title: Iron(II) SCO complexes based on alkyl imidazoles and pyrazoles
Creators: name: Zeni, Willi
Publisher: name: TU Wien
Year: 2019
Subjects: subject: ligand systems
subject: alkyl imidazoles
subject: alkyl pyrazoles
subject: iron(II) complexes
subject: spin crossover

description: Die Entdeckung bistabiler Verbindungen, die einen elektronischen Übergang zwischen dem high-spin (HS) und low-spin (LS) Zustand durch äußere Einflüsse, wie Temperatur oder Druck aufweisen, eröffnete im Jahr 1931 ein neues Forschungsfeld in der Koordinationschemie und in den Materialwissenschaften. Die Änderung des Spinzustands bewirkt Änderungen von anderen Eigenschaften wie magnetisches Dipolmoment, dielektrische Konstante, Farbe, Bindungslänge usw. Spin crossover Verbindungen stellen eine neue Klasse von molekularen Schaltern dar; das bedeutet sie können als Speicheroder Sensormaterialen angewendet werden. Während den 88 Jahre seit der Erfindung, das Spin Crossover (SCO) Phänomen wurde intensiv erforscht, besonders heutzutage im Digitalzeitalter. Der Großteil der SCO-Verbindungen basiert auf Fe(II) Komplexen mit Stickstoff Liganden, oft Azolen. In der Forschungsgruppe von Peter Weinberger wurde in den letzten Jahren viel im Forschungsfeld von Spin Crossover gemacht. Der Fokus lag auf unterschiedlich substituierten Tetrazolen als Liganden. Diese Arbeit hat ein Doppelziel: die Verbreiterung der Liganden library durch die Synthese eines neuen Ligandensets und die Herstellung von SCO-Verbindungen durch Komplexierung mit Fe(II) Spezies. Die Idee hinter diesem Ligandendesign war die Entkopplung elektronischen von sterischen Einflüssen auf das SCO Verhalten, also anstelle einer Modifizierung von Substituenten am Tetrazolring andere Ringsysteme zu wählen. Aus diesem Grund wurden vergleichbare Ligandensysteme, d.h. 5-Ring-Azole, hergestellt und ihre jeweilige Fe(II) Komplexe verglichen. Das Ziel wurde erreicht da alle erwünschten Liganden und Komplexe synthetisiert und charakterisiert wurden.
description: The discovery in 1931 of bi-stable compounds showing an electronic transition between high-spin (HS) and low-spin (LS) state upon external stimuli (e.g. temperature, pressure) opened a new field of research in inorganic chemistry and material science. The change in spin state implicates changes of the magnetic moment, dielectric constant, color, bond length etc. Spin crossover compounds represent thus a new class of molecular switches, meaning they could be used in memory and sensing devices. During the 88 years since its discovery, the Spin Crossover (SCO) phenomenon has been deeply investigated and especially nowadays, in the Digital Age, efforts are made in order to make it accessible for technological application. Major part of the SCO compounds is based on Fe(II) complexes with nitrogen ligands, often azoles. In the research group of Peter Weinberger, a lot of work in the SCO field has been done throughout the years, mostly focusing on tetrazoles as ligands. The aim of this work was double: the broadening of the ligands library by synthesizing a new set of ligands and their complexation with Fe(II) species in order to obtain SCO compounds. The idea beneath the ligand design was decoupling electronic from steric influences on the SCO behavior, meaning instead of modifying the substituents on the tetrazole ring, moving to another ring system. For this reason comparable ligand systems, i.e. 5-membered azoles, have been prepared and their Fe(II) complexes compared. The work has been successful since all the desired ligands and their complexes were synthesized and characterized.