Clusters of the main group elements phosphorus and arsenic, commonly categorized as Zintl clusters, have been known for over a century. And, only now is the application of these systems as catalysts for organic synthesis being investigated. In this work, boranes are tethered via an aliphatic linker to Zintl-based clusters and their Lewis acidity is examined experimentally, by the Gutmann-Beckett test and competency in the hydroborative reduction of six organic substrates, as well as computationally, by fluoride ion affinity and hydride ion affinity methods. The effects of tuning the aliphatic linker length, substituents at the boron, and changing the cluster from a seven-atom phosphorus system to a seven-atom arsenic system on reactivity are studied.

Mono‐ and bis‐salen functionalised [2]rotaxanes have been synthesised from the esterification of [2]rotaxanes containing phenol‐terminated threads (salen = N,N′‐bis(salicylidene)ethylenediamine). The [2]rotaxanes have general formula [RH][Cr7NiF8(O2CtBu)16], where [RH]+ is a thread with a central secondary ammonium site that templates a [Cr7NiF8(O2CtBu)16]− ring. The threads are terminated at one or both ends by carboxylic acid functionalised salen groups. The {M(salen)} groups can be free‐base [M = (H+)2] or metallated [M = Cu2+, Ni2+, (VO)2+]. The [2]rotaxanes have been characterised by single crystal XRD and solid‐ and solution‐state EPR spectroscopy. Where two paramagnetic M ions are involved [M = Cu2+ and/or (VO)2+] the [2]rotaxanes contain three electron spin S = ½ centres, since the {Cr7Ni} ring has an S = ½ ground state which is well isolated at low temperatures. These three‐spin [2]rotaxanes have been characterised in solution by pulsed dipolar EPR spectroscopies (DEER, also known as PELDOR, and RIDME). The M···M and M···{Cr7Ni} interactions measured are consistent with dipolar interactions and also with the distances from single crystal XRD.

A series of rare earth (mono)phospholide mixed sandwich complexes of the general form [M(PC4R4)(COT)(THF)n] (M = Sc, Y, La, Lu; R = Me, Et; COT = cyclooctatetraenide, {C8H8}2–; n = 0 to 2) have been isolated by the treatment of iodide precursors, [M(COT)(I)(THF)n], (1M, M = Sc, Y, Lu, n = 2; M = La, n = 3) with potassium phospholide salts, [K(PC4R4)]n (R = Me, Et). The solid-state molecular structures and speciation of these sandwich complexes depends upon both the ionic radius of the rare earth metal, along with small steric and solubility differences which arise between the two per-alkylated phospholide ligands. The smaller {PC4Me4} ligand gave monomeric Lewis-base free [M(C8H8)(PC4Me4)] (2M, M = Sc, Lu) with smaller rare earths Sc(III) and Lu(III), but moving to larger ions Y(III) and La(III), the products were poorly soluble and could only be isolated as THF-adducts, [Y(C8H8)(PC4Me4)(THF)] (3) and [La(C8H8)(PC4Me4)(THF)2] (4). The slightly increased steric demands of {PC4Et4} gave monomeric Lewis-base free complexes for Sc(III), Lu(III), and Y(III) in [M(C8H8)(PC4Et4)] (5M, M = Sc, Y, Lu), whereas for La(III) a dimeric complex was isolated, [La(C8H8)(µ-PC4Et4)]2 (6). We also report the synthesis and molecular structures of 1Sc and 1Lu, as well as [LuI3(THF)3] (7) for the first time. All complexes were characterised by single crystal X-ray diffraction, multi-nuclear NMR, UV-Vis-NIR and ATR-IR spectroscopies in addition to elemental analysis.

Both metalloporphyrins and heterometallic {Cr7Ni} rings are of significant research interest due to their proposed roles in quantum information processing devices. In this study, we present a series of complexes in which [Cr7NiF3(Etglu)(O2CtBu)15] (N-EtgluH5 = N-ethyl-d-glucamine) heterometallic rings are coordinated to metalloporphyrin linkers: the symmetric [M(TPyP)] for M = Cu2+, VO2+, and H2TPyP = 5,10,15,20-tetra(4-pyridyl)porphyrin; and the asymmetric [{VO}(TrPPyP)] for H2(TrPPyP) = 5,10,15-(triphenyl)-20-(4-pyridyl)porphyrin. The magnetic interactions present in these complexes are unraveled using the continuous wave (CW) electron paramagnetic resonance (EPR) technique. The nature of the coupling between the {Cr7Ni} rings and the central metalloporphyrin is assessed by numerical simulations of CW EPR spectra and determined to be on the order of 0.01 cm–1, larger than the dipolar ones and suitable for individual spin addressability in multiqubit architectures.