Observation of ferromagnetic exchange, spin crossover, reductively induced oxidation, and field-induced slow magnetic relaxation in monomeric cobalt nitroxides

Inorganic Chemistry

Volumn 52, Issue 13, 2013, Pages 7557-7572

  Gass, Ian A ^a   Tewary, Subrata ^b   Nafady, Ayman ^c   Chilton, Nicholas F ^a   Gartshore, Christopher J ^a   Asadi, Mousa ^a   Lupton, David W ^a   Moubaraki, Boujemaa ^a   Bond, Alan M ^a   Boas, John F ^a   Guo, Si Xuan ^a   Rajaraman, Gopalan ^b   Murray, Keith S ^a  

^a MONASH UNIVERSITY   (Australia)

^b INDIAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY BOMBAY   (India)

^c KING SAUD UNIVERSITY   (Saudi Arabia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84879747758     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic400565h     Document Type: Article

References (89)

1. See articles in: Dithiolene Chemistry: Synthesis, Properties and Applications; Karlin, K. D., Stiefel, E. I., Eds.; Progress in Inorganic Chemistry, Vol. 52; Wiley: Hoboken, NJ, 2003.
2. Kaim, W.; Reinhardt, R.; Sieger, M. Inorg. Chem. 1994, 33, 4453
3. Záliš, S.; Sieger, M.; Greulich, S.; Stoll, H.; Kaim, W. Inorg. Chem. 2003, 42, 5185
4. Sieger, M.; Kaim, W.; Stufkens, D. J.; Snoeck, T. L.; Stoll, H.; Záliš, M. Dalton Trans. 2004, 3815
5. Ray, K.; Petrenko, T.; Wieghardt, K.; Neese, F. Dalton Trans. 2007, 1552
6. Khusniyarov, M. M.; Weyhermüller, T.; Bill, E.; Wieghardt, K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1208
7. Pierpont, C. G.; Lange, C. W. Prog. Inorg. Chem. 1994, 41, 331
8. Pierpont, C. G. Coord. Chem. Rev. 2001, 95, 216
9. Griffith, W. P. Trans. Met. Chem. 1993, 18, 250
10. Bhattacharya, S.; Gupta, P.; Basuli, F.; Pierpont, C. G. Inorg. Chem. 2002, 41, 5810
11. Haga, M.; Dodsworth, E. S.; Lever, A. B. P. Inorg. Chem. 1986, 25, 447
12. Kalinina, D.; Dares, C.; Kaluarachchi, H.; Potvin, P. G.; Lever, A. B. P. Inorg. Chem. 2008, 47, 10110
13. Kaim, W.; Schwederski, B. Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 1580
14. Kaim, W. Eur. J. Inorg. Chem. 2012, 343
15. Burgmayer, S. J. N.; Pearsall, D. L.; Blaney, S. M.; Moore, E. M.; Sauk-Schubert, C. J. Biol. Inorg. Chem. 2004, 9, 59
16. Okazawa, A.; Hashizume, D.; Ishida, T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11516
17. Vostrikova, K. E. Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 1409
18. Caneschi, A.; Gatteschi, D.; Rey, P. Prog. Inorg. Chem. 1991, 39, 331
19. Bencini, A.; Gatteschi, D. EPR of Exchange Coupled Systems; Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg, 1990.
20. Caneschi, A.; Gatteschi, D.; Sessoli, R. Acc. Chem. Res. 1989, 22, 392
21. Kaim, W. Inorg. Chem. 2011, 50, 9752
22. Caneschi, A.; Gatteschi, D.; Grand, A.; Laugier, J.; Pardi, L.; Rey, P. Inorg. Chem. 1988, 27, 1031
23. Luneau, D.; Rey, P.; Laugier, J.; Fries, P.; Caneschi, A.; Gatteschi, D.; Sessoli, R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 1245
24. Ito, A.; Nakano, Y.; Urabe, M.; Tanaka, K.; Shiro, M. Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 3359
25. Dickman, M. H.; Porter, L. C.; Doedens, R. J. Inorg. Chem. 1986, 25, 2595
26. Gass, I. A.; Gartshore, C. J.; Lupton, D. W.; Moubaraki, B.; Nafady, A.; Bond, A. M.; Boas, J. F.; Cashion, J. D.; Milsmann, C.; Wieghardt, K.; Murray, K. S. Inorg. Chem. 2011, 50, 3052
