Electron transfer in Cobalt complexes using rigid ferrocenyl decorated polypyridyl based ligands

• Applicant: Professor Dr. Heinrich Lang, since 5/2017
• Subject Area: Inorganic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2013 to 2018
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 231408045

• Final Report Year: 2018

Final Report Abstract

Im Rahmen des Projektes wurden erfolgreich Co2+/3+-Komplexe vom Typ [Co(L)2]2+/3+ (L = Triarylamin-substituierte Polypyridyle, Tara = Triarylamin) synthetisiert und charakterisiert. Die tri-kationischen Komplexe [Co(L)2]3+ weisen je nach Lage des Redoxgleichgewichts, welches von der Umgebung der Komplexe abhängt, unterschiedliche photochemische und magnetische Eigenschaften auf. Dies kann durch Temperaturänderung oder optische Anregung erfolgen (HS = high-spin, LS = low-spin): [LS-Co3+(L)2]3+ [HS-Co2+(L)(L+●)]3+ Die Eigenschaften der Komplexe lassen sich gezielt durch die Tara-Einheiten in den Liganden, insbesondere deren Anbindung an das Polypyridyl-Grundgerüst und ihre para-Substituenten, beeinflussen. Befinden sich die Redox-aktiven Einheiten Co2+/3+ und Tara-N0/+● innerhalb ihrer van-der-Waals-Radien, erfolgt eine photochemische Anregung vom diamagnetischen Grundzustand [LS-Co3+(L)2]3+ in den paramagnetischen, angeregten Zustand [HSCo2+(L)(L+●)]3+. Vergrößert sich der Abstand (d ≈ 8 – 10 Å) zwischen dem Cobalt-Ion und den Tara-Stickstoffatomen, kann die Lage des Redoxgleichgewichts durch Temperaturänderung aufgrund der verschiedenen Entropien der Redoxisomere gesteuert werden. Durch ihr Verhalten sowie Reaktion auf äußere Einflüsse besitzen die Komplexe [Co(L)2]3+ Anwendungspotential, z. B. in molekularen (Photo-)Schaltern sowie in Speichermedien.

Publications

• “Redox-coupled Spin Crossover in Triarylamine decorated Co2+/3+ Complexes”, 1st Bordeaux Olivier Kahn Discussions BOOK-D, 02. – 03.07.2015, Bordeaux (Frankreich)
  L. Schnaubelt, H. Petzold
  
• “Redox properties and electron transfer in a triarylamine-substituted HS-Co2+/LS-Co3+ redox couple”, Dalton Trans., 2017, 46, 2690 – 2698
  L. Schnaubelt, H. Petzold, J. M. Speck, E. Dmitrieva, M. Rosenkranz, M. Korb
  
• “A solvent- and temperature-dependent intramolecular equilibrium of diamagnetic and paramagnetic states in Co complexes bearing triaryl amines”, Dalton Trans., 2018, 47, 13180 – 13189
  L. Schnaubelt, H. Petzold, E. Dmitrieva, M. Rosenkranz, H. Lang
  
• “Spin Transition and Charge Transfer in Co2+/Co3+ Complexes of Meridional Ligands Holding Nearby Redox-active Triarylamine”, Z. Anorg. Allg. Chem., 2018
  L. Schnaubelt, H. Petzold, J. M. Speck, T. Rüffer, G. Hörner, H. Lang