CuII - GdIII cryogenic magnetic refrigerants and Cu8Dy9 single-molecule magnet generated by in situ reactions of picolinaldehyde and acetylpyridine: Experimental and theoretical study

Chemistry - A European Journal

Volumn 19, Issue 51, 2013, Pages 17567-17577

  Liu, Jun Liang ^a   Lin, Wei Quan ^a   Chen, Yan Cong ^a   Gõmez Coca, Silvia ^b   Aravena, Daniel ^b   Ruiz, Eliseo ^b   Leng, Ji Dong ^a   Tong, Ming Liang ^a  

^a SUN YAT SEN UNIVERSITY   (China)

^b UNIVERSITY OF BARCELONA   (Spain)

Author keywords

3d 4f complexes; CASSCF calculations; density functional calculations; magnetocaloric effect; single molecule magnets

Indexed keywords

3D-4F COMPLEXES; CAS-SCF; EXACT DIAGONALIZATION; EXCHANGE COUPLING CONSTANTS; LOCAL MAGNETIC PROPERTIES; MAGNETOCALORIC EFFECT (MCE); QUANTUM MONTE CARLO SIMULATIONS; SINGLE-MOLECULE MAGNET;

ALDEHYDES; CONDENSATION REACTIONS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DYSPROSIUM; GADOLINIUM; MAGNETOCALORIC EFFECTS; MAGNETS; METALLIC COMPOUNDS; MOLECULES; MONTE CARLO METHODS; SYNTHESIS (CHEMICAL);

COPPER COMPOUNDS;

EID: 84890124117     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201303275     Document Type: Article

References (114)

