Imidazolium Salts with Heterometallic Complex Anions [Co₂Li₂(Piv)₈]²⁻: Synthesis, Structures, and Magnetic Properties

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Imidazolium salts with complex anions [Co₂Li₂(Piv)₈]²⁻ are formed as undesirable products of the reactions of heterometallic compound [Co₂Li₂(Piv)₆(Py)₂] with N-heterocyclic carbenes ItBu and IPr. The study of the magnetic properties of complex (HItBu)₂[Co₂Li₂(μ₂-Piv)₆(Ƙ¹-Piv)₂] shows that this compound is a single molecule magnet. Slow magnetic relaxation in the complex occurs due to a combination of the direct and Raman mechanisms.

Full Text

Restricted Access

About the authors

I. K. Rubtsova

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: sanikol@igic.ras.ru
Russian Federation, Moscow

P. N. Vasilyev

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: sanikol@igic.ras.ru
Russian Federation, Moscow

J. K. Voronina

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: sanikol@igic.ras.ru
Russian Federation, Moscow

M. A. Shmelev

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: sanikol@igic.ras.ru
Russian Federation, Moscow

N. N. Efimov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: sanikol@igic.ras.ru
Russian Federation, Moscow

S. A. Nikolaevskii

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: sanikol@igic.ras.ru
Russian Federation, Moscow

I. L. Eremenko

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: sanikol@igic.ras.ru
Russian Federation, Moscow

