Новый парамагнитный комплекс кобальта: шаг к инновациям в медицинской диагностике и спинтронике

Российские учёные синтезировали необычный комплекс кобальта (II), который может найти применение в молекулярном магнетизме и МРТ диагностике. Работа выполнена специалистами из Института элементорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (Москва), Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН (Москва) и Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка). Результаты исследования опубликованы в статье в журнале Dalton Transactions.

Комплексы переходных металлов с необычными координационными окружениями привлекают внимание исследователей для создания магнитноактивных переключаемых и спинтронных устройств. Недавно коллективом исследователей был получен и детально исследован псевдоклатратнохелатный комплекс кобальта (II) с тригонально-призматической геометрией координационного центра, который благодаря свободному донорному атома азота в апикальном пиридиновом заместителе может быть использован в качестве перспективного парамагнитного трехмерного лиганда, а также ЯМР зонда в МРТ диагностике и структурной биологии.

Данный комплекс Co (II) получен методом темплатной конденсации 3-пиразолоксима в качестве хелатирующего лиганда и 4-пиридилбороновой кислоты в качестве сшивающего агента-кислоты Льюиса на ионах кобальта (II) в качестве матрицы. Структура комплекса с таким необычным лигандом, напоминающим «клетку» с шестью пиридилиденовыми группами на концах, ориентированными к вершинам тригональной призмы, была установлена методом РСА в сочетании с другими физико-химическими методами: элементный анализ, MALDI-TOF, УФ- и ЯМР-спектроскопия и другими.

Магнитометрические исследования в сочетании с высокоуровневыми ab initio SA-CASSCF/NEVPT2 квантовохимическими расчётами показали, что комплекс Co (II) обладает сильной одноосной магнитной анизотропией и демонстрирует свойства моноионного магнита, даже в отсутствии приложенного магнитного поля. Следует отметить, что из-за сильного непотушенного спин-орбитального момента, сохраняющегося из-за специфической координации центрального иона Co (II), описание магнитных свойств рассматриваемого комплекса с помощью спин-Гамильтониана не применимо, в работе был использован гамильтониан Гриффитса-Фиггиса, который позволяет обойти возникающее противоречие.

Источник: ФИЦ ПХФ и МХ РАН.