1. J. S. Miller, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3266
2. M. N. Leuenberger, D. Loss, Nature 2001, 410, 789
3. D. Gatteschi, R. Sessoli, J. Villain, Molecular Nanomagnets Oxford University Press, New York, 2006
4. D. Gatteschi, R. Sessoli, Angew. Chem. 2003, 115, 278
5. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 268
6. D. Gatteschi, M. Fittipaldi, C. Sangregorio, L. Sorace, Angew. Chem. 2012, 124, 4876
7. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 4792.
8. R. Stone, Science 2009, 325, 1336
9. L. Bogani, W. Wernsdorfer, Nat. Mater. 2008, 7, 179
10. W. Wernsdorfer, R. Sessoli, Science 1999, 284, 133
11. G. Aromí, D. Aguilà, P. Gamez, F. Luis, O. Roubeau, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 537.
12. M. Evangelisti, A. Candini, M. Affronte, E. Pasca, L. J. de Jongh, R. T. W. Scott, E. K. Brechin, Phys. Rev. B 2009, 79, 104414
13. M. Evangelisti, F. Luis, L. J. de Jongh, M. Affronte, J. Mater. Chem. 2006, 16, 2534
14. M. Evangelisti, E. K. Brechin, Dalton Trans. 2010, 39, 4672
15. R. Sessoli, Angew. Chem. 2012, 124, 43
16. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 43.
17. R. Sessoli, H.-L. Tsai, A. R. Schake, S. Wang, J. B. Vincent, K. Folting, D. Gatteschi, G. Christou, D. N. Hendrickson, J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1804
18. R. Sessoli, D. Gatteschi, A. Caneschi, M. A. Novak, Nature 1993, 365, 141.
19. A. M. Ako, V. Mereacre, R. Clerac, W. Wernsdorfer, I. J. Hewitt, C. E. Anson, A. K. Powell, Chem. Commun. 2009, 544
20. F.-S. Guo, J.-D. Leng, J.-L. Liu, Z.-S. Meng, M.-L. Tong, Inorg. Chem. 2012, 51, 405
21. R. J. Blagg, C. A. Muryn, E. J. L. Mclnnes, F. Tuna, R. E. P. Winpenny, Angew. Chem. 2011, 123, 6660
22. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 6530
23. F. Tuna, C. A. Smith, M. Bodensteiner, L. Ungur, L. F. Chibotaru, E. J. L. McInnes, R. E. P. Winpenny, D. Collison, R. A. Layfield, Angew. Chem. 2012, 124, 7082
24. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 6976
25. J. Tang, I. Hewitt, N. T. Madhu, G. Chastanet, W. Wernsdorfer, C. E. Anson, C. Benelli, R. Sessoli, A. K. Powell, Angew. Chem. 2006, 118, 1761
26. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1729.
27. R. Sessoli, A. K. Powell, Coord. Chem. Rev. 2009, 253, 2328
28. J.-L. Liu, F.-S. Guo, Z.-S. Meng, Y.-Z. Zheng, J.-D. Leng, M.-L. Tong, L. Ungur, L. F. Chibotaru, K. J. Heroux, D. N. Hendrickson, Chem. Sci. 2011, 2, 1268
29. F.-S. Guo, J.-L. Liu, J.-D. Leng, M.-L. Tong, S. Gao, L. Ungur, L. F. Chibotaru, Chem. Eur. J. 2011, 17, 2458
30. K. C. Mondal, A. Sundt, Y. Lan, G. E. Kostakis, O. Waldmann, L. Ungur, L. F. Chibotaru, C. E. Anson, A. K. Powell, Angew. Chem. 2012, 124, 7668
31. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 7550
32. P.-H. Guo, J.-L. Liu, Z.-M. Zhang, L. Ungur, L. F. Chibotaru, J.-D. Leng, F.-S. Guo, M.-L. Tong, Inorg. Chem. 2012, 51, 1233
33. P.-H. Guo, J.-L. Liu, J.-H. Jia, J. Wang, J.-D. Leng, D.-H. Bao, X.-D. Zhang, J.-H. Luo, M.-L. Tong, Chem. Eur. J. 2013, 19, 8769
34. J.-D. Leng, J.-L. Liu, Y.-Z. Zheng, L. Ungur, L. F. Chibotaru, F.-S. Guo, M.-L. Tong, Chem. Commun. 2013, 49, 158
35. P.-H. Guo, X.-F. Liao, J.-D. Leng, M.-L. Tong, Acta Chim. Sin. 2013, 71, 173
36. R. J. Blagg, L. Ungur, F. Tuna, J. Speak, P. Comar, D. Collison, W. Wernsdorfer, E. J. L. Mclnnes, L. F. Chibotaru, R. E. P. Winpenny, Nat. Chem. 2013, 5, 673.
37. B.-W. Wang, S.-D. Jiang, X.-T. Wang, S. Gao, Sci. China Chem. 2009, 52, 1739
38. N. Ishikawa, M. Sugita, T. Ishikawa, S.-y. Koshihara, Y. Kaizu, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8694
39. S.-D. Jiang, B.-W. Wang, H.-L. Sun, Z.-M. Wang, S. Gao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4730
40. J.-L. Liu, K. Yuan, J.-D. Leng, L. Ungur, W. Wernsdorfer, F.-S. Guo, L. F. Chibotaru, M.-L. Tong, Inorg. Chem. 2012, 51, 8538
41. J.-L. Liu, Y.-C. Chen, Y.-Z. Zheng, W.-Q. Lin, L. Ungur, W. Wernsdorfer, L. F. Chibotaru, M.-L. Tong, Chem. Sci. 2013, 4, 3310.
