Highly anisotropic rhenium(IV) complexes: New examples of mononuclear single-molecule magnets

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 37, 2013, Pages 13737-13748

  Martínez Lillo, José ^a   Mastropietro, Teresa F ^b   Lhotel, Elsa ^c   Paulsen, Carley ^c   Cano, Joan ^a   De Munno, Giovanni ^b   Faus, Juan ^a   Lloret, Francesc ^a   Julve, Miguel ^a   Nellutla, Saritha ^d   Krzystek, J ^d  

^a UNIVERSITY OF VALENCIA   (Spain)

^b UNIVERSITY OF CALABRIA   (Italy)

^c LABORATOIRE DE CRISTALLOGRAPHIE   (France)

^d FLORIDA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AC MAGNETIC SUSCEPTIBILITY; DC MAGNETIC SUSCEPTIBILITY; FIELD-DEPENDENT MAGNETIZATION; INTERMOLECULAR CONTACTS; MAGNETIZATION MEASUREMENTS; POLYCRYSTALLINE SAMPLES; SINGLE-MOLECULE MAGNET; ZERO-FIELD SPLITTINGS;

ANISOTROPY; MAGNETIC RESONANCE; MAGNETIC SUSCEPTIBILITY; MAGNETIZATION; MAGNETS; MOLECULES; NEGATIVE IONS; POSITIVE IONS; RHENIUM; X RAY DIFFRACTION;

RHENIUM COMPOUNDS;

RHENIUM COMPLEX;

ANISOTROPY; ARTICLE; CRYSTAL STRUCTURE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRON SPIN RESONANCE; LOW TEMPERATURE; MAGNET; MAGNETISM; MONONUCLEAR CELL; TEMPERATURE;

EID: 84884486790     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja403154z     Document Type: Article

References (115)

