Intramolecular Energy Transfer in a Covalently Linked Copper(II) Porphyrin-Free Base Porphyrin Dimer: Novel Spin Polarization in the Energy Acceptor

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 103, Issue 34, 1999, Pages 6704-6714

  Asano Someda, Motoko ^a   Van der Est, Art ^b,c   Krüger, Uwe ^b   Stehlik, Dietmar ^b   Kaizu, Youkoh ^a   Levanon, Haim ^d  

^a TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Japan)

^b FREIE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

^c BROCK UNIVERSITY   (Canada)

^d HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM   (Israel)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0000152589     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp9912096     Document Type: Article

References (96)

1. (a) Ward, M. R. Chem. Soc. Rev. 1997, 26, 365.
2. (b) Kurreck, H.; Huber, M. Angew. Chem., Int. Ed. Engt. 1995, 34, 849.
3. (c) Wasielewski, M. R. Chem. Rev. 1992, 92, 435.
4. (d) Sessler, J. L. Isr. J. Chem. 1992, 32, 449.
5. (e) Gust, D.; Moore, T. A. Adv. Photochem. 1991, 16, 1.
6. (a) Osuka, A.; Maruyama, K. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 4454.
7. (b) Osuka, A.; Maruyama, K.; Yamazaki, I.; Tamai, N. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1988, 1243.
8. (a) Rodriguez, J.; Kirmaier, C.; Johnson, M. R.; Frienner, R. A.; Holten, D.; Sessler, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 1652.
9. (b) Sessler, J. L.; Hugdahl, J; Johnson, M. R. J. Org. Chem. 1986, 51, 2838.
10. (a) Hsiao, J.-S.; Krueger, B. P.; Wagner, R. W.; Johnson, T. E.; Delaney, J. K.; Mauzerall, D. C.; Fleming, G. R.; Lindsey, J. S.; Bocian, D. F.; Donohoe, R. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11181.
11. (b) Strachan, J.-P.; Gentemann, S.; Seth, J.; Kalsbeck, W. A.; Linsey, J. S.; Holten, D.; Bocian, D. F. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11191.
12. (c) Strachan, J.-P.; Gentemann, S.; Seth, J.; Kalsbeck, W. A.; Linsey, J. S.; Holten, D.; Bocian, D. F. Inorg. Chem. 1998, 37, 1191.
13. Jensen, K. K.; van Berlekom, S. B.; Kajanus, J.; Mårtensson, J.; Albinsson, B. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 2218.
14. (a) Osuka, A.; Maruyama, K.; Yamazaki, I.; Tamai, N. Chem. Phys. Lett. 1990, 165, 392.
15. (b) Osuka, A.; Tanabe, N.; Kawabata, S.; Yamazaki, I.; Nishimura, Y. J. Org. Chem. 1995, 60, 7177.
16. Kawabata, S.; Yamazaki, I.; Nishimura, Y.; Osuka, A. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1997, 101, 479.
17. (a) Brookfield, R. L.; Ellul, H.; Harriman, A.; Porter, G. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2 1986, 82, 219.
18. (b) Anton, J. A.; Loach, P. A.; Govindjee, Photochem. Photobiol. 1978, 28, 235.
19. (a) Regev, A.; Galili, T.; Levanon, H.; Harriman, A. Chem. Phys. Lett. 1986, 131, 140.
20. (b) Gonen, O.; Levanon, H. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4132.
21. Sessler, J. L.; Wang, B.; Harriman, A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 704.
22. (a) Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Gao, F.; Luttrull, D.; DeGraziano, J. M.; Ma, X. C., Makings, L. R.; Lee, S.-J.; Trier, T. T.; Bittersmann. E.; Seely, G. R.; Woodward, S.; Bensasson, R. V.; Rougée, M.; De Schryver, F. C.; Van der Auweraer, M. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 3638.
23. (b) Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Leggett, L.; Lin, S.; DeGraziano, J. M.; Hermant, R. M.; Nicodem, D.; Craig, P.; Seely, G. R.; Nieman, R. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 7926.