42. M.-J. Martinez-Perez, O. Montero, M. Evangelisti, F. Luis, J. Sese, S. Cardona-Serra, E. Coronado, Adv. Mater. 2012, 24, 4301
43. J. W. Sharples, Y.-Z. Zheng, F. Tuna, E. J. L. McInnes, D. Collison, Chem. Commun. 2011, 47, 7650
44. G. Lorusso, M. A. Palacios, G. S. Nichol, E. K. Brechin, O. Roubeau, M. Evangelisti, Chem. Commun. 2012, 48, 7592
45. F.-S. Guo, Y.-C. Chen, J.-L. Liu, J.-D. Leng, Z.-S. Meng, P. Vrábel, M. Orendáč, M.-L. Tong, Chem. Commun. 2012, 48, 12219
46. Y.-C. Chen, F.-S. Guo, Y.-Z. Zhen, J.-L. Liu, J.-D. Leng, R. Tarasenko, M. Orendáč, J. Prokleška, V. Sechovský, M.-L. Tong, Chem. Eur. J. 2013, 19, 13504-13510
47. F.-S. Guo, Y.-C. Chen, L.-L. Mao, W.-Q. Lin, J.-L. Liu, J.-D. Leng, Z.-M. Zhang, R. Tarasenko, M. Orendáč, J. Prokleška, V. Sechovský, M.-L. Tong, Chem. Eur. J. 2013, 19, 14876-14885.
48. Y.-Z. Zheng, M. Evangelisti, F. Tuna, R. E. P. Winpenny, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1057
49. J.-D. Leng, J.-L. Liu, M.-L. Tong, Chem. Commun. 2012, 48, 5286
50. S. K. Langley, N. F. Chilton, B. Moubaraki, T. Hooper, E. K. Brechin, M. Evangelisti, K. S. Murray, Chem. Sci. 2011, 2, 1166
51. J.-B. Peng, Q.-C. Zhang, X.-J. Kong, Y.-P. Ren, L.-S. Long, R.-B. Huang, L.-S. Zheng, Z.-P. Zheng, Angew. Chem. 2011, 123, 10837
52. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 10649
53. T. N. Hooper, J. Schnack, S. Piligkos, M. Evangelisti, E. K. Brechin, Angew. Chem. 2012, 124, 4711
54. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 4633
55. E. Cremades, S. Gomez-Coca, D. Aravena, S. Alvarez, E. Ruiz, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10532
56. Z.-M. Zhang, L.-Y. Pan, W.-Q. Lin, J.-D. Leng, F.-S. Guo, Y.-C. Chen, J.-L. Liu, M.-L. Tong, Chem. Commun. 2013, 49, 8081.
57. E. Warburg, Ann. Phys. Chem. 1881, 13, 141
58. P. Debye, Ann. Phys. 1926, 81, 1154
59. W. F. Giauque, J. Am. Chem. Soc. 1927, 49, 1864
60. W. F. Giauque, I. P. D. McDougall, Phys. Rev. 1933, 43, 768.
61. C. Zimm, A. Jastrab, A. Sternberg, V. Pecharsky, K. A., Jr. Gschneidner, M. Osborne, I. Anderson, Adv. Cryog. Eng. 1998, 43, 1759
62. V. Pecharsky, K. A., Jr. Gschneidner, J. Magn. Magn. Mater. 1999, 200, 44
63. B. G. Shen, J. R. Sun, F. X. Hu, H. W. Zhang, Z. H. Cheng, Adv. Mater. 2009, 21, 4545.
64. X.-M. Chen, M.-L. Tong, Acc. Chem. Res. 2007, 40, 162
65. Z. Lin, M.-L. Tong, Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 421.
66. T. Lis, Acta Crystallogr. Sect. B 1980, 36, 2042
67. P. King, W. Wernsdorfer, K. A. Abboud, G. Christou, Inorg. Chem. 2004, 43, 7315
68. C. J. Milios, A. Vinslava, W. Wernsdorfer, S. Moggach, S. Parsons, S. P. Perlepes, G. Christou, E. K. Brechin, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2754.
69. A. Mishra, A. J. Tasiopoulos, W. Wernsdorfer, E. E. Moushi, B. Moulton, M. J. Zaworotko, K. A. Abboud, G. Christou, Inorg. Chem. 2008, 47, 4832
70. K. S. Gavrilenko, S. V. Punin, O. Cador, S. Golhen, L. Ouahab, V. V. Pavlishchuk, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12246.
71. K. Dimitrou, K. Folting, W. E. Streib, G. Christou, J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6432
72. W.-G. Wang, A.-J. Zhou, W.-X. Zhang, M.-L. Tong, X.-M. Chen, M. Nakano, C. C. Beedle, D. N. Hendrickson, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1014.
73. A. S. Dinca, A. Ghirri, A. M. Madalan, M. Affronte, M. Andruh, Inorg. Chem. 2012, 51, 3935.
74. S.-Y. Lin, L. Zhao, Y.-N. Guo, P. Zhang, Y. Guo, J. Tang, Inorg. Chem. 2012, 51, 10522
75. Z.-S. Meng, F.-S. Guo, J.-L. Liu, J.-D. Leng, M.-L. Tong, Dalton Trans. 2012, 41, 2320
76. J.-L. Liu, J.-D. Leng, Z.-J. Lin, M.-L. Tong, Chem. Asian J. 2011, 6, 1007.
77. J.-L. Liu, Y.-C. Chen, Q.-W. Li, S. Gõmez-Coca, D. Aravena, E. Ruiz, W.-Q. Lin, J.-D. Leng, M.-L. Tong, Chem. Commun. 2013, 49, 6549
78. J.-P. Sun, L.-C. Li, X.-J. Zheng, Inorg. Chem. Commun. 2011, 14, 877
79. D. Reardon, J. Guan, S. Gambarotta, G. P. A. Yap, D. R. Wilson, Organometallics 2002, 21, 4390.