27. Sheldrick, G. M. SHELXL-97. In Program for Refinement of Crystal Structures, University of Göttingen, Germany, 1997.
28. Spek, A. L. Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Crystallogr. 1990, 46, C34
29. Wertz, J. E.; Orton, J. W.; Auzins, P. Faraday Discuss. 1961, 31, 140
30. Hanson, G. R.; Gates, K. E.; Noble, C. J.; Griffin, M.; Benson, S. J. Inorg. Biochem. 2004, 98, 903
31. Introduction to Computational Chemistry, 2 nd Ed.; Jensen, F.; John Wiley & Sons, Ltd.: Chichester, U.K., 2007.
32. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A.; Peralta, Jr., J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, Ö.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, Revision A.01, Wallingford, CT, 2009.
33. Noodleman, L.; Peng, C. Y.; Case, D. A.; Mouesca, J. M. Coord. Chem. Rev. 1995, 144, 199
34. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4524
35. Perdew, J. P. Phys. Rev. B. 1986, 33, 8822
36. Berg, N.; Rajeshkumar, T.; Taylor, S. M.; Brechin, E. K.; Rajaraman, G.; Jones, L. F. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 5906
37. Rajeshkumar, T.; Singh, S. K.; Rajaraman, G. Polyhedron 2013, 52, 1299
38. Singh, S. K.; Neeraj, K. T.; Rajaraman, G. Dalton Trans 2011, 40, 10897
39. Rajeshkumar, T.; Rajaraman, G. Chem. Commun. 2012, 48, 7856
40. Singh, S. K.; Rajaraman, G. Dalton Trans. 2013, 42, 3612
41. Cremades, E.; Gomez-Coca, S.; Aravena, D.; Alvarez, S.; Ruiz, E. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10532
42. Tewary, S.; Gass, I. A.; Murray, K. S.; Rajaraman, G. Eur. J. Inorg. Chem. 2013, 1024
43. Paulsen, H.; Duelund, L.; Winkler, H.; Toftlund, H.; Trautwein, A. X. Inorg. Chem. 2001, 40, 2201
44. Paulsen, H.; Paulsen, H.; Zimmermann, A.; Averseng, F.; Gerdan, M.; Winkler, H.; Toftlund, H.; Trautwein, A. X. Monatsh. Chem. 2003, 134, 295
45. Kripovic, I., K.; Zerara, M.; Daku, M. L.; Vargas, A.; Enachescu, C.; Ambrus, C.; Tregenna-. Piggott, P.; Amstutz, N.; Krausz, E.; Hauser, A. Coord. Chem. Rev. 2007, 251, 364
46. Schafer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2571
47. Schafer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829
48. Molekel, Advanced Interactive 3D-Graphics for Molecular Sciences; available via the Internet at http:\\www.cscs.ch/molkel/. Version 1.6(build 338), Programming Zhurko, G.A.; available via the Internet at www.chemcraftprog.com.
49. Tomasi, J.; Mennucci, B.; Cammi, R. Chem. Rev. 2005, 105, 2999-3093
50. Wong, M. A.; Frisch, M. J.; Wiberg, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 4776
51. Wong, M. A.; Frisch, M. J.; Wiberg, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 523
52. Borrás-Almenar, J. J.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E.; Tsukerblat, B. S. Inorg. Chem. 1999, 38, 6081
53. Borrás-Almenar, J. J.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E.; Tsukerblat, B. S. J. Comput. Chem. 2001, 22, 985
54. Nafady, A.; O'Mullane, A. P.; Bond, A. M.; Neufeld, A. K. Chem. Mater. 2006, 18, 4375
55. Geiger, W. E. In Laboratory Techniques in Electrochemistry, 2 nd Edition; Kissinger, P. T.; Heineman, W. R., Eds.; Marcel Dekker: New York, 1996; Chapter 23.
56. Schomaker, V.; Trueblood, K. N. Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. 1968, 24, 63
57. Goodwin, H. A. Top. Curr. Chem. 2004, 234, 23
58. Fujino, M.; Hasegawa, S.; Akutsu, H.; Yamada, J.; Nakatsuji, S. Polyhedron 2007, 26, 1989