24. (c) Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Devadoss, C.; Liddell, P. A.; Hermant, R.; Nieman, R. A.; Demanche, L. J.; DeGraziano, J. M.; Gouni, I. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 3590.
25. (a) Mialocq, J. C.; Giannotti, C.; Maillard, P.; Momenteau, M. Chem. Phys. Lett. 1984, 112, 87.
26. (b). Schwarz, F. P.; Gouterman, M.; Muljiani, Z.; Dolphin, D. H. Bioinorg. Chem. 1972, 2, 1.
27. Ohno, O.; Ogasawara, Y.; Asano, M.; Kajii, Y.; Kaizu, Y.; Obi, K.; Kobayashi, H. J. Phys. Chem. 1987, 91, 4269.
28. (a) de Rege, P. J. F.; Williams, S. A.; Therien, M. J. Siceince 1995, 269, 1409.
29. (b) de Rege, P. J. F.; Therien, M. J. Inorg. Chim. Acta 1996, 242, 211.
30. Osuka, A.; Maruyama, K.; Mataga, N.; Asahi, T.; Yamazaki, I.; Tamai, N. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 4958.
31. (a) Harriman, A.; Heitz, V.; Ebersole, M.; van Willigen, H. J. Phys. Chem. 1994, 98, 4982.
32. (b) Chambron, J.-C; Harriman, A.; Heitz, V.; Sauvage, J.-P. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6109.
33. (c) Harriman, A.; Odeobel, F.; Sauvage, J.-P. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 9461.
34. Asano-Someda, M.; Ichino, T.; Kaizu, Y. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 4484.
35. Hugerat, M.; van der Est, A.; Ojadi, E.; Biczok, L.; Linschitz, H.; Levanon, H.; Stehlik, D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 495.
36. Tsuchiya, S. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 48.
37. (a) Hugerat, M.; Levanon, H.; Ojadi, E.; Biczok, L.; Linschitz, H. Chem. Phys. Lett. 1991, 181, 400.
38. (b) Levanon, H.; Regev, A.; Galili, T.; Hugerat, M.; Chang, C.-K.; Fajer, J. J. Phys. Chem. 1993, 97, 13198.
39. (c) Berg, A.; Rachamim, M.; Galili, T.; Levanon, H. J. Phys. Chem. 1996, 100, 8791.
40. Kaizu, Y.; Maekawa, H.; Kobayashi, H. J. Phys. Chem. 1986, 90, 4234.
41. Förster, T. Discuss. Faraday Soc. 1959, 27, 7.
42. Dexter, D. L. J. Chem. Phys. 1953, 21, 836.
43. McConnel, H. M. J. Chem. Phys. 1961, 35, 508.
44. Ake, R. L.; Gouterman, M. Theor. Chim. Acta 1969, 15, 20.
45. (a) van Dorp, W. G.; Canters, G. W.; van der Waals, J. H. Chem. Phys. Lett. 1975, 35, 450.
46. (b) van Dijk, N.; van der Waals, J. H. Mol. Phys. 1979, 38, 1211.
47. (c) Noort, M.; Jansen, G.; Canters, G. W.; van der Waals, J. H. Spectrochim. Acta 1976, 32, 1371.
48. (a) Gouterman, M.; Mathies, R. A.; Smith, B. E.; Caughey, W. S. J. Chem. Phys. 1970, 52, 3795.
49. (b) Eastwood, D.; Gouterman, M. J. Mol. Spectrosc. 1969, 30, 437.
50. (a) van der Poel, W. A. J. A.; Nuijs, A. M.; van der Waals, J. H. J. Phys. Chem. 1986, 90, 1537.
51. (b) van Dijk, N.; Noort, M.; van der Waals, J. H. Mol. Phys. 1979, 44, 891.
52. (a) Asano, M.; Kaizu, Y.; Kobayashi, H. J. Chem. Phys. 1988, 89, 6567.
53. (b) Asano-Someda, M.; Kaizu, Y. J. Photochem. Photobiol. A 1995, 87, 23.
54. Yan, X.; Holten, D. J. Phys. Chem. 1988, 92, 5982.
55. Cunningham, K. L.; McNett, K. M.; Pierce, R. A.; Davis, K. A.; Harris, H. H.; Flack, D. M.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1997, 36, 608.
56. Kobayashi, T.; Huppert, D.; Straub, K. D.; Renzepis, P. M. J. Chem. Phys. 1979, 70, 1720.
57. Rodriguez, J.; Kirmaier, C.; Holten, D. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 6500.
58. Gouterman, M. In The Porphyrins; Dolphin, D., Ed.; Academic Press: New York, 1978; Vol. 3, p 1.
59. (a) van der Est, A.; Fuechsle, G.; Stehlik, D.; Wasielewski, M. R. Appl. Magn. Reson. 1997, 13, 317.