1. Sessoli, R.; Gatteschi, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 268
2. Gatteschi, D.; Sessoli, R.; Villain, J. Molecular Nanomagnets; Oxford University Press: Oxford, 2006.
3. Brechin, E. K.; Aromí, G. Struct. Bonding (Berlin, Ger.) 2006, 122, 1 and references therein
4. Leuenberger, M. N.; Loss, D. Nature 2001, 410, 789
5. Wernsdorfer, W.; Aliaga-Acalde, N.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. Nature 2002, 416, 406
6. Hill, S.; Edwards, R. S.; Aliaga-Acalde, N.; Christou, G. Science 2003, 302, 1015
7. Tejada, J.; Chudnovsky, E. M.; Del Barco, E.; Hernandez, J. M.; Spiller, T. P. Nanotechnology 2001, 12, 181
8. Affronte, M.; Casson, I.; Evangelisti, M.; Candini, A.; Carretta, S.; Muryn, C. A.; Teat, S. J.; Timco, G. A.; Wernsdorfer, W.; Winpenny, R. E. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6496
9. Lehmann, J.; Gaita-Ariño, A.; Coronado, E.; Loss, D. Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 312
10. Bogani, L.; Wernsdorfer, W. Nat. Nanotechnol. 2008, 7, 179
11. Milios, C. J.; Raptopoulou, C. P.; Terzis, A.; Lloret, F.; Vicente, R.; Perlepes, S. P.; Escuer, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 210
12. Milios, C. J.; Vinslava, A.; Wood, P. A.; Parsons, S.; Wernsdorfer, W.; Christou, G.; Perlepes, S. P.; Brechin, E. K. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8
13. Milios, C. J.; Vinslava, A.; Wernsdorfer, W.; Moggach, S.; Parsons, S.; Perlepes, S. P.; Christou, G.; Brechin, E. K. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2754
14. Milios, C. J.; Vinslava, A.; Wernsdorfer, W.; Prescimone, A.; Wood, P. A.; Parsons, S.; Perlepes, S. P; Christou, G.; Brechin, E. K. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6547
15. Milios, C. J.; Inglis, R.; Bagai, R.; Wernsdorfer, W.; Collins, A.; Moggach, S.; Parsons, S.; Perlepes, S. P.; Christou, G.; Brechin, E. K. Chem. Commun. 2007, 3476
16. Milios, C. J.; Inglis, R.; Vinslava, A.; Bagai, R.; Wernsdorfer, W.; Parsons, S.; Perlepes, S. P.; Christou, G.; Brechin, E. K. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12505
17. Milios, C. J.; Piligkos, S.; Brechin, E. K. Dalton Trans. 2008, 1809
18. Datta, S.; Bolin, E.; Inglis, R.; Milios, C. J.; Brechin, E. K.; Hill, S. Polyhedron 2009, 28, 1788
19. Inglis, R.; Jones, L. F.; Milios, C. J.; Datta, S.; Collins, A.; Parsons, S.; Wernsdorfer, W.; Hill, S.; Perlepes, S. P.; Piligkos, S.; Brechin, E. K. Dalton Trans. 2009, 3403
20. Tomsa, A.-R.; Martínez-Lillo, J.; Li, Y.; Chamoreau, L.-M.; Boubekeur, K.; Farias, F.; Novak, M. A.; Cremades, E.; Ruiz, E.; Proust, A.; Verdaguer, M.; Gouzerh, P. Chem. Commun. 2010, 46, 5106
21. Martínez-Lillo, J.; Tomsa, A.-R.; Li, Y.; Chamoreau, L.-M.; Cremades, E.; Ruiz, E.; Barra, A.-L.; Proust, A.; Verdaguer, M.; Gouzerh, P. Dalton Trans. 2012, 41, 13668
22. Martínez-Lillo, J.; Chamoreau, L.-M.; Proust, A.; Verdaguer, M.; Gouzerh, P. C. R. Chimie 2012, 15, 889
23. Ishikawa, N.; Sugita, M.; Ishikawa, T.; Koshihara, S.-Y.; Kaizu, Y. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8694
24. Ishikawa, N.; Sugita, M.; Ishikawa, T.; Koshihara, S.; Kaizu, Y. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11265
25. Ishikawa, N.; Sugita, M.; Wernsdorfer, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2931
26. Ishikawa, N.; Mizuno, Y.; Takamatsu, S.; Ishikawa, T.; Koshihara, S.-Y. Inorg. Chem. 2008, 47, 10217
27. AlDamen, M. A.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E.; Martí- Gastaldo, C.; Gaita-Ariño, A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8874
28. AlDamen, M. A.; Cardona-Serra, S.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E.; Gaita-Ariño, A.; Martí-Gastaldo, C.; Luis, F.; Montero, O. Inorg. Chem. 2009, 48, 3467
29. Baldovi, J. J.; Cardona-Serra, S.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E.; Gaita-Ariño, A.; Palii, A. Inorg. Chem. 2012, 51, 12565
30. Li, D.-P; Wang, T.-W.; Li, C.-H.; Liu, D.-S.; Li, Y.-Z.; You, X.-Z. Chem. Commun. 2010, 46, 2929
31. Jiang, S.-D.; Wang, B.-W.; Sun, H.-L.; Wang, Z.-M.; Gao, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4730
32. Rinehart, J. D.; Long, J. R. Chem. Sci. 2011, 2, 2078
33. Rinehart, J. D.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12558
34. Rinehart, J. D.; Meihaus, K. R.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7572
35. Antunes, M. A.; Pereira, L. C. J.; Santos, I. C.; Mazzanti, M.; Marçalo, J.; Almeida, M. Inorg. Chem. 2011, 50, 9915