M. A. Kiskin

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: sanikol@igic.ras.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Bondarenko M.A., Rakhmanova M.I., Plyusnin P.E. et al. // Polyhedron. 2021. V. 194. P. 114895.
  2. Vershinin M.A., Rakhmanova M.I., Novikov A.S. et al. // Molecules. 2021. V. 26. № 11. P. 3393.
  3. Shmelev M.A., Kuznetsova G.N., Dolgushin F.M. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2021. V. 47. № 2. P. 127. https://doi.org/10.1134/S1070328421020068
  4. Bondarenko M.A., Adonin S.A. // J. Struct. Chem. 2021. V. 62. № 8. P. 1251.
  5. Bondarenko M.A., Novikov A.S., Adonin S.A. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 6. P. 814.
  6. Bondarenko M.A., Abramov P.A., Novikov A.S. et al. // Polyhedron. 2022. V. 214. P. 115644.
  7. Zaguzin A.S., Sukhikh T.S., Sakhapov I.F. et al. // Molecules. 2022. V. 27. № 4. P. 1305.
  8. Zaguzin A.S., Sukhikh T.S., Kolesov B.A. et al. // Polyhedron. 2022. V. 212. P. 115587.
  9. Shmelev M.A., Gogoleva N.V., Ivanov V.K. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2022. V. 48. № 9. P. 539. https://doi.org/10.1134/S1070328422090056
  10. Goldberg A., Kiskin M, Shalygina O. et al. // Chem. Asian J. 2016. V. 11. № 4. P. 604.
  11. Kiraev S.R., Nikolaevskii S.A., Kiskin M.A. et al. // Inorg. Chim. Acta. 2018. V. 477. P. 15.
  12. Melnikov S.N., Evstifeev I.S., Nikolaveskii S.A. et al. // New J. Chem. 2021. V. 45. № 30. P. 13349.
  13. Utochnikova V.V., Kalyakina A.S., Lepnev L.S. et al. // J. Lumin. 2016. V. 170. P. 633.
  14. Koshelev D.S., Chikineva T.Yu., Kozhevnikova (Khudoleeva) V.Yu. et al. // Dyes and Pigments. 2019. V. 170. P. 107604.
  15. Utochnikova V.V., Abramovich M.S., Latipov E.V. et al. // J. Lumin. 2019. V. 205. P. 429.
  16. KottsovS.Yu., Shmelev M.A., Baranchikov A.E. et al. // Molecules. 2023. V. 28. № 1. P. 418.
  17. Akintayo D.C., Munzeiwa W.A., Jonnalagadda S.B., Omondi B. // Polyhedron. 2022. V. 213. P. 115589.
  18. Akintayo D.C., Munzeiwa W.A., Jonnalagadda S.B., Omondi B. // Inorg. Chim. Acta. 2022. V. 532. P. 120715.
  19. Takeuchi K., Chen M.-Y., Yuan H.-Y. et al. // Chem. Eur. J. 2021. V. 27. № 72. P. 18066.
  20. Cheng X., Liu X., Wang S. et al. // Nat. Commun. 2021. V. 12. № 1. P. 4366.
  21. Hayashi Y., Santoro S., Azuma Y. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2013. V. 135. № 16. P. 6192.
  22. Smith R.M.S., Amiri M., Martin N.P. et al. // Inorg. Chem. 2022. V. 61. № 3. P. 1275.
  23. Gusev A., Baluda Yu., Braga E. et al. // Inorg. Chim. Acta. 2021. V. 528. P. 120606.
  24. Lutsenko I.A., Baravikov D.E., Kiskin M.A. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2020. V. 46. № 6. P. 411. https://doi.org/10.1134/S1070328420060056
  25. Bazhina E.S., Gogoleva N.V., Zorina-Tikhonova E.N. et al. // J. Struct. Chem. 2019. V. 60. № 6. P. 855.
  26. Sidorov A.A., Kiskin M.A., Aleksandrov G.G. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2016. V. 42. № 10. P. 621. https://doi.org/10.1134/S1070328416100031
  27. Sidorov A.A., Gogoleva N.V., Bazhina E.S. et al. // Pure Appl. Chem. 2020. V. 92. № 7. P. 1093.
  28. Rubtsova I.K., Nikolaevskii S.A., Eremenko I.L., Kiskin M. A. // Russ. J. Coord. Chem. 2023. Vol. 49. № 11. P. 695. https://doi.org/10.1134/S1070328423600766
  29. Huang P.-B., Tian L.-Y., Zhang Y.-H., Shi F.-N. // Inorg. Chim. Acta. 2021. V. 525. P. 120473.
  30. Du Z.-Q., Li Y.-P., Wang X.-X. et al. // Dalton Trans. 2019. V. 48. № 6. P. 2013.
  31. Tian D., Wu T.-T., Liu Y.-Q., Li N. // Inorg. Chem. 2021. V. 60. № 16. P. 12067.
  32. Sapianik A.A., Lutsenko I.A., Kiskin M.A. et al. // Russ. Chem. Bull. 2016. V. 65. № 11. P. 2601.
  33. Sapianik A.A., Fedin V.P. // Russ. J. Coord. Chem. 2020. V. 46. № 7. P. 443. https://doi.org/10.1134/S1070328420060093
  34. Sapianik A.A., Kiskin M.A., Kovalenko K.A. et al. // Dalton Trans. 2019. V. 48. № 11. P. 3676.
  35. Dybtsev D.N., Sapianik A.A., Fedin V.P. // Mendeleev Commun. 2017. V. 27. № 4. P. 321.
  36. Sapianik A.A., Zorina-Tikhonova E.N., Kiskin M.A. et al. // Inorg. Chem. 2017. V. 56. № 3. P. 1599.
  37. Li Y.-P., Wang X.-X., Li S.-N. et al. // Cryst. Growth Des. 2017. V. 17. № 11. P. 5634.
  38. Murrie M. // Chem. Soc. Rev. 2010. V. 39. № 6. P. 1986.
  39. Zorina-Tikhonova E., Matyukhina A., Skabitskiy I. et al. // Crystals. 2020. V. 10. № 12. P. 1130.
  40. Yambulatov D.S., Nikolaevskii S.A., Kiskin M.A. et al. // Molecules. 2020. V. 25. № 9. P. 2054.
  41. Yambulatov D.S., Voronina J.K., Goloveshkin A.S. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 1. P. 215.
  42. Nikolaevskii S.A., Yambulatov D.S., Voronina J.K. et al. // ChemistrySelect. 2020. V. 5. № 41. P. 12829.
  43. Novikov V.V., Nelyubina Y.V. // Russ. Chem. Rev. 2021. V. 90. № 10. P. 1330.
  44. Feltham H.L.C., Brooker S. // Coord. Chem. Rev. 2014. V. 276. P. 1.
  45. Nehrkorn J., Valuev I.A., Kiskin M.A. et al. // J. Mater. Chem. C. 2021. V. 9. № 30. P. 9446.
  46. Matyukhina A.K., Zorina-Tikhonova E.N., Goloveshkin A.S. et al. // Molecules. 2022. V. 27. № 19. P. 6537.
  47. Zorina-Tikhonova E.N., Matyukhina A.K., Chistyakov A.S. et al. // New J. Chem. 2022. V. 46. № 44. P. 21245.
  48. Yambulatov D.S., Nikolaevskii S.A., Shmelev M.A. et al. // Mendeleev Commun. 2021. V. 31. № 5. P. 624.
  49. Yambulatov D.S., Nikolaevskii S.A., Lukoyanov A.N. et al. // New J. Chem. 2023. V. 47. № 42. P. 19362.
  50. Nikolaevskii S.A., Petrov P.A., Sukhikh T.S. et al. // Inorg. Chim. Acta. 2020. V. 508. P. 119643.
  51. Yambulatov D.S., Petrov P.A., Nelyubina Yu.V. et al. // Mendeleev Commun. 2020. V. 30. № 3. P. 293.
  52. Petrov P.A., Nikolaevskii S.A., Yambulatov D.S. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2023. V. 49. № 7. P. 407. https://doi.org/10.1134/S1070328423600274
  53. Petrov P.A., Nikolaevskii S.A., Yambulatov D.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2023.
  54. Petrov P.A., Nikolaevskii S.A., Filippova E.A. et al. // J. Struct. Chem. 2024. V. 65. № 1. P. 117. https://doi.org/10.1134/S0022476624010116
  55. Nikolaevskii S.A., Starikova A.A. // J. Struct. Chem. 2024. V. 65. № 3. P. 363. https://doi.org/10.1134/S0022476624030053
  56. Roy M.M.D., Baird S.R., Ferguson M.J., Rivard E. // Mendeleev Commun. 2021. V. 31. № 2. P. 173.
  57. Bantreil X., Nolan S.P. // Nat. Protoc. 2011. V. 6. № 1. P. 69.
  58. Efimov N.N., Babeshkin K.A., Rotov A.V. // Russ. J. Coord. Chem. 2024. V. 50. № 6. P. 363. https://doi.org/10.1134/S1070328424600141
  59. APEX3. Bruker Molecular Analysis Research Tool. Version 2018.7–2. Madison Wisconsin (USA): Bruker AXS, 2018.
  60. Sheldrick G.M. SADABS. Bruker/Siemens Area Detector Absorption Correction Program. Version. Madison, Wisconsin (USA): Bruker AXS, 2016.
  61. Krause L., Herbst-Irmer R., Sheldrick G.M., Stalk D. // J. Appl. Crystallogr. 2015. V. 48. № 1. P. 3.
  62. Sheldrick G.M. SHELXTL. Structure Determination Software Suite. Version. 6.14. Madison (WI, USA): Bruker AXS, 2003.
  63. Sheldrick G.M. // Acta Crystallogr. C. 2015. V. 71. № 1. P. 3.
  64. Dolomanov O.V., Bourhis L.J., Gildea R.J. et al. // J. Appl. Crystallogr. 2009. V. 42. № 2. P. 339.
  65. Cirera J., Alemany P., Alvarez S. // Chem. Eur. J. 2004. V. 10. № 1. P. 190.
  66. Shang M., Huang J., Lu J. // Acta Crystallogr. C. 1984. V. 40. № 5. P. 761.
  67. Burns J.H., Musikas C. // Inorg. Chem. 1977. V. 16. № 7. P. 1619.
  68. Hughes D.L., Wingfield J.N. // Dalton Trans. 1982. № 7. P. 1239.
  69. Bandoli G., Clemente D.A. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1981. V. 43. № 11. P. 2843.
  70. Zalkin A., Ruben H., Templeton D.H. // Acta Crystallogr. B. 1982. V. 38. № 2. P. 610.
  71. Soler M., Mahalay P., Wernsdorfer W. et al. // Polyhedron. 2021. V. 195. P. 114968.
  72. Kahn O. Molecular Magnetism. Wiley-VCH, New York. 1993.
  73. Rakitin Yu.V., Kalinnikov V.T. Sovremennaya Magnetokhimiya, 1994.
  74. Chilton N.F., Anderson R.P., Turner L.D. et al. // J. Comput. Chem. 2013. V. 34. № 13. P. 1164.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Scheme 1.