59. Porter, L. C.; Doedens, R. J. Inorg. Chem. 1985, 24, 1007
60. Porter, L. C.; Dickman, M. H.; Doedens, R. J. Inorg. Chem. 1986, 25, 678
61. Matsunaga, P. T.; McCall, D. T.; Carducci, M. D.; Doedens, R. J. Inorg. Chem. 1990, 29, 1655
62. Porter, L. C.; Dickman, M. H.; Doedens, R. J. Inorg. Chem. 1988, 27, 1548
63. Kinoshita, H.; Akutsu, H.; Yamada, J.-I.; Nakatsuji, S. Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 4159
64. Dickman, M. H. Acta Crystallogr., Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 1997, 53, 1192
65. Ahlers, C.; Dickman, M. H. Inorg. Chem. 1998, 37, 6337
66. Jaitner, P.; Huber, W. J. Organomet. Chem. 1983, 259, C1
67. Jaitner, P.; Huber, W.; Gieren, A.; Betz. J. Organomet. Chem. 1986, 311, 379
68. Chilton, N. F.; Anderson, R. P.; Turner, L. D; Soncini, A.; Murray, K. S. J. Comput. Chem. 2013, 34, 1164-1175
69. Griffith, J. S. Struct. Bonding (Berlin) 1972, 10, 87
70. Jotham, R. W.; Kettle, S. F. A. Inorg. Chim. Acta 1970, 4, 145
71. Vallejo, J.; Castro, I.; Ruiz-Garcia, R.; Cano, J.; Julve, M.; Lloret, F.; De Munno, G.; Wernsdorfer, W.; Pardo, E. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15704
72. Feng, X.; Liu, J.; Harris, D.; Hill, S.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7521
73. Karasawa, S.; Yoshihara, D.; Watanabe, N.; Nakano, M.; Koga, N. Dalton Trans. 2008, 1418
74. Zadrozny, J. M.; Liu, J.; Piro, N. A.; Chang, C. J.; Hill, S.; Long, J. R. Chem. Commun. 2012, 48, 3927
75. Sanakis, Y.; Pissas, M.; Krzystek, J.; Telser, J.; Raptis, R. G. Chem. Phys. Lett. 2010, 493, 185
76. Kajiwara, T.; Nakano, M.; Kaneko, Y.; Takaishi, S.; Ito, T.; Yamashita, M.; Igashira-Kamiyama, A.; Nojiri, H.; Ono, Y.; Kojima, N. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10150
77. Tancini, E.; Rodriguez-Douton, M. J.; Sorace, L.; Barra, A.-L.; Sessoli, R.; Cornia, A. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 10482
78. Krivokapic, I.; Zerara, M.; Daku, M. L.; Vargas, A.; Enachescu, C.; Ambrus, C.; Tregenna-Piggott, P.; Amstutz, N.; Krausz, E.; Hauser, A. Coord. Chem. Rev. 2007, 251, 364
79. Abragam, A.; Bleaney, B. Electron Paramagnetic Resonance of Transition Ions; Clarendon Press: Oxford, U.K., 1970; pp 447 and 751-752.
80. Kremer, S.; Henke, W.; Reinen, D. Inorg. Chem. 1982, 21, 3013
81. Pilbrow, J. R. Transition Ion Electron Paramagnetic Resonance; Clarendon Press: Oxford, U.K., 1990; p 148.
82. Makinen, M. W.; Kuo, L. C.; Yim, M. B.; Wells, G. B.; Fukuyama, J. M.; Kim, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 5245
83. Banci, L.; Bencini, A.; Gatteschi, D. Inorg. Chem 1983, 22, 2681
84. z = 2.002. (From J. F. Boas, unpublished data.)
85. Nielsen, P.; Toftlund, H.; Bond, A. D.; Boas, J. F.; Pilbrow, J. R.; Hanson, G. R.; Noble, C.; Riley, M. J.; Neville, S. M.; Moubaraki, B.; Murray, K. S. Inorg. Chem. 2009, 48, 7033
86. Pilbrow, J. R. J. Magn. Reson. 1978, 31, 479
87. Vargas, A.; Zerara, M.; Krausz, E.; Hauser, A.; Daku, L. M. L. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1342-1359
88. Kahn, O. Molecular Magnetism; VCH Publishers: New York, 1993. (ISBN: 1-56081-566-3.)
89. Darmon, J. M.; Stieber, S. Ch. E.; Sylvester, K. T.; Fernández, I.; Lobkovsky, E.; Semproni, S. P.; Bill, E.; Wieghardt, K.; DeBeer, S.; Chirik, P. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1725