60. (b) van der Est, A.; Füchsle, G.; Stehlik, D.; Wasielewski, M. R. Ber. Bunsen-Ges. Phys. 1996, 12, 2081.
61. Regev, A.; Galili, T.; Levanon, H. J. Chem. Phys. 1990, 92, 4718.
62. (a) Gonen, O.; Levanon, H. J. Phys. Chem. 1985, 89, 1637.
63. (b) Gonen, O,; Levanon, H. J. Phys. Chem. 1984, 88, 4223.
64. Levanon, H. Rev. Chem. Int. 1987, 8, 287.
65. (a) Berman, A.; Izraeli, E. S.; Levanon, H.; Wang, B.; Sessler, J. L. J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 8252.
66. (b) Asano-Someda, M.; Levanon, H.; Sessler, J. L.; Wang, R. Mol. Phys. 1998, 95, 935.
67. ox = 0.90 (eV)).
68. Thurnauer, M. C.; Katz, J. J.; Norris, J. R. Proc. Nat. Acd. Sci., U.S.A. 1975, 72, 3270.
69. Dutton, P. L.; Leigh, J. S.; Seibert, M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1972, 46, 406.
70. McGann, W. J.; Frank, H. A. Chem. Phys. Lett. 1985, 121, 253.
71. Hoff, A. J. Phys. Rep. 1979, 54, 75.
72. Gast, P.; Wasielewski, M. R.; Schiffer, M.; Norris, J. R. Nature 1983, 305, 451.
73. Hasharoni, K.; Levanon, H.; Greenfield, S. R.; Gosztola, D. J.; Svec, W. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 10228.
74. Carbonera, D.; Di Valentin, M.; Corvaja, C.; Agostini, G.; Giacometti, G.; Liddel, P. A.; Kuciauskas, D.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4398.
75. (a) Scherz, A.; Levanon, H. J. Phys. Chem. 1980, 84, 324.
76. (b) Nechushtai, R.; Nelson, N.; Gonen, O. Levanon, H. Biochim. Biophys. Acta 1985, 807, 35.
77. Levanon, H.; Norris, J. R. Chem. Rev. 1978, 78, 185.
78. Salikhov, K.; van der Est, A.; Stehlik, D. Appl. Magn. Res., in press.
79. Rehm, D.; Weller, A. Isr. J. Chem. 1970, 8, 259.
80. Weller, A. Z. Phys. Chem. (Munich) 1982, 133, 93.
81. Wasielewski, M. R.; Gaines, G. L., III.; O'Neil, M. P.; Svec, W. A.; Niemczyk, M. P.; Prodi, L.; Goszyola, D. In Dynamics and Mechanics of Photoinduced Electron Transfer and Related Phenomena; Mataga, N., Okada, T., Masuhara, H., Eds.; Elsevier: New York, 1992; p 87.
82. Wiederrecht, G. P.; Niemczyk, M. P.; Svec, W. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 81.
83. Dielectric constants of E7 are 19.0 and 6.2 for parallel and perpendicular orientations, respectively.
84. Hasharoni, K.; Levanon, H. J. Phys. Chem. 1995, 99, 4875.
85. (a) Hasharoni, K.; Levanon, H.; von Gersdorff, J.; Kurreck, H.; Möbius, K. J. Chem. Phys. 1993, 98, 2916.
86. (b) Hasharoni, K.; Levanon, H.; Gätchmann, J.; Schubert, H.; Kurreck, H.; Möbius, K. J. Phys. Chem., 1995, 99, 7514.
87. Levanon, H.; Hasharoni, K. Prog. React. Kinet. 1995, 20, 309.
88. Unpublished data.
89. ex = 640 nm are expected to have the same time constant in the model.
90. (a) Fujisawa, J.; Ishii, K.; Ohba, Y.; Yamauchi, S.; Fuhs, M.; Möbius, K. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 5869.
91. (b) Ishii, K.; Fujisawa, J.; Ohba, Y.; Yamauchi, S. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 13079.
92. Mizuochi, N.; Ohba, Y.; Yamauchi, S. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 5966.
93. Corvaja, C; Maggini, M.; Prato, M.; Scorrano, G.; Venzin, M. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8857.
94. Corvaja, C.; Maggini, M.; Ruzzi, M.; Scorrano, G.; Toffoletti, A. Appl. Magn. Reson. 1997, 12, 477.
95. Bencini, A.; Gatteschi, D. In EPR of Exchange Coupled Systems; Springer-Verlag: Berlin, 1990.
96. The g-factors of the free base triplet and the copper ground state doublet were obtained from simulation of the corresponding spectra of the monomers.