ) 3 เป็นตัวแทนของชั้นเรียนพิเศษของโมเลกุลแม่เหล็กที่
ความผ่อนคลายที่ช้าของการสะกดจิตเกิดขึ้นจากศูนย์โลหะ
โสด ระหว่างมากมายรายงานปกติแลนทาไนด์
เชิงซ้อน , เลือกเพียงไม่กี่ตัว เช่น ซิม  3A ในโมเลกุลดังกล่าว
, แม้ว่าจำนวนของอิเล็กตรอนคือ Unpaired
จำกัด , แม่เหล็กแท้จริงสามารถอย่างมีนัยสำคัญและ
ทำให้ปกติเชิงซ้อนที่มีพลังงานสูงอย่างน่าทึ่ง
อุปสรรค ใน ชั้น ในทฤษฎีการแยกสารประกอบเชิงซ้อนที่มีขนาดใหญ่และลด D
รอมบิก anisotropy ( E ) นำไปสู่อุปสรรคพลังงานขนาดใหญ่

กลับการสะกดจิต และ 3K  M insmms ซิมส์กลับหมุน
เกิดขึ้นผ่านทางความร้อนและ / หรือควอนตัมอุโมงค์ของ
สะกดจิต ( QTM ) เส้นทาง ทั้งสองได้รับการเปิดใช้งานและ
ควอนตัมระบอบมักจะชัดเจน ) แต่
แลนทาไนด์ ซิมส์ระบบผ่อนคลายหลายที่หายาก และไม่ค่อยเข้าใจ นี้เป็นหลักเนื่องจากหลายระดับ พลังงาน

ปิดพลังงานให้ตั้งอยู่ใกล้เส้นทางปั่นกลับสู่กลไกการผ่อนคลายที่ทับซ้อนกัน

ดังนั้น การแยกสารประกอบด้วย welldefined
โหมดการผ่อนคลายหลายเป็นสิ่งที่ท้าทาย นอกจากนี้ การควบคุมเส้นทางผ่านการผ่อนคลาย
กำหนดค่าการกระตุ้นจากภายนอก ( เช่น
ช่องแสง ) จะต้องไม่เพียง แต่เพิ่มความรู้ของเรา
แปลกๆการผ่อนคลายกลไก แต่ยังให้วิธีใหม่

ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของ smms . การผ่อนคลายกลไกในซิมส์
มักเกิดจากลิแกนด์ฟิลด์เป็นประสานงานลิแกนด์
มีอิทธิพลต่อเงื่อนไขแกนหรือรอมบิก . 3K 
M จึงเลือกระบบที่เหมาะสม ) เป็นหลัก ส่วนใหญ่รายงาน
ซิมส์มีการประสานงานที่ซับซ้อน มีเพียงสองตัวอย่างของโครงสร้างของความพยายามหมดจด
. p แม่เหล็กของแลนทาไนด์ metallocenes
คือแทบไม่รู้จักแต่ให้แพลตฟอร์มที่ยอดเยี่ยมสำหรับลิแกนด์ฟิลด์
เรียนต่อสมบัติทางแม่เหล็ก 2A 3I , 4
กับนี้ในจิตใจ เรามุ่งเน้นความสนใจของเราต่อ
การสังเคราะห์