36. Zadrozny, J. M.; Xiao, D. J.; Atanasov, M.; Long, G. J.; Grandjean, F.; Neese, F.; Long, J. R. Nat. Chem. 2013, 5, 577
37. Freedman, D. E.; Harman, W. H.; Harris, T. D.; Long, G. J.; Chang, C. J.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1224
38. Harman, W. H.; Harris, T. D.; Freedman, D. E.; Fong, H.; Chang, A.; Rinehart, J. D.; Ozarowski, A.; Sougrati, M. T.; Grandjean, F.; Long, G. J.; Long, J. R.; Chang, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 18115
39. Weismann, D.; Sun, Y.; Lan, Y.; Wolmershäuser, G.; Powell, A. K.; Sitzmann, H. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 4700
40. Lin, P.-H.; Smythe, N. C.; Gorelsky, S. I.; Maguire, S.; Henson, N. J.; Korobkov, I.; Scott, B. L.; Gordon, J. C.; Baker, R. T.; Murugesu, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15806
41. Mossin, S.; Tran, B.-L.; Adhikari, D.; Pink, M.; Heinemann, F. W.; Sutter, J.; Szilagyi, R. K.; Meyer, K.; Mindiola, D. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13651
42. Zadrozny, J. M.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20732
43. Jurca, T.; Farghal, A.; Lin, P.-H.; Korobkov, I.; Murugesu, M.; Richarson, D. S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15814
44. Zadrozny, J. M.; Liu, J.; Piro, N. A.; Chang, C. J.; Hill, S.; Long, J. R. Chem. Commun. 2012, 48, 3927
45. Vallejo, J.; Castro, I.; Ruiz-García, R.; Cano, J.; Julve, M.; Lloret, F.; De Munno, G.; Wernsdorfer, W.; Pardo, E. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15704
46. Colacio, E.; Ruiz, J.; Ruiz, E.; Cremades, E.; Krzystek, J.; Carretta, S.; Cano, J.; Guidi, T.; Wernsdorfer, W.; Brechin, E. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 9130
47. Chiozzone, R.; González, R.; Kremer, C.; De Munno, G.; Cano, J.; Lloret, F.; Julve, M.; Faus, J. Inorg. Chem. 1999, 38, 4745
48. Chiozzone, R.; González, R.; Kremer, C.; De Munno, G.; Armentano, D.; Cano, J.; Lloret, F.; Julve, M.; Faus, J. Inorg. Chem. 2001, 40, 4242
49. Chiozzone, R.; González, R.; Kremer, C.; De Munno, G.; Armentano, D.; Lloret, F.; Julve, M.; Faus, J. Inorg. Chem. 2003, 42, 1064
50. Tomkiewicz, A.; Mroziński, J.; Brüdgam, I.; Hartl, H. Eur. J. Inorg. Chem. 2005, 1787
51. Tomkiewicz, A.; Mroziński, J.; Korybut-Daszkiewcz, B.; Brüdgam, I.; Hartl, H. Inorg. Chim. Acta 2005, 358, 2135
52. Martínez-Lillo, J.; Armentano, D.; De Munno, G.; Wernsdorfer, W.; Julve, M.; Lloret, F.; Faus, J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14218
53. Martínez-Lillo, J.; Delgado, F. S.; Ruiz-Pérez, C.; Lloret, F.; Julve, M.; Faus, J. Inorg. Chem. 2007, 46, 3523
54. Martínez-Lillo, J.; Armentano, D.; De Munno, G.; Lloret, F.; Julve, M.; Faus, J. Dalton Trans. 2008, 40
55. Martínez-Lillo, J.; Armentano, D.; De Munno, G.; Wernsdorfer, W.; Clemente-Juan, J. M.; Krzystek, J.; Lloret, F.; Julve, M.; Faus, J. Inorg. Chem. 2009, 48, 3027
56. Martínez-Lillo, J.; Armentano, D.; De Munno, G.; Lloret, F.; Julve, M.; Faus, J. Dalton Trans. 2011, 40, 4818
57. Martínez-Lillo, J.; Cañadillas-Delgado, L.; Cano, J.; Lloret, F.; Julve, M.; Faus, J. Chem. Commun. 2012, 48, 9242
58. Martínez-Lillo, J.; Armentano, D.; De Munno, G.; Julve, M.; Lloret, F.; Faus, J. Dalton Trans. 2013, 42, 1687
59. Chiozzone, R.; Cuevas, A.; González, R.; Kremer, C.; Armentano, D.; De Munno, G.; Faus, J. Inorg. Chim. Acta 2006, 359, 2194
60. Chiozzone, R.; González, R.; Kremer, C.; Armentano, D.; De Munno, G.; Julve, M.; Lloret, F. Inorg. Chim. Acta 2011, 370, 394
61. Martínez-Lillo, J.; Mastropietro, T. F.; De Munno, G.; Lloret, F.; Julve, M.; Faus, J. Inorg. Chem. 2011, 50, 5731
62. Harris, T. D.; Bennett, M. V.; Clérac, R.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3980
63. Tomkiewicz, A.; Bartczak, T. J.; Kruszyński, R.; Mroziński, J. J. Mol. Struct. 2001, 595, 225
64. Morley, G. W.; Brunel, L. C.; van Tol, J. Rev. Sci. Instrum. 2008, 79, 064703
65. Hassan, A. K.; Pardi, L. A.; Krzystek, J.; Sienkiewicz, A.; Goy, P.; Rohrer, M.; Brunel, L. C. J. Magn. Reson. 2000, 142, 300
66. Neese, F. WIREs Computational Molecular Science 2012, 2, 73
67. Schafer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829
68. Schafer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2571
69. Kendall, R. A.; Fruchtl, H. A. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 158
70. Eichkorn, K.; Treutler, O.; Ohm, H.; Haser, M.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1995, 240, 283