Download (72KB)
Indexing metadata
3. Fig. 1. Theoretical (red line) and experimental (blue line) diffraction patterns of a sample of complex I and their difference (gray line).

Download (54KB)
Indexing metadata
4. Fig. 2. Structure of the dianions [Co₂Li₂(Piv)₈]²⁻ in I (a) and II (b) (thermal ellipsoids with a probability of 30%, methyl groups are not shown).

Download (201KB)
Indexing metadata
5. Fig. 3. Fragment of packing I (intermolecular interactions C–H..O are shown by dotted lines, solvate molecules and hydrogen atoms at methyl groups are not shown).

Download (289KB)
Indexing metadata
6. Fig. 4. Fragment of packing II (intermolecular interactions C–H..O and C–H⋅⋅⋅π are shown by dotted lines; hydrogen atoms not involved in intermolecular interactions are not shown).

Download (234KB)
Indexing metadata
7. Fig. 5. Temperature dependence of χT for sample I (H = 5 kOe). The solid line is the calculated curve obtained using the PHI program.

Download (72KB)
Indexing metadata
8. Fig. 6. M(H/T) (left) and M(H) (right) dependences at different temperatures for complex I. Solid lines are theoretical curves calculated using the PHI program.

Download (140KB)
Indexing metadata
9. Fig. 7. Frequency dependences of the real (left) and imaginary (right) parts of the dynamic magnetic susceptibility of sample I at different temperatures; external magnetic field strength H = 500 Oe. Solid lines are approximations by the generalized Debye model.

Download (206KB)
Indexing metadata
10. Fig. 8. Dependences of the relaxation time on the inverse temperature τ(1/T) of sample I. The red line is the approximation of the high-temperature part (2.25–2.75 K) by the Arrhenius equation. The blue line is the approximation by the sum of the Raman and direct mechanisms.

Download (71KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».