Oxo-Functionalization and Reduction of the Uranyl Ion through Lanthanide-Element Bond Homolysis: Synthetic, Structural, and Bonding Analysis of a Series of Singly Reduced Uranyl–Rare Earth 5f<sup>1</sup>-4f<sup><i>n</i></sup> Complexes
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Notice bibliographique
Résumé
The heterobimetallic complexes [{UO2Ln(py)2(L)}2], combining a singly reduced uranyl cation and a rare-earth trication in a binucleating polypyrrole Schiff-base macrocycle (Pacman) and bridged through a uranyl oxo-group, have been prepared for Ln = Sc, Y, Ce, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb, and Lu. These compounds are formed by the single-electron reduction of the Pacman uranyl complex [UO2(py)(H2L)] by the rare-earth complexes Ln(III)(A)3 (A = N(SiMe3)2, OC6H3Bu(t)2-2,6) via homolysis of a Ln-A bond. The complexes are dimeric through mutual uranyl exo-oxo coordination but can be cleaved to form the trimetallic, monouranyl "ate" complexes [(py)3LiOUO(μ-X)Ln(py)(L)] by the addition of lithium halides. X-ray crystallographic structural characterization of many examples reveals very similar features for monomeric and dimeric series, the dimers containing an asymmetric U2O2 diamond core with shorter uranyl U═O distances than in the monomeric complexes. The synthesis by Ln(III)-A homolysis allows [5f(1)-4f(n)]2 and Li[5f(1)-4f(n)] complexes with oxo-bridged metal cations to be made for all possible 4f(n) configurations. Variable-temperature SQUID magnetometry and IR, NIR, and EPR spectroscopies on the complexes are utilized to provide a basis for the better understanding of the electronic structure of f-block complexes and their f-electron exchange interactions. Furthermore, the structures, calculated by restricted-core or all-electron methods, are compared along with the proposed mechanism of formation of the complexes. A strong antiferromagnetic coupling between the metal centers, mediated by the oxo groups, exists in the U(V)Sm(III) monomer, whereas the dimeric U(V)Dy(III) complex was found to show magnetic bistability at 3 K, a property required for the development of single-molecule magnets.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
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| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
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