80. R. A. Coxall, S. G. Harris, D. K. Henderson, S. Parsons, P. A. Tasker, R. E. P. Winpenny, J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2000, 2349.
81. S. Alvarez, P. Alemany, D. Casanova, J. Cirera, M. Llunell, D. Avnir, Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 1693
82. D. Casanova, M. Llunell, P. Alemany, S. Alvarez, Chem. Eur. J. 2005, 11, 1479
83. A. Ruiz-Martinez, D. Casanova, S. Alvarez, Chem. Eur. J. 2008, 14, 1291
84. A. Ruiz-Martinez, D. Casanova, S. Alvarez, Dalton Trans. 2008, 2583.
85. J. A. Bellow, D. Fang, N. Kovacevic, P. D. Martin, J. Shearer, G. A. Cisneros, S. Groysman, Chem. Eur. J. 2013, 19, 12225
86. L. Yang, D. R. Powell, R. P. Houser, Dalton Trans. 2007, 955.
87. O. Kahn, Molecular Magnetism, VCH, Weinheim, 1993
88. R. L. Carlin, Magnetochemistry, Springer, New York, 1986.
89. K. S. Cole, R. H. Cole, J. Chem. Phys. 1941, 9, 34.
90. J. M. Soler, E. Artacho, J. D. Gale, A. García, J. Junquera, P. Ordejõn, D. Sánchez-Portal, J. Phys. Condens. Matter 2002, 14, 2745
91. E. Artacho, D. Sánchez-Portal, P. Ordejõn, A. García, J. M. Soler, Phys. Stat. Sol. A 1999, 215, 809
92. E. Artacho, E. Anglada, O. Dieguez, J. D. Gale, A. Garcia, J. Junquera, R. M. Martin, P. Ordejon, J. M. Pruneda, D. Sanchez-Portal, J. M. Soler, J. Phys. Condens. Matter 2008, 20, 064208.
93. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
94. V. I. Anisimov, F. Aryasetiawan, A. I. Lichtenstein, J. Phys. Condens. Matter 1997, 9, 767.
95. L. Kleinman, D. M. Bylander, Phys. Rev. Lett. 1982, 48, 1425
96. N. Trouiller, J. L. Martins, Phys. Rev. B 1991, 43, 1993.
97. R. Pollet, D. Marx, J. Chem. Phys. 2007, 126, 181102
98. A. Hosoi, Y. Yukawa, S. Igarashi, S. J. Teat, O. Roubeau, M. Evangelisti, E. Cremades, E. Ruiz, L. A. Barrios, G. Aromí, Chem. Eur. J. 2011, 17, 8264.
99. L. F. Chibotaru, L. Ungur, A. Soncini, Angew. Chem. 2008, 120, 4194-4197
100. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4126-4129
101. J. Long, F. Habib, P. H. Lin, I. Korobkov, G. Enright, L. Ungur, W. Wernsdorfer, L. F. Chibotaru, M. Murugesu, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5319
102. L. Ungur, L. F. Chibotaru, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 20086.
103. F. Aquilante, L. De Vico, N. Ferre, G. Ghigo, P. A. Malmqvist, P. Neogrady, T. B. Pedersen, M. Pitonak, M. Reiher, B. O. Roos, L. Serrano-Andres, M. Urban, V. Veryazov, R. Lindh, J. Comput. Chem. 2010, 31, 224.
104. J. J. Borras-Almenar, J. M. Clemente-Juan, E. Coronado, B. S. Tsukerblat, J. Comput. Chem. 2001, 22, 985.
105. J. Cirera, E. Ruiz, C. R. Chim. 2008, 11, 1227
106. G. Rajaraman, F. Totti, A. Bencini, A. Caneschi, R. Sessoli, D. Gatteschi, Dalton Trans. 2009, 3153
107. S. K. Singh, N. K. Tibrewal, G. Rajaraman, Dalton Trans. 2011, 40, 10897
108. S. K. Singh, G. Rajaraman, Dalton Trans. 2013, 42, 3623.
109. A. F. Albuquerque, F. Alet, P. Corboz, P. Dayal, A. Feiguin, S. Fuchs, L. Gamper, E. Gull, S. Guertler, A. Honecker, R. Igarashi, M. Koerner, A. Kozhevnikov, A. Laeuchli, S. R. Manmana, M. Matsumoto, I. P. McCulloch, F. Michel, R. M. Noack, G. Pawlowski, L. Pollet, T. Pruschke, U. Schollwoeck, S. Todo, S. Trebst, M. Troyer, P. Werner, S. Wessel, J. Magn. Magn. Mater. 2007, 310, 1187
110. B. Bauer, L. D. Carr, H. G. Evertz, A. Feiguin, J. Freire, S. Fuchs, L. Gamper, J. Gukelberger, E. Gull, S. Guertler, A. Hehn, R. Igarashi, S. V. Isakov, D. Koop, P. N. Ma, P. Mates, H. Matsuo, O. Parcollet, G. Pawłowski, J. D. Picon, L. Pollet, E. Santos, V. W. Scarola, U. Schollwöck, C. Silva, B. Surer, S. Todo, S. Trebst, M. Troyer, M. L. Wall, P. Werner, S. Wessel, J. Stat. Mech.-Theory Exp. 2011, 2011, P 05001.
111. P. van der Sluis, A. L. Spek, Acta Crystallogr. Sect. A 1990, 46, 194
112. R. H. Blessing, Acta Crystallogr. Sect. A 1995, 51, 33
113. G. M. Sheldrick, SADABS 2.05, University of Göttingen, Göttingen, Germany
114. G. M. Sheldrick, Acta Crystallogr. Sect. A 2008, 64, 112.