71. Eichkorn, K.; Treutler, O.; Ohm, H.; Haser, M.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1995, 242, 652
72. Eichkorn, K.; Weigend, F.; Treutler, O.; Ahlrichs, R. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 119
73. Perdew, J. P.; Burke, K.; Enrzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
74. Perdew, J. P.; Burke, K.; Enrzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1396
75. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785
76. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098
77. Klamt, A.; Schüürmann, G. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1993, 799
78. Neese, F. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10213
79. Douglas, M.; Kroll, N. M. Ann. Phys-New York 1974, 82, 89
80. Hess, B. A. Phys. Rev. A 1985, 32, 756
81. Chang, C.; Pelissier, M.; Durand, P. Phys. Scr. 1986, 34, 394
82. Li, X. S.; Millan, J. M.; Schlegel, H. B. J. Chem. Phys. 2000, 113, 10062
83. Schlegel, H. B.; Millam, J. M.; Bakken, V.; Hase, W. L. Abstr. Pap., Jt. Conf.-Chem. Inst. Can. Am. Chem. Soc. 2000, 219, U350
84. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 270
85. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 229
86. Wadt, W. R.; Hay, P. J. J. Chem. Phys. 1985, 82, 284
87. Hu, X. C.; Hase, W. L.; Pirraglia, T. J. Comput. Chem. 1991, 12, 1014
88. Tomasi, J.; Mennucci, B.; Cammi, R. Chem. Rev. 2005, 105, 2999
89. SAINT, version 6.45; Bruker Analytical X-ray Systems: Madison, WI, 2003.
90. Sheldrick, G. M. SADABS Program for Absorption Correction, version 2.10; Analytical X-ray Systems: Madison, WI, 2003.
91. SHELXTL; Bruker Analytical X-ray Instruments: Madison, WI, 1998.
92. Nardelli, M. J. Appl. Crystallogr. 1995, 28, 659
93. Bartolomé, J.; Filoti, G.; Kuncser, V.; Schinteie, G.; Mereacre, V.; Anson, C. E.; Powell, A. K.; Prodius, D.; Turta, C. Phys. Rev. B 2009, 80, 014430
94. Cole, K. S.; Cole, R. H. J. Chem. Phys. 1941, 9, 341
95. Boettcher, C. J. F. Theory of Electric Polarization; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 1952.
96. Aubin, S. M.; Sun, Z.; Pardi, L.; Krzystek, J.; Folting, K.; Brunel, L. J.; Rheingold, A. L.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 1999, 38, 5329
97. Costes, J.-P.; Dahan, F.; Wernsdorfer, W. Inorg. Chem. 2006, 45, 5
98. Koizumi, S.; Masayuki Nihei, M.; Shiga, T.; Nakano, M.; Nojiri, H.; Bircher, R.; Waldmann, O.; Ochsenbein, S. T.; Güdel, H. U.; Fernandez-Alonso, F.; Oshio, H. Chem.-Eur. J. 2007, 13, 8445
99. Pieper, H. H.; Schwochau, K. J. Chem. Phys. 1975, 63, 4716
100. Dobrzyńska, D.; Jerzykiewicz, L. B.; Duczmal, M.; Wojciechowska, A.; Jabłońska, K.; Palus, J.; Ožarowski, A. Inorg. Chem. 2006, 45, 10479
101. Krzystek, J.; Swenson, D. C.; Zvyagin, S. A.; Smirnov, D.; Ozarowski, A.; Telser, J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5241
102. Mustafi, D.; Galtseva, E. V.; Krzystek, J.; Brunel, L. C.; Makinen, M. W. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 11279
103. Pederson, M. R.; Khanna, S. N. Phys. Rev. B 1999, 60, 9566
104. Cirera, J.; Ruiz, E.; Alvarez, S.; Neese, F.; Kortus, J. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 4078
105. Duboc, C.; Ganyushin, D.; Sivalingam, K.; Collomb, M.; Neese, F. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 10750
106. Neese, F. J. Chem. Phys. 2007, 127, 164112
107. Neese, F.; Solomon, E. I. Inorg. Chem. 1998, 37, 6568
108. Krzystek, J.; Telser, J.; Pardi, L. A.; Goldberg, D. P.; Hoffman, B. M.; Brunel, L. C. Inorg. Chem. 1999, 38, 6121
109. Andres, H.; Boominar, E. L.; Smith, J. M.; Eckert, N. A.; Holland, P. L.; Munck, E. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3012
110. Pestovsky, O.; Stoian, S.; Bominaar, E. L.; Shan, X. P.; Munck, E.; Que, L.; Bakac, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6871
111. Vrajmasu, V. V.; Bominaar, E. L.; Meyer, J.; Munck, E. Inorg. Chem. 2002, 41, 6358
112. McGarvey, B. R. Inorg. Chem. 1995, 34, 6000
113. Albela, B.; Carina, R.; Policar, C.; Poussereau, S.; Cano, J.; Guilhem, J.; Tchertanov, L.; Blondin, G.; Delroisse, M.; Girerd, J. J. Inorg. Chem. 2005, 44, 6959
114. Chibotaru, L. F.; Hendrickx, M. F. A.; Clima, S.; Larionova, J.; Ceulemans, A. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 7251
115. Chibotaru, L. F.; Ungur, L.; Aronica, C.; Etmoll, H.; Pilet, G.; Luneau, D. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12445